Hverjir eru kostir þess að nota nikkel-undirstaða málmblöndur fyrir ofhitunarrör fyrir ketils í varmavirkjunum?
1.1 Framúrskarandi háhita-mekanískir eiginleikar
Mikil skrið- og rofþol: Nikkel-undirstaða málmblöndur (td Inconel 625, Hastelloy X) treysta á styrkjandi þætti í föstu lausnum (Cr, Mo, W) og úrkomustyrkingarfasa ( ', '') til að hindra hreyfingu frá liðskipti við háan hita. Líftími skriðbrots þeirra við 650 gráður og 100 MPa getur farið yfir 10.000 klukkustundir, sem er 3–5 sinnum lengur en hitaþolið-martensitic stál. Þetta kemur í veg fyrir ótímabært rörsprungið af völdum skriðaflögunar við langtíma-há-hitaálag.
Góð hitaþol gegn þreytu: Við ræsingu-og stöðvun á varmaafleiningum fara ofurhitararör í gegnum hringlaga upphitun og kælingu, sem leiðir til hitaþreytu. Lágur varmaþenslustuðull og mikil varmaleiðni nikkel-blendis draga úr uppsöfnun hitauppstreymis, sem bætir verulega viðnám gegn hitaþreytusprungum.
1.2 Frábær tæringar- og oxunarþol
Viðnám gegn háum-hitaoxun: Nikkel-undirstaða málmblöndur mynda þétta, viðloðandi Cr₂O₃ hlífðarfilmu á yfirborðinu við háan hita, sem hindrar í raun innkomu súrefnis og ætandi efnis. Jafnvel við 700 gráður er oxunarhraði minna en 0,01 mm/ári, mun lægra en hefðbundið hitaþolið stál-.
Þolir tæringu af völdum útblásturslofts og ösku: Útblástursloft í varmavirkjunum inniheldur SO₂, HCl og alkalímálmsölt (td Na₂SO₄, K₂SO4). Þessi efni bregðast við yfirborði slöngunnar og mynda lágt-bræðslumark-bræðslumarks, sem veldur háum-tæringu og öskutæringu. Nikkel-málmblöndur með hátt Mo og W innihald geta staðist veðrun þessara ætandi miðla og forðast gryfju og þynningu á rörveggnum.
1.3 Sterkur burðarvirki stöðugleiki
Nikkel-undirstaða málmblöndur viðhalda stöðugri andlits-miðjaðri kúbískri (FCC) kristalbyggingu á rekstrarhitasviði ofhitara, án þess að gangast undir brothætta fasabreytingar (td martensitic umbreytingu) sem eiga sér stað í sumum hitaþolnu- stáli. Þetta tryggir stöðuga vélræna eiginleika meðan á langtímaþjónustu stendur-.
Snefilefni eins og Ti og Nb í málmblöndunni mynda stöðug karbíð, sem festa kornmörkin og koma í veg fyrir að korn grófist við háan hita, sem eykur enn frekar burðarstöðugleika röranna.
1.4 Lengri endingartími og minni viðhaldskostnaður
Líftími nikkel-undirstaða ofurhitunarröra getur náð 20–30 árum, sem er tvöfalt lengri en hefðbundin hitaþolin stálrör (10–15 ár). Þetta dregur úr tíðni þess að skipta um rör og dregur úr tíma í stöðvun eininga.
Framúrskarandi tæringarþol lágmarkar þynningu rörveggs og lekahættu, lækkar viðhaldskostnað ketilkerfisins og eykur rekstraráreiðanleika varmaorkuvera.
2. Hvaða nikkel-undirstaða málmblöndur henta fyrir há-hita- og-háþrýstingsrör í jarðolíuiðnaði?
2.1 Inconel 625 – Tilvalið fyrir almennar há-hitastig og háan-tærandi aðstæður
Lykilsamsetning: Ni-Cr-Mo-Nb álfelgur með 21% Cr, 9% Mo og 3,6% Nb.
Kjarna kostir: Sameinar framúrskarandi styrkjandi áhrif á solid lausn og tæringarþol. Það hefur sterka mótstöðu gegn tæringu í holum, tæringu á sprungum og spennutæringu (SCC) í efni sem inniheldur klóríð-. Nb frumefnið myndar stöðug karbíð, sem eykur háan-hitastyrk og burðarstöðugleika. Það getur starfað stöðugt við hitastig allt að 980 gráður og er hentugur fyrir háþrýstirör í kerfum fyrir brennisteinslosun (FGD) og vatnssprungueiningar.
Dæmigert forrit: Úttaksrör úr jarðolíuhvarfssprungum, umbótarofnrör og háhita gufuleiðslur.-
2.2 Hastelloy X – Ákjósanlegt fyrir ofur-há-oxunarumhverfi
Lykilsamsetning: Ni-Cr-Co-Mo álfelgur með 22% Cr, 9% Mo og 18% Co.
Kjarna kostir: Framúrskarandi oxunarþol við háan-hita og hitaþol. Það getur viðhaldið góðum vélrænni eiginleikum í oxandi útblástursumhverfi við 1000 gráður og hefur framúrskarandi suðuhæfni. Hátt Co-innihald bætir skriðþol málmblöndunnar við háan hita, sem gerir það hentugt fyrir rör í háum-hitunarofnum og sprunguofnum.
Dæmigert forrit: Etýlen sprunguofni geislahlutapípur, há-útblástursleiðslur í jarðolíuverksmiðjum.
2.3 Hastelloy C276 – Ákjósanlegt fyrir ætandi há-hita og háan-þrýstingsumhverfi
Lykilsamsetning: Ni-Cr-Mo-W álfelgur með 15,5% Cr, 16% Mo og 4% W.
Kjarna kostir: Þekktur sem „alhliða tæringarþolið málmblöndur- og hefur framúrskarandi mótstöðu gegn afoxandi og oxandi blönduðum sýrum, sem og klóríðjónatæringu. Það þolir tæringu brennisteinsvetnis, brennisteinssýru og lífrænna sýra við háan-hita og háan-þrýstingsumhverfi. Það er hentugur fyrir rör í ferlum með bæði sterka tæringu og háþrýsting, svo sem brennisteinsendurvinnslueiningar og súrgasmeðferðarkerfi.
Dæmigert forrit: flutningsleiðslur úr jarðolíusýrugasi, pípur fyrir brennisteinssýrualkýleringu.
2.4 Inconel 718 – Hentar fyrir há-hitastig og háan-þrýstingsumhverfi sem krefst mikils styrks
Lykilsamsetning: Ni-Cr-Fe-Nb álfelgur með 19% Cr, 5% Nb og 3% Mo.
Kjarna kostir: Það treystir á '' fasa úrkomustyrkingu, það hefur ofur-háan togstyrk (yfir 1300 MPa) og flæðistyrk við meðalhita (400–650 gráður). Það hefur einnig góða tæringarþol, sem gerir það hentugt fyrir há-hita- og háþrýstingsrör sem þurfa að þola mikið vélrænt álag. Þolir álagstæringarsprungur og skriðaflögun.
Dæmigert forrit: Há-innspýtingarrör í jarðolíuborholubúnaði, há-hita- og háþrýstingsleiðslur í olíupöllum á hafi úti.
