1.. Inconel 600 er frægur ónæmur fyrir klóríðsprengjusprungu (Cl - SCC). Hver er málmvinnsla fyrir þessa viðnám og af hverju gerir þetta óaðfinnanlegt pípu að vali vöruform fyrir hitaskipti í efnafræðilegum plöntum með kælivatni?
Klóríð streitu tæring sprunga er aðal bilunarstilling fyrir ryðfríu stáli eins og 304 og 316 í umhverfi sem inniheldur klóríð, togspennu og hækkað hitastig. Friðhelgi Inconel 600 stafar af grundvallarsamsetningu þess.
Málmvinnslugrundvöllur: Lykillinn er hátt nikkelinnihald (~ 72% mín.). SCC í austenitískum ryðfríu stáli er fjölbýli sprunga. Nikkel, sem stöðugar austenitískan áfanga, breytir í grundvallaratriðum rafefnafræðileg viðbrögð álfelgsins við klóríðum. Það eykur orkuna sem þarf til að sprungur geti byrjað og breiðist út eftir kornamörkum. Þrátt fyrir að vera ekki að öllu leyti ónæmt við allar hugsanlegar erfiðar aðstæður, fyrir flestar hagnýtar iðnaðarframkvæmdir (td kælivatn með klóríðum undir 200 gráðu), er Inconel 600 talinn mjög ónæmur og leysa SCC vandamálið sem plagar ryðfrítt stál.
Af hverju óaðfinnanlegt pípa fyrir hitaskipta rör? Hitaskipti rör eru þunnar - Walled íhlutir sem eru undir innri og ytri þrýstingi, hitauppstreymi og titring. Óaðfinnanlegt framleiðsluferli er mikilvægt hér af þremur ástæðum:
Einsleit uppbygging: Óaðfinnanlegt rör hefur einsleitt, einsleita kornbyggingu í kringum allt ummál þess og tryggir stöðugan vélrænan styrk og tæringarþol. Þetta er mikilvægt til að standast þrýstinginn frá skelinni - og - rörhlið.
Brotthvarf suðugalla: Lengd soðið rör hefur eðlislægan veikan punkt - suðu sauminn og hitinn þess - sem hefur áhrif á svæði (Haz). Þetta svæði gæti verið næmt fyrir ívilnandi árás eða virkað sem upphafsstaður fyrir þreytu sem sprungur undir titringi í þjónustu. Óaðfinnanlegt rör útilokar þessa áhættu alveg.
Yfirburði yfirborðsáferð: Innra yfirborð óaðfinnanlegt rör er venjulega sléttara en soðið og teiknað rör. Þetta lágmarkar fouling, bætir skilvirkni hitaflutnings og dregur úr stöðum til að hefja upphaf.
Þess vegna eru Inconel 600 óaðfinnanlegir rör venjulegt val fyrir mikilvæga hitaskipti í hreinsunarstöðvum og efnafræðilegum plöntum þar sem kælivatn, sem oft inniheldur klóríð, er notað.
2. Í kjarnorku notkun, sérstaklega í þrýstingi vatns reaktora (PWRS), var Inconel 600 óaðfinnanlegt slöngur mikið notað en stóð frammi fyrir verulegum áskorunum. Hver var aðal bilunarbúnaðurinn og hvernig tók iðnaðurinn á hann?
Þessi spurning fjallar um gagnrýninn kafla í sögu iðnaðarefna. Inconel 600 var mikið notað við gufu rafallslöngur í PWRS vegna mikils styrks þess og almenns tæringarþols. Sérstakur bilunarbúnaður kom hins vegar fram: Tæring á frumspennu á vatni (PWSCC).
The PWSCC Mechanism: PWSCC is a form of intergranular cracking that occurs in the high-purity, high-temperature (typically >300 gráðu) Vatnsumhverfi inni í reactor. Fyrir Inconel 600 kom í ljós að smíði álfelgsins við kornamörk var næm. Samsetningin af mikilli togspennu (frá stækkun rörsins í slönguna - blaði), háa - hitastig aðal vatns og sérstakt málmvinnsluástand álfelgisins leiddi til upphafs og fjölgunar á inngranu sprungum. Þetta var hægt en hiklaust ferli sem skerti heilleika slöngunnar og stafaði af alvarlegu öryggis- og rekstraráhyggju.
Viðbrögð og þróun iðnaðarins: Iðnaðurinn tók á þessu með tveimur - pronged nálgun:
Efnisuppbót: Langa - hugtakalausnin var þróun og upptaka Inconel 690. Þessi ál, með hærra króminnihald (~ 28-31%), sýnir framúrskarandi mótstöðu gegn PWSCC. Nýir gufuframleiðendur og endurnýjunareiningar nota nú eingöngu Inconel 690 óaðfinnanlegar slöngur.
Mótun fyrir núverandi plöntur: Til að reka reactors með Inconel 600 slöngum var útfært umfangsmiklar og kostnaðarsamar stjórnunaráætlanir. Þetta felur í sér:
* Auka í - þjónustuskoðun: Notkun Advanced Eddy Current Testing (ECT) meðan á bilun stendur til að fylgjast nákvæmlega með fyrir minnsta vísbendingu um sprungu.
* Tenging og erming á slöngunni: Ef sprungur eru greindar eru viðkomandi slöngur annað hvort tengdar (teknar úr notkun) eða lagfærðar með því að setja ermi, sem síðan er soðin á sinn stað.
Þessi saga undirstrikar mikilvægi langrar - hugtaks efnisprófun fyrir kjarnorkuforrit og styrkti yfirburði hás - krómblöndur eins og 690 fyrir slíka mikilvæga þjónustu.
3. fyrir hátt - hitastig eins og ofni íhluta, hvernig ber árangur Inconel 600 við eftirmann þess, Inconel 601, og hver er aðal þátturinn sem takmarkar efri hitastigsmörk þess?
Þó að báðir séu nikkel - króm málmblöndur, var Inconel 601 sérstaklega þróað til að vega betur en Inconel 600 í háu - hitastig oxandi umhverfi.
Árangurssamanburður: Inconel 600 býður upp á góða oxunarþol allt að um það bil 1100 gráðu. Hins vegar er verndarskala þess fyrst og fremst krómoxíð (CR₂O₃). Við hitastig yfir 1100 gráðu getur þessi mælikvarði orðið sveiflukenndur og minna verndandi, sérstaklega við hitauppstreymi hjólreiðar þar sem hann getur flýtt (flaga af), og afhjúpað ferskan málm til að ráðast á frekari árás.
Takmarkandi þátturinn og kostur 601: Lykilmunurinn er álinnihaldið.
Inconel 600 inniheldur aðeins snefilmagn af áli.
Inconel 601 inniheldur verulega viðbót af ~ 1,4% áli.
Þetta ál oxar til að mynda mjög stöðugt, stöðugt og hægt - vaxandi lag af áloxíði (al₂o₃) undir krómlaginu. Þetta súrállag er mun ónæmara fyrir spall og veitir yfirburða vernd allt að um það bil 1250 gráðu.
Þess vegna, fyrir nýja hönnun sem felur í sér geislandi slöngur, ofni muffles eða hitameðferðarinnréttingar sem eru háð alvarlegum oxunaraðstæðum og hitauppstreymi, er Inconel 601 yfirburða og ákjósanlegt val. Inconel 600 er áfram hentugur fyrir minna alvarlega, samfellda háa - hitastigsþjónustu þar sem hjólreiðar eru í lágmarki.
4.
Rétt tilbúningur skiptir sköpum til að koma í veg fyrir að innleiða veikleika sem grafa undan eðlislægri tæringarþol málmblöndu.
Suðu sjónarmið:
Filler málmval: Algengasta valið er samsvarandi samsetningarfylling, svo sem Ernicr - 3 (AWS A5.14). Fyrir forrit sem krefjast aukinnar viðnáms gegn sérstökum ætandi miðli eða til að koma í veg fyrir sveigjanleika - DIP sprunga, Niobium - Stöðugt fylliefni eins og Ernicrfe-7 (Inconel 82) eða hærri molybden filler eins og Ernicrmo-3 (Inconel 625) er hægt að nota.
Hreinlæti: Eins og með allar nikkel málmblöndur, er alger hreinleiki lífsnauðsynlegur. Mengun eins og brennisteinn, blý og fosfór geta valdið heitu sprungu. Allir fletir verða að vera lausir við olíu, fitu og málningu.
Hitastýring: Notaðu lágan hitainntak og strengjasperlutækni til að lágmarka aðgreining og kornvöxt í hitanum - sem hefur áhrif á svæði (HAZ). Stjórna skal vandlega hitastigi (venjulega haldið undir 150 gráðu).
Aftur hreinsun: Þegar suðupípa er að nota óvirkan gas (argon) hreinsun á aftari hlið suðu er nauðsynleg til að koma í veg fyrir oxun rótarpassans, sem skapar brothætt, ekki - hlífðaroxíðskvarðann.
Hitameðferð (lausn ógleði): Eftir suðu eða kuldavinnu er oft gerð hitameðferð með lausn. Þetta felur í sér að hita samsetninguna í 1050-1150 gráðu og halda í nægan tíma (td 1 klukkustund á tommu þykkt), fylgt eftir með skjótum vatni. Þetta ferli:
Leysir upp öll krómkarbíð sem kunna að hafa fallið út í HAZ og endurheimtir fullan tæringarþol.
Léttir leifar álag frá suðu og myndun, sem er mikilvægt til að koma í veg fyrir sprungu á streitu.
Endurkristilar smásjánni, endurheimtir sveigjanleika.
5. Þar sem sértækt vatnskennt tæringarforrit, utan klóríðs SCC, sýnir Inconel 600 óaðfinnanleg pípa sérstaka kosti og hverjar eru takmarkanir þess miðað við meira málmblönduðu efni?
Fyrir utan flaggskip viðnám sitt gegn klóríð SCC er Inconel 600 dýrmætur í nokkrum öðrum ætandi umhverfi vegna mikils nikkelinnihalds.
Kostir í vatnskenndum tæringu:
Caustic Soda (natríumhýdroxíð): Inconel 600 hefur framúrskarandi viðnám gegn heitum, einbeittum ætandi lausnum, sem gerir það hentugt fyrir uppgufunarrör og búnað í ætandi iðnaði. Það er ónæmt yfir margs konar styrk og hitastig.
Vatn og gufa: Það sýnir framúrskarandi mótstöðu gegn háu - hreinleika vatn og gufu, sem var upphaflega ástæðan fyrir vali þess í kjarnorkuverum (áður en PWSCC málið var að fullu skilið).
Væg lífrænar og ólífrænar sýrur: Það býður upp á góða afköst í mörgum ekki - oxandi sýrum við hóflegt hitastig og styrk.
Takmarkanir á móti fleiri málmblöndur:
vs. Inconel 625 og C - 276: Inconel 600 hefur lélega viðnám gegn því að draga úr sýrum eins og hýdróklór og brennisteins. Málmblöndur sem innihalda mólýbden, svo sem Inconel 625 (9% mo) og Hastelloy C-276 (16% mo), eru gríðarlega betri fyrir þetta umhverfi. Þeir bjóða einnig upp á mun betri mótspyrnu gegn tæringu á potti og sprungu í lausnum sem innihalda klóríð.
vs. Inconel 690: Eins og fjallað er um, fyrir öll notkun sem felur í sér hátt - hitastig, hátt - hreinleika vatn (kjarnorku eða á annan hátt), er Inconel 690 áreiðanlegri val vegna friðhelgi þess fyrir PWSCC.
Í stuttu máli er Inconel 600 óaðfinnanlegur pípa kostnaður - árangursrík og mjög áreiðanleg lausn fyrir sérstaka veggskot, fyrst og fremst ætandi umhverfi og hitaskipti sem ógnað er af klóríð SCC, þar sem einstök samsetning þess á eiginleikum veitir besta jafnvægi afköst og kostnaðar.
