1. í grundvallaratriðum, hvað eru Inconel 690 og 738 holrör, og hver eru aðal iðnaðarforrit þeirra?
Inconel 690 og 738 eru ekki eitt efni heldur tvö aðgreind nikkel - byggð Superalloys, sem hver er sérsniðin fyrir sérstakt öfgafullt umhverfi. Rúmfræði „Hollow Tube“ er valin til notkunar sem krefjast samsetningar af miklum styrk, innilokun á innri þrýstingi og skilvirku vökva eða gasflæði.
Inconel 690 er hátt - króm (u.þ.b. . 30% cr) nikkel álþekkt fyrir framúrskarandi viðnám sitt gegn oxun og tæringu, sérstaklega í ætandi umhverfi og hátt - hitastig vatns. Mikilvægasta notkun þess er í kjarnorkuframleiðslu, sérstaklega fyrir gufu rafall rör í þrýstingi vatns reaktora (PWRS). Holtrörformið gerir aðal kælivökva (geislavirkt vatn) kleift að renna inn í slöngurnar, flytja hita yfir í ekki - geislavirkt auk vatns úti og mynda þar með gufu til að keyra hverfla. Yfirburða mótspyrna þess gegn streitu tæringu (SCC) í þessu umhverfi er lykilatriði þess yfir fyrri málmblöndur eins og Alloy 600.
Inconel 738 (oft tilnefndur eins og í - 738 eða Inconel ál 738) er úrkoma - Hardenable Nickel - byggð Superalloy sem inniheldur umtalsvert magn af króm, kóbalt og eldföstum þáttum eins og Tantalum og Tungsten. Það er sérstaklega hannað fyrir háhita styrk og skriðþol. Aðalnotkun þess er í heitustu hlutum gasturbína, svo sem hverflablöðum og vönum. Þegar þeir eru framleiddir sem holur rör eða steypta með flóknum innri kælisrásum, þolir þessir þættir öfgafullt miðflótta og hitauppstreymi meðan þeir leyfa köldu lofti að fara í gegnum þá og búa til hlífðarfilmu sem gerir kleift að nota fyrir ofan bræðslumark álfelunnar.
Í stuttu máli, þó að báðir séu nikkel - byggðir rör fyrir krefjandi forrit, er Inconel 690 meistarinn fyrir tæringarþol í kjarnorku- og efnageiranum, en Inconel 738 er meistari fyrir vélrænan styrk í heitustu hlutum geimferða og orkuframleiðslu.
2. Hver eru verulegu áskoranirnar við framleiðslu og suðu þessa holu slöngur?
Framleiðsla slöngna úr þessum málmblöndur er einstaklega krefjandi vegna mikils styrks þeirra, vinnu - herða og næmi fyrir hitauppstreymi.
Framleiðsluáskoranir:
Heitt og kalt starf: Inconel 690 er með ákaflega mikla vinnu - herðahlutfall. Að mynda það í óaðfinnanlegt rör þarf fágaða ferla eins og heitt extrusion og síðan margfeldi kaldra teikninga og glæðandi lotur. Hvert kalt starfskref eykur styrk og hörku verulega, sem gerir frekari aflögun erfiðar án millistigshitameðferðar (glitun) til að endurheimta sveigjanleika.
Nákvæmni fyrir í - 738: Fyrir Inconel 738, sem oft er notað til fjárfestingarsteypta hverflablaða, er „Hollow Tube“ venjulega búið til með flókinni keramik kjarnatækni við steypu. Kjarninn myndar innri kælingu og nákvæm fjarlæging hans eftir steypu er mikilvæg. Sérhver leifar keramik getur leitt til sprungu upphafs undir álagi. Að vinna úr þessum steypuþáttum til lokavíddar er einnig erfitt vegna hörku og slits álfelgsins.
Suðu áskoranir: Suðu þessar málmblöndur krefst mikillar umönnunar til að forðast galla sem gætu leitt til hörmulegra bilunar.
Stofn - aldur sprunga (í - 738): Þetta er fremsta áskorunin þegar suðuúrkoma - hertar málmblöndur eins og í- 738. Suðuhitainntakið veldur álagi og síðari eftir - suðuhitameðferð (PWHT) þurfti að aldurshardinn getur valdið því að þessi álag léttir með því að sprunga á hita-áhrifasvæðinu (HAZ). Nákvæm stjórn á suðu breytum og PWHT hringrás er nauðsynleg.
Porosity og heitt sprunga (báðar málmblöndur): Samsetning málmblöndurnar gerir bráðna suðu laugina seigfljótandi og slaka, sem leiðir til lélegrar suðuperluforms og hugsanlegrar lofttegunda, sem veldur porosity. Næmi fyrir storknun sprungu (tegund af heitum sprungum) er einnig til og þarfnast notkunar samsvörunar eða yfir - samsvarandi fylliefni með vandlega stjórnað efnafræði.
Post - suðuhitameðferð (PWHT): In-690 getur krafist streituléttir en í 738 krefst fullrar lausnar og öldrunarmeðferðar. Það verður að stjórna upphitunar- og kælingartíðni meðan á þessum ferlum stendur til að ná tilætluðum smíði og eiginleikum án þess að koma röskun eða sprungum.
3. Hvernig ræður smíði þessara tveggja málmblöndur eiginleika þeirra og hæfileika notkunar?
Smásjáin er grundvallarástæðan fyrir ólíkum forritum þeirra.
Inconel 690 er með einfalt, stöðugt, stakt - fasa austenitic (andlit - miðju rúmmetra) smíði. Framúrskarandi tæringarþol þess stafar af þessu háa króminnihaldi (27 - 31%). Króm myndar þrautseigt, sjálfheilandi krómoxíð (cr₂o₃) lag á yfirborðinu sem verndar undirliggjandi málm gegn frekari oxun og árásum af ætandi tegundum. Málmblöndunin er venjulega notuð í glitruðu ástandi og tryggir hámarks sveigjanleika og tæringarþol. Það eru engir afleiddir áfanga sem gætu fallið út og brotið niður hörku eða tæringarþol í þjónustu.
Inconel 738 er með flókið, multi - fasa smíði sem er hannaður fyrir styrk. Eiginleikar þess eru fengnir úr úrkomu - herða vélbúnað.
Gamma Prime (') áfangi: Aðal styrkingarfasinn er gamma prime (ni₃ (al, ti)). Mikið rúmmál brot af fíndreifðu, samhangandi 'botnfalli innan nikkel fylkisins (gamma fasa) virkar sem ægileg hindrun fyrir hreyfingu hreyfingar, sem veitir gríðarlegan styrk og skriðþol við hátt hitastig.
Karbíð: Þættir eins og króm og tantal mynda karbíð (td MC, M₂₃C₆) við kornamörk. Þessar karbíð festa mörkin, hindra kornvöxt við hitameðferð og veita nokkra viðbótar - hitastyrk.
Varmavinnslan (lausn lausnar og öldrun) í 738 er mikilvæg til að stjórna stærð, dreifingu og rúmmálshlutfalli þessara „botnfalls. Röng hitameðferð getur leitt til stórs, óstöðugra eða ójafns dreifðs botnfalls, sem dregur verulega úr þjónustulífi íhlutans.
4..
Lífslenging er mikill efnahagslegur drifkraftur, sérstaklega við orkuvinnslu.
Fyrir Inconel 690 kjarnorku rör: Aðallífið - er takmarkandi þáttur tæring og slit.
Skoðun: Venjulegt ekki - Eyðingarprófun (NDT) eins og Eddy Current Testing (ECT) er framkvæmt innan úr slöngunum til að greina þynningu, pott eða upphaf sprungna.
Viðgerð: Ef skemmdir eru staðbundnar er algeng viðgerðartækni rörstöng. Skemmda rörið er innsiglað í báðum endum og tekur það varanlega úr notkun. Plöntur eru hannaðar með framlegð fyrir ákveðið hlutfall af rörum sem á að tengja. Fyrir marktækari mál getur ermi - að setja minni þvermál rör í skemmda og suðu það í endunum - getur verið lausn.
Lífspá: Verkfræðingar nota líkön sem byggjast á stjórnun vatnsefnafræðinnar, rekstrarhita og niðurbrotshraða til að spá fyrir um nýtingartíma gufu rafallsins sem eftir er.
Fyrir Inconel 738 Turbine hluti: Aðallífið - eru takmarkandi þættir skrið, hitauppstreymi og niðurbrot/oxun/húðun.
Skoðun: Íhlutir eru skoðaðir með tilliti til sprungna (með því að nota flúrperur eða x - geisla skoðun), röskun á blaði (skrið) og oxun grunnefnsins eða hlífðarhúðunar (eins og TBC - hitauppstreymishúðun).
Viðgerð: Ítarleg viðgerðarferli felur í sér:
Suðuviðgerðir: Sprungnir hlutar geta verið malaðir út og - soðnir með sérhæfðum aðferðum til að forðast stofn - aldurssprungu, fylgt eftir með fullri re - hitameðferð.
Endurnýjun hitameðferðar: Eftir langa þjónustu geta „botnfallið yfir - croesen. Sérstök hitameðferðarferli getur leyst þessar agnir og endur - útfellt þær í fínni og ákjósanlegri dreifingu, og endurheimtir á áhrifaríkan hátt mikið af vélrænni eiginleika íhlutarinnar.
Re - húðun: slitið - út umhverfis- eða hitauppstreymishúðun er sviptur og ný húðun er notuð.
5. Þegar valið er á milli Inconel 690, Inconel 738 og annarra ofurlyfja eins og Alloy 625 eða Haynes 282 fyrir hátt - Hitastig tubular forrit, hverjir eru lykilatriðin?
Valið er vandað jafnvægi hitastigs, streitu, umhverfis og kostnaðar.
Hitastig og streita: Þetta er aðal aðgreiningin.
Inconel 738 er skýrt val við erfiðustu aðstæður, venjulega yfir 850 gráðu (1560 gráðu F), þar sem krafist er mesta skriðstyrks (td loftpúða túrbínu).
Haynes 282 er annar háþróaður Superalloy sem keppir á svipuðu hitastigssviði (~ 750-950 gráðu) og býður oft upp á betri suðuhæfni og færni en í 738.
Inconel 625 er frábært fyrir forrit allt að um 700 gráðu (1300 gráðu F). Það dregur styrk frá herðingu á föstu lausn (níóbíum og mólýbden) og er miklu auðveldara að suða og myndast en í - 738. Það er góður kostur fyrir hástyrkt rör, leiðslu og þrýstingaskip þar sem dauðleiki er lykilatriði.
Inconel 690 er ekki valinn fyrir háan - hitastyrk heldur fyrir tæringarþol við hækkað hitastig. Notkunarhitastig þess er oft ákvarðað af ætandi umhverfi (td ~ 300 gráðu í PRW aðalvatni) frekar en vélrænni styrkleika þess.
Umhverfi: Tilvist sértækra tærleika er afgerandi.
Fyrir ætandi umhverfi eða hátt - hitastig vatn með klóríðum er Inconel 690 betri.
Til að oxa andrúmsloft (eins og brennslu lofttegundir) er há króm í bæði 690 og 738 gagnlegur, en vélrænn styrkur verður takmarkandi þátturinn.
Mennleiki og kostnaður: Inconel 625 og 690 eru mun auðveldari framleiddir í rörvara afurðir en í 738. Flókin hitameðferð og steypu/suðuáskoranir í 738 gera það verulega dýrara. Þess vegna er það aðeins notað þar sem frammistaða þess er algerlega nauðsynleg.
Að lokum, valið er ekki um hvaða álfelgur er „betri“, en hver hentar - fyrir - tilgang byggð á ítarlegri greiningu á rekstrarskilyrðum í fyrirhugaðri líftíma íhlutans.
