Инженер по печи-термообработки проверяет техническое описание новой партии опорных пластин для излучающих-трубок. Показатели комнатной-температуры ничем не примечательны: - 655 растяжение МПа, предел текучести 310 МПа - — примерно то, что можно ожидать от приличной марки нержавеющей стали. Затем инженер переходит к строке 1000 C и останавливается: растяжение 175 МПа, текучесть 140 МПа, удлинение 55%. При этой температуре пластина 316L сжалась примерно до четверти своей прочности при комнатной-температуре и заметно расползается.
Пластина Инконель 600еще держит нагрузку. Вопрос не в том, настоящие ли числа, - они есть, и они есть в каждом сертификате B168. Вопрос в том, почему, потому что ответ решает, является ли 600 подходящей пластиной для вашей печи и не подходит ли это пластина для атмосферы внутри нее.
Формы продукта
Бар и Род
Плита и лист
Катушка и полоса
Трубы и трубки
Фитинг: фланец, тройник, колено, переходник и т. д.
Ковка: Кольцо, Вал, Круг, Блок и т.д.
Формула 72-14-6: что делает каждое число
| Элемент | Содержание | Что он делает на тарелке |
| Никель (Ni) | 72,0% мин. | Матрица. Гране-центрированный-кубический аустенит, устойчивый от криогенных условий до плавления. Отсутствие фазового превращения означает отсутствие окна охрупчивания, а 72% Ni — это порог устойчивости к хлоридному растрескиванию под напряжением-коррозионным растрескиванием. |
| Хром (Cr) | 14.0-17.0% | Окислитель. Образует Cr2O3 при температуре выше 800 C; ниже этого оксид тонкий и защитный. В этой строке задается верхний-предел температуры окисления и уязвимость к сульфидейшн. |
| Железо (Fe) | 6.0-10.0% | Надежное-усилитель решения и снижение затрат. Заменяет дорогой Ni с сохранением матрицы FCC; не образует твердеющих осадков. |
| Углерод (С) | 0,15% макс. | Поддерживается достаточно низким, чтобы избежать хронической сенсибилизации, и достаточно высоким (обычно 0,05-0,10%), чтобы обеспечить умеренное закрепление карбонитридом, которое стабилизирует размер зерна при длительной выдержке в печи. |
| Марганец/Кремний (Mn/Si) | 1,0/0,5 макс. | Дисциплина раскисления и плавки; Si, в частности, влияет на адгезию оксида во время термоциклирования. |
| Сера (S) | 0,015% макс. | Жесткий контроль - серы — враг жаропрочных-никелевых сплавов. |
Обратите внимание на то, чего нет в таблице: алюминий, титан, ниобий, молибден. Это элементы, которые делают никелевые сплавы дисперсионно-твердеющими-(718, 625 в состаренном состоянии, X-750) и элементы, которые придают 625 PREN, равный 51. Их отсутствие в 600 не является сокращением затрат -, это конструктивное решение. 600 пластина представляет собой сплав твердого раствора, точка. Это решение формирует все дальнейшее.
Надежное-Укрепление решения: единственная игра в городе
В дисперсионно-твердеющих никелевых сплавах-прочность достигается за счет упорядоченных интерметаллических фаз - гамма-штрих (Ni3(Al,Ti)) или гамма-двойной-штрих (Ni3Nb) -, которые закрепляют дислокации. Термическая-обработка пластины, образуются осадки, прочность скачет. Пластина Inconel 600 не содержит ни Al, ни Ti, поэтому гамма-штрихи не образуются. Не существует способа термической-обработки, который позволил бы повысить его выход с 310 МПа до 600 МПа. Единственный способ укрепить пластину 600 — это холодная-обработка ее - прокатка тоньше, вытяжка, штамповка - и позволить плотности дислокаций сделать то, чего не могут сделать выделения.
| Состояние | Растяжимость (МПа) | Выход (МПа) | Удлинение | Как это достигается |
| Отожженный (мягкий) | 550-690 | 240-345 | 30-55% | Рекристаллизуется при температуре около 1050°С; самая низкая прочность, лучшая формуемость |
| Четверть-жесткая | Около 760 | Около 620 | 20-25% | Холодное снижение около 10-15% |
| Наполовину-твердый | О 860 | Около 760 | 10-15% | Холодное снижение примерно на 20-30% |
| Полный-жесткий | Около 965 | О 860 | 5-10% | Холодное снижение около 35-45% |
Для покупателей тарелок это означает две вещи. Во-первых, если в вашей конструкции требуется предел текучести выше 350 МПа при температуре, вам необходимо указать холодную-обработку или перейти на другой сплав (625, 800HT).
Второй,отожженная пластина 600выбран из-за его стойкости к ползучести и окислению, а не из-за его прочности. Производитель печей, заказывающий радиационные-подвесные пластины для труб для линии цементации при 950 C, не покупает 600 штук из-за их производительности; они покупают его, потому что микроструктура сплава при этой температуре по-прежнему представляет собой однофазный аустенит, без выделений пере-старения и фазовых границ, вызывающих охрупчивание.
Оксидная оболочка: Cr2O3, NiO и температурный диапазон-Over
Когда пластина 600 нагревается на воздухе, на ней образуется оксид. При температуре ниже 800-850 C окалина становится тонкой, липкой и в ней преобладает оксид хрома (Cr2O3) — та же защитная пленка, которая делает нержавеющие стали нержавеющими. Выше этой зоны накипь утолщается, оксид никеля (NiO) становится значительным внешним слоем, и защита становится менее совершенной. Переход постепенный, а не внезапный, но он имеет значение для жизни плиты:
| Температурный диапазон | Доминирующий оксид | Внешний вид/последствия |
| Примерно до 800 С | Cr2O3 (тонкий) | Темная, липкая, защитная - пластина ведет себя как нержавеющая сталь с высоким-никелем. |
| 800-1000 C | Cr2O3 + дуплекс NiO | Накипь утолщается, может расколоться при термоциклировании; набор веса-ускоряется |
| Выше примерно 1000 С | Внешний слой с высоким содержанием NiO- | Более быстрый рост; конструкция для дополнительной стенки или более короткого интервала проверки |
Вот почему пластина 600 указана с допуском на коррозию даже в «чистой» окислительной печи: окалина потребляет металл, и за пятилетнюю кампанию совокупные потери измеримы. Скорость намного ниже, чем у углеродистой стали или даже 310S, но она не равна нулю.
Где пластина 600 тихо выходит из строя: сера и углерод
Вот пробел в знаниях, который поисковая выдача никогда не покрывает. Cr2O3 не является защитным средством в сульфидизирующей или сильно восстановительной атмосфере цементации. В печи термической-обработки, в которой работает крекинг-аммиак, эндотермический газ или любая атмосфера с содержанием серы даже-в ppm, оксид хрома дестабилизируется. Сера проникает в окалину, образует под ней сульфид хрома (Cr2S3), и оксид перестает быть барьером. Затем никелевая матрица подвергается прямому воздействию, причем быстрое - сульфидирование никелевых сплавов протекает на порядки быстрее, чем окисление на воздухе.
| Атмосфера | Вердикт | Почему |
| Чистый воздух/окислительное горение | Отличный | Cr2O3 стабильный и защитный |
| Слабо окисляющий, с низким содержанием серы. | Хороший | Тонкая окалина, приемлемые потери металла |
| Восстановление, науглероживание (эндогаз, обогащенный CH4) | Осторожность | Риск науглероживания; Попадание углерода может сделать поверхность хрупкой, если пластина не -предварительно окислена или не контролируется атмосфера |
| Сульфидирование (H2S, SO2, крекинг-топливо с S) | Бедный | Cr2O3 разрушен; высокая скорость сульфидейшн - рассмотрите вариант 625 или HR-160 для серного режима |
| Попеременное окисление/восстановление (термоциклирование) | Умеренный | Растрескивание окалины при езде на велосипеде; конструкция для более толстой начальной стены |
Практическое правило: если атмосфера вашей печи содержит серу,600 тарелкаэто неправильный сплав, независимо от его прочности на растяжение при температуре. Цех термической-обработки, работающий на эндотермическом газе с небольшим количеством серы, узнал об этом на собственном горьком опыте: 600 радиационных трубок, проработавших четыре года в чистом воздухе, вышли из строя через восемнадцать месяцев после замены топлива. Замена была не более 600 -, это был 625, чье более высокое содержание Cr и Mo гораздо лучше противостоит сульфидированию.
Граница: когда переходить на 625 или 800HT
| Требование | 600 тарелка | 625 пластина | пластина 800HT |
| Максимальная температура, долгосрочная-долгосрочная | Около 1100 С | Около 1000 С | Около 1000 С |
| Силовой драйвер | Твердый раствор + холодная работа | Твердый раствор + некоторый простой гамма-потенциал | Твердый раствор + сопротивление ползучести карбонитрида |
| Устойчивость к сере | Слабый | Сильный (Mo + более высокий Cr) | Умеренный |
| Устойчивость к науглероживанию | Умеренный | Хороший | Хорошо (выше Ni, контролируемый C) |
| Ценовой уровень (табличка) | Базовый никель | +30-50% | +10-20% |
| Типичное использование пластины | Печные светильники, лучистые вешалки, муфели | Серосодержащая-печь, облицовка химического реактора | Трубы нефтехимических печей, критические подвески-кристалла |
Пластина 600 выигрывает по стоимости и при самых высоких-окислительных нагрузках, когда прочность имеет второстепенное значение. Он теряет до 625 в тот момент, когда сера попадает в атмосферу, и теряет до 800HT на участках с ползучестью-ограниченным давлением, где карбонитридное усиление контролирует деформацию.
Чтение сертификата B168 для пластин
Три ряда для проверки помимо обычного химического состава и прочности:
- Размер зерна: ASTM 5 или более мелкий типичен для отожженной пластины; Крупные зерна (ASTM 2-3) улучшают сопротивление ползучести, но снижают прочность при комнатной-температуре — знайте, на какой стороне находится ваше приложение.
- Поверхность: № 1 (горяче-катаная, оксидированная) для печных приспособлений, подлежащих механической обработке; 2B или полированный, только если пластина обращена к технологической жидкости, где качество поверхности влияет на загрязнение.
- Плоскостность: B168 не определяет жесткую плоскостность; Если вы занимаетесь лазерной-резкой заготовок оснастки, перед обработкой укажите плоскостность в заказе или бюджет для снятия напряжения-.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Можно лиПластина Инконель 600затвердеть термической обработкой?
Ответ: Нет. Без Al или Ti не существует первичной гамма-фазы, которая могла бы осаждаться. Единственный путь укрепления – холодная работа. Для высоко-прочных-температурных пластин перейдите к 625 или 718.
Вопрос: Какова максимальная рабочая температура для пластины 600?
A: Примерно 1100 C в чистом окислительном воздухе при кратковременном-воздействии; 980-1050 C для длительной нагрузки на конструкцию. При температуре выше 1000 C скорость окисления увеличивается, и отслаивание окалины становится ограничителем срока службы.
Вопрос: Почему пластина 600 устойчива к хлоридному-коррозионному растрескиванию?
A: Минимум 72% Ni. SCC в хлоридах представляет собой проблему аустенитной-нержавеющей стали; никелевые сплавы с содержанием Ni выше примерно 45% эффективно невосприимчивы, а значение 600 значительно превышает этот порог.
Вопрос: Можно ли сваривать пластины 600?
О: Да - полностью аустенитный, без предварительного нагрева, без термообработки. Соответствующий наполнитель — ERNiCrFe-1 (семейство FM 82/92) или ERNiCr-3. Металл сварного шва будет мягче, чем наклепанная опорная пластина; Спроектируйте соединения в отожженной пластине или примите несоответствие.
Вопрос: Чем пластина 600 отличается от нержавеющей стали 310S при эксплуатации в печи?
A: 600 имеет более высокое содержание никеля и лучшую стойкость к термической усталости; 310S дешевле и выдерживает температуру около 1050 C на чистом воздухе. Там, где термоциклирование сильное или присутствует сера, никелевая матрица 600 выигрывает -, но матрица 625 выигрывает еще больше.
Отправьте данные о состоянии вашей печи -, температуре, составе атмосферы, уровне серы и требованиях к нагрузке - наmarket@htpipe.com. Мы расскажем вам, стоит ли тратить деньги на отожженную пластину 600, стоит ли переплачивать за холодную-обработанную закалку или делает ли сера в вашем газовом потоке 625 более дешевым выбором в течение всего срока службы.
