1. Beth yw'r gwahaniaethau allweddol rhwng Incoloy 800H (UNS N08810) ac Incoloy 800HT (UNS N08811), a pham mae'r olaf wedi'i nodi'n unigryw ar gyfer cydrannau ffwrnais petrocemegol tymheredd uchel hanfodol?
Er bod y ddau aloi yn perthyn i'r un teulu (Fe- 32Ni-21Cr gydag ychwanegiadau o Al a Ti), mae'r gwahaniaeth yn gorwedd mewn rheolaeth cemeg fanwl gywir a'r priodweddau mecanyddol tymheredd uchel sy'n deillio o hynny. Mae Incoloy 800HT (UNS N08811) yn cynrychioli'r fersiwn sydd wedi'i reoli a'i optimeiddio fwyaf ar gyfer gwasanaeth eithafol.
Gwahaniaethau Cemegol a Rheolaeth:
Carbon: Mae angen lleiafswm o 0.05-0.10% ar y ddau, ond mae gan 800HT derfyn uchaf tynnach (0.10% max) a rhaid iddo gynnal cymhareb o (Ti + Al) / C Yn fwy na neu'n hafal i 12. Mae'r stoichiometry llym hwn yn sicrhau bod bron pob carbon yn cael ei sefydlogi fel gwaddodiadau TiC mân neu (Ti,Al)C, gan atal ffiniau ffurfio carbidiwm.
Alwminiwm + Titaniwm: Mae'r cynnwys cyfun (Al + Ti) yn uwch mewn 800HT (0.85-1.20% yn erbyn . 0.75-1.50% ar gyfer 800H), wedi'i beiriannu'n benodol i gwrdd â'r gymhareb 12:1 gyda charbon ar gyfer y cryfder ymgripiad gorau posibl.
Maint Grawn: Fesul ASTM A424, mae'n ofynnol i 800HT gael anel hydoddiant o leiaf 2100 gradd F (1149 gradd), gan arwain at strwythur grawn austenitig bras rheoledig (fel arfer ASTM 5 neu fwy bras). Mae hyn yn hanfodol ar gyfer-ymwrthedd ymgripiad hirdymor.
Rhesymeg Perfformiad ar gyfer Ffwrnais Petrocemegol: Mae cydrannau fel crogfachau tiwb ffwrnais cracio, pigtails, manifolds allfa, a thiwbiau pelydrol yn gweithredu'n barhaus ar 1600-2000 gradd F (870-1095 gradd) am flynyddoedd dan lwyth sylweddol. Y dull methiant sylfaenol yw rupture creep. Mae strwythur grawn bras o 800HT yn lleihau llithro ffiniau grawn-y mecanwaith ymgripiad dominyddol ar y tymereddau hyn-a thrwy hynny ymestyn yr amser-i-rhwygo trwy orchmynion maint o gymharu â deunyddiau graen mân. Mae hyn yn trosi'n uniongyrchol i gyfnodau hirach (yn aml 6-10 mlynedd) rhwng cau decocio, gan wneud y mwyaf o broffidioldeb planhigion. Am y rheswm hwn, 800HT yw'r deunydd wedi'i godeiddio mewn Boeler ASME a Chod Llestr Pwysedd, Adran I, ar gyfer rhannau pwysedd tymheredd uchel, gyda gwerthoedd straen caniataol wedi'u dilysu hyd at 1500 gradd F (815 gradd).
2. Mewn ffwrneisi cracio ethylene a diwygio stêm, pa fecanweithiau diraddio penodol y mae plât Incoloy 800HT yn eu gwrthsefyll, a sut mae ei meteleg yn darparu'r amddiffyniad hwn?
Mae tu mewn i ffwrnais pyrolysis neu ddiwygiwr yn un o'r amgylcheddau tymheredd uchel mwyaf ymosodol mewn diwydiant. 800Mae HT wedi'i beiriannu i wrthsefyll cyfuniad synergaidd o fygythiadau:
Anffurfiad a rhwygiad crip: Fel uchod, mae'r strwythur grawn bras a'r cemeg carbid sefydlog yn darparu ymwrthedd sylfaenol i anffurfiad amser dibynnol dan straen.
Carburization: Mae'r broses nwy (hydrocarbonau) yn carburizing iawn. Gall atomau carbon ymledu i'r aloi, gan ffurfio carbidau cromiwm mewnol. Mae hyn yn achosi embrittlement, chwyddo cyfeintiol ("twf"), a cholli ymwrthedd ocsideiddio.
Amddiffyniad: Mae'r cynnwys nicel uchel, sefydlog (~32%) yn lleihau hydoddedd carbon a thrylededd. Yn bwysicach fyth, mae'r alwminiwm a'r titaniwm yn ffafrio haen fewnol drwchus, barhaus o Al₂O₃ a TiO₂ o dan y raddfa Cr₂O₃ gynradd. Mae hyn yn rhwystr hynod effeithiol i fewnlifiad carbon, eiddo sy'n well na llawer o aloion nicel uwch heb yr ychwanegiadau hyn.
Llwchu Metel: Ffurf drychinebus o gyrydiad mewn nwyon carbon wedi'u gor-dreiddio (CO/H₂) rhwng 800-1600 gradd F (430-870 gradd ), sy'n achosi tyllu a dadelfennu yn llwch graffit a metel.
Amddiffyniad: Yr un raddfa ocsid amddiffynnol sy'n gwrthsefyll carburization yw'r llinell amddiffyn gyntaf. Ar gyfer cydrannau yn yr ystod tymheredd critigol (ee, llinellau trosglwyddo), mae 800HT yn aml yn cael ei nodi gyda gorchudd alwminid tryledol (Alonizing®) i ffurfio rhwystr alwmina hyd yn oed yn fwy gwydn.
Ocsidiad ac Ocsidiad Cylchol: Mae nwy ffliw tymheredd uchel a stêm yn achosi graddio arwyneb. Gall beicio thermol achosi asgliad ar raddfa, gan arwain at golli metel cynyddol.
Amddiffyniad: Mae'r cromiwm 21% yn ffurfio graddfa Cr₂O₃ ddygn. Mae'r alwminiwm yn gwella adlyniad graddfa a gallu-hunaniachau, gan sicrhau bod amddiffyniad yn cael ei gynnal yn ystod cylchoedd cychwyn/cau i lawr dro ar ôl tro.
3. Ar gyfer gwneud cydrannau ffwrnais mawr o blât A424 (ee, penawdau allfa), beth yw'r gweithdrefnau weldio a phostio hanfodol i gadw priodweddau tymheredd uchel yr aloi?
Mae gwneuthuriad cydrannau 800HT yn weithrediad sgil uchel, oherwydd gall weldio amhriodol ddinistrio'r strwythur grawn bras sydd wedi'i beiriannu'n ofalus a'r dosbarthiad carbid yn y parth yr effeithir arno (HAZ).
Proses Weldio a Metel Llenwi: Weldio Arc Twngsten Nwy (GTAW / TIG) yw'r safon aur ar gyfer pasiau gwraidd a phoeth oherwydd rheolaeth well. Gellir defnyddio Weldio Arc Metel wedi'i Gysgodi (SMAW) neu Weldio Arc Metel Nwy (GMAW) i'w llenwi. Rhaid i'r metel llenwi fod yn ofergoel.
Dewis Cynradd: ERNiCr-3 (llenwi Inconel 625). Nodir hyn bron yn gyffredinol. Mae ei gynnwys molybdenwm a niobium uchel yn darparu cryfder uwch fel y'i weldio ac ymwrthedd i hollti HAZ. Mae gan y metel weldio hefyd hydwythedd rhagorol a gwrthiant blinder thermol.
Dewis arall: ERNiCrCoMo-1 (llenwi Inconel 617). Fe'i defnyddir ar gyfer y cymwysiadau mwyaf heriol lle mae angen y cryfder tymheredd uchel mwyaf posibl yn y weldiad.
Paramedrau Weldio Critigol:
Mewnbwn Gwres Isel: Defnyddiwch yr amperage a'r foltedd lleiaf sydd eu hangen. Mae'n well cael gleiniau llinynnol yn hytrach na gwehyddu.
Rheoli Tymheredd Interpass: Cynnal yn llym<250°F (120°C). This prevents excessive grain growth in the HAZ and controls the precipitation of detrimental phases.
Cyn-weldio Glendid: Tynnwch yr holl halogion (olew, saim, paent, marciau) i atal cracio poeth.
Post-Triniaeth Gwres Weld (PWHT): Mae hwn yn benderfyniad cymhleth a hollbwysig.
Mae Anelio Ateb Llawn (2100 gradd F+) yn ddelfrydol i adfer strwythur grawn bras unffurf a'r priodweddau gorau posibl. Fodd bynnag, mae'n aml yn anymarferol ar gyfer gwneuthuriadau mawr, cymhleth oherwydd cyfyngiadau maint ffwrnais a'r risg o ystumio.
Arfer Diwydiant: Ar gyfer llawer o gydrannau critigol fel penawdau, cyflawnir is{0}}atebiad "ail-sefydlu" neu "ail-oedran" triniaeth wres. Mae hyn yn cynnwys gwresogi i 1650-1750 gradd F (900-955 gradd ), sydd:
Ail{0}}hydoddi unrhyw garbidau cromiwm niweidiol a all fod wedi ffurfio yn yr HAZ.
Caniatáu i'r titaniwm a'r alwminiwm ail-ddyodiad yn fuddiol, gan sefydlogi carbidau/nitridau.
Yn lleddfu straen gweddilliol heb achosi twf grawn gormodol.
Mae'r cylch PWHT penodol yn deillio o Fanyleb Gweithdrefn Weldio gymwysedig (WPS) ac nid yw'n agored i drafodaeth ar gyfer cynnal bywyd dylunio.
4. Sut mae perfformiad a chost-budd plât Incoloy 800HT yn cymharu â deunyddiau tiwb pelydrol cyffredin eraill fel aloi cast HK-40 ac RA 330?
Mae dewis deunydd ar gyfer tiwbiau pelydrol a mewnolion ffwrnais eraill yn gydbwysedd o gost gychwynnol, cost gwneuthuriad, a bywyd gwasanaeth disgwyliedig.
vs Centrifugally Cast HK-40 (Fe-25Cr-20Ni):
Mae HK-40 yn aloi cast, a ddefnyddir yn draddodiadol ar gyfer tiwbiau pelydrol. Mae'n is mewn cost deunydd cychwynnol.
Perfformiad: Mae 800HT (gyr) yn cynnig cryfder ymgripiad sylweddol uwch, hydwythedd gwell, a weldadwyedd uwch. Mae tiwbiau HK-40 yn fwy brau, yn dueddol o fwrw diffygion, ac yn anodd eu hatgyweirio. Mae eu cryfder is yn aml yn gofyn am waliau mwy trwchus, gan leihau effeithlonrwydd thermol.
Cost Cylch Bywyd: Er ei fod yn rhatach ymlaen llaw, mae gan diwbiau HK-40 fywyd gwasanaeth byrrach (3-5 mlynedd) o gymharu â thiwbiau 800HT (6-10+ o flynyddoedd). Mae hyd yr ymgyrch hirach o 800HT, gyda llafur amnewid llai aml, yn aml yn ei gwneud yn fwy darbodus dros oes y ffwrnais. Mae'r duedd mewn dyluniad ffwrnais fodern yn gryf tuag at aloion gyr fel 800HT.
vs. Wrought RA 330 (UNS N08330):
Mae RA 330 yn aloi gyr, solet wedi'i gryfhau â datrysiad (35Ni-19Cr) gyda gwrthiant carburization rhagorol a chryfder blinder thermol.
Perfformiad: Mae 800HT yn rhagori mewn cryfder ymgripiad tymheredd uchel pur uwch na ~ 1800 gradd F (980 gradd ) oherwydd ei strwythur grawn bras. Efallai y bydd gan RA 330 fantais mewn amgylcheddau carburizing / ocsideiddio cylchol difrifol iawn ar dymheredd ychydig yn is oherwydd ei gynnwys nicel uwch.
Rhaniad Cymhwysiad: Mae 800HT yn cael ei ffafrio ar gyfer cydrannau strwythurol tymheredd uchel, llwythog iawn fel crogfachau tiwb a systemau cynnal lle mae ymgripiad yn brif ffactor dylunio. Mae RA 330 yn aml yn cael ei ddewis ar gyfer basgedi, hambyrddau, a thiwbiau pelydrol mewn-trin ffwrneisi lle mae beicio thermol yn fwy difrifol. Mewn ffwrneisi ethylene, 800HT yw'r safon ar gyfer yr adrannau poethaf, mwyaf hanfodol.
5. Pa ofynion sicrwydd ansawdd a phrofi penodol sy'n hanfodol wrth gaffael plât ASTM A424 800HT ar gyfer cymhwysiad rhan pwysau critigol?
Mae angen gwirio y tu hwnt i Adroddiad Prawf Melin safonol (MTR) wrth gaffael plât ar gyfer rhannau gwasgedd wedi'u stampio â chod (ASME) neu gydrannau ffwrnais critigol.
Dogfennaeth Orfodol (Isafswm ASTM A424):
Olrheiniadwyedd Gwres/Rhif Cast.
Adroddiad Dadansoddiad Cemegol: Gwirio C, Al, Ti a'r gymhareb (Ti+Al)/C Mwy na neu'n hafal i 12 yn cael ei fodloni. Dyma'r gwiriad diffiniol ar gyfer 800HT yn erbyn. 800H.
Adroddiad Prawf Mecanyddol: Cryfder tynnol a chynnyrch, ehangiad o brofion a gynhaliwyd ar ddeunydd o'r cyflwr wrth gludo (hydoddiant anelio).
Adroddiad Maint Grawn: Ardystiad bod y plât wedi'i anelio hydoddiant yn Fwy na neu'n hafal i 2100 gradd F a bod maint y grawn sy'n deillio o hynny yn bodloni'r fanyleb (fel arfer ASTM 5 neu fwy bras).
Gofynion Atodol (Gofynnwyd yn Aml):
S1. Arholiad Ultrasonic: Mae 100% UT fesul ASTM A578/A20 yn gyffredin ar gyfer plât trwchus i sicrhau cadernid mewnol a diffyg laminiadau.
Profi Ymgripiad a/neu Straen-Profi rhwygiadau: Ar gyfer y cymwysiadau mwyaf hanfodol, mae'n bosibl y bydd angen i'r prynwr brofi sampl gan dyst o'r lot gwres i wirio ei fod yn bodloni'r oes rhwygo lleiaf (ee, 1000 awr) ar straen a thymheredd penodol (ee, 1800 gradd F).
Arolwg Caledwch: I wirio triniaeth wres unffurf ar draws y plât.
Arolygiad Trydydd{0}Parti (TPI): Mae'n arfer safonol i ddefnyddwyr terfynol neu gwmnïau Peirianneg, Caffael ac Adeiladu (EPC) gyflogi arolygydd trydydd parti i:
Profion terfynol tystion yn y felin.
Adolygu ac ardystio'r holl ddogfennaeth.
Gwirio adnabod a marcio deunydd.
Sicrhewch becynnu cywir i atal difrod arwyneb (crafiadau, halogiad haearn) yn ystod cludo.
Mae'r broses SA trwyadl hon yn sicrhau bod y plât a ddanfonir i'r gwneuthurwr yn meddu ar y priodweddau cynhenid sydd eu hangen i gyflawni'r degawd dylunio hir a ddisgwylir mewn ffwrnais petrocemegol fodern.
