โหมดความล้มเหลวที่บันทึกไว้ของ Incoloy 825 คืออะไร

คำถามที่ 1: เหตุใดวิศวกรจึงระบุ Incoloy 825 bar สำหรับส่วนประกอบกังหันไอน้ำ แทนที่จะใช้เหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ-หรือเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป

A:กังหันไอน้ำทำงานภายใต้สภาวะความบริสุทธิ์และอุณหภูมิของไอน้ำที่หลากหลาย ในกังหันทั่วไปที่ใช้น้ำปราศจากแร่ธาตุที่มีความบริสุทธิ์สูง- เหล็กกล้าผสมต่ำ- (เช่น โลหะผสม CrMoV) หรือเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม 12% ก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายโดยเฉพาะ-เช่นกังหันไอน้ำความร้อนใต้พิภพ, โคเจนเนอเรชั่นทางอุตสาหกรรมด้วยไอน้ำที่ปนเปื้อนหรือลูปรองนิวเคลียร์ระหว่างการเริ่มต้น/ปิดเครื่อง-Incoloy 825 ให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญ

ความท้าทายในการกัดกร่อนใน-ไอน้ำที่ไม่เหมาะ:กังหันไอน้ำได้รับการออกแบบมาเพื่อไอน้ำบริสุทธิ์ แต่สภาวะจริง-มักก่อให้เกิดสิ่งปนเปื้อน ไอน้ำความร้อนใต้พิภพประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) คลอไรด์ และซิลิกา ไอน้ำอุตสาหกรรมอาจมีสารเคมีบำบัดหม้อไอน้ำ (โซดาไฟ ฟอสเฟต) หรือสารปนเปื้อนในกระบวนการจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ในระหว่างที่กังหันหยุดทำงาน ไอน้ำเปียกที่มีคลอไรด์และออกซิเจนอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนและความเครียด (SCC) ในวัสดุใบพัดและโรเตอร์ทั่วไป

ทำไมต้อง Incoloy 825 Excels:

1. ภูมิคุ้มกันคลอไรด์ SCC:โรเตอร์และใบพัดกังหันไอน้ำอยู่ภายใต้ความเค้นแรงเหวี่ยงสูง ปริมาณนิกเกิลของ Incoloy 825 (38-46%) ทำให้แทบไม่มีภูมิคุ้มกันต่อคลอไรด์ SCC ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวที่ทำให้เกิดภัยพิบัติจานกังหันแตกในเหล็กทั่วไป แม้แต่เหล็กสแตนเลส 17-4PH และ 403 ก็ยังสามารถแตกร้าวในไอน้ำเปียกที่ปนเปื้อนได้ อินคอลอยย์ 825 ไม่มี

2. ความต้านทานต่อ H₂S (บริการเปรี้ยว):ไอน้ำความร้อนใต้พิภพมักประกอบด้วย H₂S หลายร้อยส่วนในล้านส่วน เหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ-ได้รับผลกระทบจากการแตกตัวของไฮโดรเจนและการแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ (SSC) เคมีควบคุมของ Incoloy 825-โดยเฉพาะการเติมโมลิบดีนัม (2.5-3.5%) และทองแดง (1.5-3.0%) ให้ความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อการแตกร้าวของ H₂S แบบเปียกและการเกิดซัลไฟด์ที่อุณหภูมิสูง

3. ความต้านทานต่อความล้าจากการกัดกร่อน:ใบพัดกังหันไอน้ำเผชิญกับความเค้นสั่นจากไดนามิกของการไหลของไอน้ำ (การสั่นสะเทือน) การกัดกร่อน-ความล้า-ผลที่เกิดจากการเสริมฤทธิ์กันของความเค้นแบบไซคลิกและสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน-เป็นกลไกความล้มเหลวทั่วไปในวัสดุใบมีดทั่วไป ปริมาณนิกเกิลสูงของ Incoloy 825 ช่วยรักษาความเหนียวและความต้านทานการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว แม้ว่าฟิล์มแบบพาสซีฟจะได้รับความเสียหายในพื้นที่ก็ตาม การศึกษาพบว่า Incoloy 825 สามารถรักษาความแข็งแรงของความล้าของอากาศได้ประมาณ 80-90% ในไอน้ำเปียกที่มีรสเปรี้ยว เมื่อเทียบกับน้อยกว่า 50% สำหรับเหล็ก 12Cr

4. การกัดเซาะ-ความต้านทานการกัดกร่อน:ไอเปียกที่มีหยดน้ำของเหลว (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกังหันแรงดันต่ำ-) ทำให้เกิดการกัดเซาะ- คุณลักษณะการแข็งตัวของ Incoloy 825-และโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอทำให้ทนทานต่อการโจมตีทางเคมีทางกล-ได้ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม

ตัวอย่างการใช้งาน:ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพ (เช่น น้ำพุร้อนในแคลิฟอร์เนียหรือโรงไฟฟ้าในไอซ์แลนด์) Incoloy 825 ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จสำหรับ:

ใบพัดระยะสุดท้าย- (ที่ความเปียกชื้นสูงสุด)

เพลาโรเตอร์ stub (ส่วนที่สัมผัสกับการรั่วของต่อมบรรจุ)

ก้านวาล์วและส่วนตกแต่งในเครื่องทำความร้อนแยกความชื้น

ต้นทุน-การพิจารณาผลประโยชน์:Incoloy 825 bar มีราคาสูงกว่าเหล็กโรเตอร์ทั่วไปอย่างมาก (สูงกว่าประมาณ 5-10 เท่า) อย่างไรก็ตาม ในการให้บริการพลังงานความร้อนใต้พิภพหรือพลังงานร่วมทางอุตสาหกรรม ความล้มเหลวของกังหันตัวเดียวทำให้เกิดการสูญเสียการผลิตและการซ่อมแซมนับล้าน สำหรับการใช้งานเฉพาะกลุ่มแต่สำคัญเหล่านี้ Incoloy 825 มอบความน่าเชื่อถือที่จำเป็น

ข้อจำกัด:สำหรับส่วนที่อุณหภูมิสูง- (สูงกว่า 540 องศา / 1000 องศา F) ความแรงของการคืบของ Incoloy 825 จะมีค่าเล็กน้อย ในโซนเหล่านั้น (ทางเข้ากังหันแรงดันสูง-) ต้องใช้ซูเปอร์อัลลอยด์ เช่น Inconel 718 หรือ Waspaloy Incoloy 825 เหมาะที่สุดสำหรับช่วงแรงดันปานกลางและต่ำ-ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า 450 องศา

คำถามที่ 2: Incoloy 825 bar ทำงานอย่างไรในสภาพแวดล้อมจรวดเชื้อเพลิงเหลว และส่วนประกอบเฉพาะใดบ้างที่ได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติของมัน

A:จรวดเชื้อเพลิงเหลวเป็นหนึ่งในสภาพแวดล้อมทางวัตถุที่รุนแรงที่สุด ได้แก่ อุณหภูมิแช่แข็งที่ด้านหนึ่งของส่วนประกอบ และอุณหภูมิการเผาไหม้ที่สูงกว่า 3,000 องศาในอีกด้าน ซึ่งมักจะอยู่ภายในหน่วยมิลลิเมตร Incoloy 825 ครอบครองพื้นที่เฉพาะในสภาพแวดล้อมนี้-ไม่ได้อยู่ในห้องเผาไหม้หรือหัวฉีด (ในกรณีที่ต้องใช้โลหะทนไฟหรือคอมโพสิตคาร์บอน) แต่ในระบบรองรับ ส่วนประกอบวาล์ว และส่วนประกอบเทอร์โบปั๊มที่เห็นอุณหภูมิปานกลางแต่สัมผัสสารเคมีรุนแรง

สภาพแวดล้อมของจรวดขับเคลื่อน:จรวดเชื้อเพลิงเหลวใช้ส่วนผสมของ:

สารออกซิไดซ์:ออกซิเจนเหลว (LOX) ที่ -183 องศา ไนโตรเจนเตตรอกไซด์ (N₂O₄) หรือกรดไนตริกควันสีแดง (RFNA)

เชื้อเพลิง:RP-1 (น้ำมันก๊าด), ไฮโดรเจนเหลว (-253 องศา), ไฮดราซีน (N₂H₄) หรือไดเมทิลไฮดราซีนที่ไม่สมมาตร (UDMH)

สารขับดันเหล่านี้มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและในบางกรณีอาจเกิดปฏิกิริยาไฮเปอร์โกลิก (ติดไฟเมื่อสัมผัส) วัสดุจะต้องต้านทานทั้งอุณหภูมิแช่แข็งและเคมีเชิงรุก

ทำไมต้อง Incoloy 825 สำหรับส่วนประกอบ Rocket:

1. ความต้านทานต่อกรดไนตริก:RFNA (ประกอบด้วย NO₂ ที่ละลายได้ 14-20%) เป็นหนึ่งในตัวออกซิไดเซอร์ที่มีฤทธิ์รุนแรงที่สุด มันโจมตีเหล็กกล้าไร้สนิมส่วนใหญ่ ทำให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรนและการสูญเสียโลหะอย่างรวดเร็ว โครเมียมสูงของ Incoloy 825 (19.5-23.5%) บวกกับโมลิบดีนัม (2.5-3.5%) และทองแดง (1.5-3.0%) ให้ความต้านทานต่อกรดไนตริกเป็นพิเศษ แม้จะอยู่ในรูปแบบที่เป็นควันก็ตาม ทำให้ Incoloy 825 เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับ:

ท่อทางออกของถังเก็บ RFNA

เติมและระบายวาล์ว

ส่วนประกอบควบคุมความดัน

2. ความเข้ากันได้ของไฮดราซีน:ไฮดราซีนและอนุพันธ์ของมัน (MMH, UDMH) สลายตัวตามตัวเร่งปฏิกิริยาบนพื้นผิวโลหะหลายชนิด นำไปสู่จุดร้อนและอาจเกิดการระเบิดได้ Incoloy 825 มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาต่ำสำหรับการสลายตัวของไฮดราซีน ทำให้ปลอดภัยสำหรับ:

แขนฟีดหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง

เช็ควาล์ว

ท่อเฟล็กซ์

3. ความเข้ากันได้ของ LOX:แม้ว่าจะเข้ากันไม่ได้กับ LOX- เหมือนกับโมเนลหรือเหล็กกล้าไร้สนิมบางชนิด แต่ Incoloy 825 ก็มีความต้านทานการติดไฟที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานที่ไม่-การกระแทก (นั่นคือ เมื่อไม่มีไอพ่น LOX ที่มีความเร็วสูง-พุ่งชนพื้นผิว) มันถูกใช้สำหรับ:

ส่วนประกอบของระบบเติม LOX (ที่อุณหภูมิลดลงถึง -183 องศา )

ตัวแยกตัวแปลงสัญญาณแรงดัน

4. การป้องกันการกัดกร่อนของโลหะคู่:ระบบจรวดมักจะผสมวัสดุต่างๆ Incoloy 825 ให้ศักย์ไฟฟ้าระดับกลาง-มีค่ามากกว่าอะลูมิเนียมหรือแมกนีเซียมอัลลอยด์ แต่มีค่าน้อยกว่าไทเทเนียม- ซึ่งช่วยลดการกัดกร่อนของกัลวานิกที่ส่วนต่อประสานโลหะที่ไม่เหมือนกัน

ส่วนประกอบจรวดเฉพาะที่ทำจาก Incoloy 825 Bar:

ประสิทธิภาพการแช่แข็ง:ซึ่งแตกต่างจากสเตนเลสออสเทนนิติกหลายชนิดที่เปราะที่อุณหภูมิเยือกแข็ง Incoloy 825 ยังคงความเหนียวไว้ ที่ -196 องศา (อุณหภูมิไนโตรเจนเหลว) การยืดตัวยังคงสูงกว่า 30% และความทนทานต่อแรงกระแทกเกิน 100 J (รอยบากแบบ Charpy V-) นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับส่วนประกอบฝั่ง LOX ที่อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันระหว่างการแช่เย็น

คำถามที่ 3: อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญของคุณสมบัติทางกลระหว่าง Incoloy 825 bar และเหล็กกล้าไร้สนิม 316L สำหรับการใช้งานกังหันไอน้ำ และเมื่อใดที่สิ่งนี้จะสมเหตุสมผลกับต้นทุนพรีเมียม

A:การเปรียบเทียบนี้จำเป็นสำหรับวิศวกรที่ทำวิศวกรรมคุณค่ากับส่วนประกอบกังหันไอน้ำ แม้ว่า 316L มักถูกมองว่าเป็นวัสดุต้านทานการกัดกร่อน "ค่าเริ่มต้น"- แต่ Incoloy 825 ก็มีข้อได้เปรียบเฉพาะในสภาวะที่มีไอน้ำรุนแรง

การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลโดยตรง (สภาวะการอบอ่อน, อุณหภูมิแวดล้อม):

ความแตกต่างที่สำคัญที่อุณหภูมิสูง (400 องศา / 750 องศา F):

ที่อุณหภูมิการทำงานของกังหันไอน้ำแรงดันปานกลาง-ทั่วไป (350-450 องศา ) ความแตกต่างจะเด่นชัดมากขึ้น:

อินคอลอยย์ 825คงความแรงของอุณหภูมิห้องไว้ได้ประมาณ 70%- ที่ 400 องศา

316Lคงไว้เพียง 55-60% ของความแข็งแรงของผลผลิตอุณหภูมิห้องที่ 400 องศา

ความต้านทานการคืบคลาน:Incoloy 825 มีความเครียดสูงกว่า-ถึง-ค่าการแตกที่สูงกว่า 400 องศาอย่างมีนัยสำคัญ ที่ 450 องศา ความแรงของการแตกร้าว 1,000 ชั่วโมงของ Incoloy 825 จะอยู่ที่ประมาณ 150 MPa เทียบกับ 90 MPa สำหรับ 316L

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมแบบไอน้ำ:

ค่าใช้จ่ายพรีเมียมจะปรับ Incoloy 825 เมื่อใด

ถูกต้อง (ใช้ Incoloy 825):

กังหันไอน้ำความร้อนใต้พิภพ (ขนาดใดก็ได้)

โคเจนเนอเรชั่นทางอุตสาหกรรมที่มีเคมีของน้ำในหม้อต้มไม่แน่นอน

ท่อระบายความชื้นของเครื่องแยกความชื้นกังหันนิวเคลียร์ (ซึ่งคลอไรด์อาจมีความเข้มข้น)

รากของใบพัดกังหันในระยะเปียก (ในกรณีที่ต้องคำนึงถึงการกัดกร่อนของรอยแยก)

การเปลี่ยนส่วนประกอบ 316L ที่ร้าว (ความล้มเหลวเป็นตัวกำหนดต้นทุน)

ไม่เป็นธรรม (ใช้ 316L):

กังหันอเนกประสงค์ที่รับประกันไอน้ำบริสุทธิ์สูง-

การใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (ไอน้ำแห้งสูงกว่า 300 องศา)

ส่วนประกอบที่ไม่เปียกด้วยไอน้ำ (เช่น ส่วนเชื่อมต่อภายนอก)

โครงการที่ขับเคลื่อนด้วยต้นทุน-โดยไม่มีประวัติการกัดกร่อน

กฎข้อปฏิบัติของหัวแม่มือ:หากกังหันไอน้ำพบว่าใบมีด 316L แตกร้าวหรือเป็นหลุมในอายุการใช้งานน้อยกว่า 5 ปี Incoloy 825 คือการอัพเกรดที่เหมาะสม หาก 316L อยู่ได้ 10+ ปี ต้นทุนเพิ่มเติม 825 ไม่น่าจะให้ผลตอบแทนจากการลงทุน

คำถามที่ 4: การแปรรูปและการบำบัดความร้อนของ Incoloy 825 bar ในการใช้งานกังหันไอน้ำเทียบกับจรวดแตกต่างกันอย่างไร และเพราะเหตุใด

A:แม้ว่าการใช้งานทั้งสองจะใช้ข้อมูลจำเพาะของแท่ง ASTM B564 เดียวกัน แต่เส้นทางการประมวลผล-โดยเฉพาะอุณหภูมิการหลอมของสารละลาย อัตราการทำความเย็น และ-การบำบัดความร้อนหลังการประมวลผล-จะแตกต่างกันอย่างมากตามความต้องการในการบริการ

การหลอมสารละลายมาตรฐาน (ทั้งสองการใช้งาน):Incoloy 825 bar ทั้งหมดผ่านการอบอ่อนที่อุณหภูมิ 920-980 องศา (1690-1800 องศา F) ตามด้วยการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว (การดับด้วยน้ำสำหรับส่วนที่มีความหนามากกว่า 5 มม. และระบายความร้อนด้วยอากาศสำหรับส่วนที่บาง) การบำบัดนี้จะละลายคาร์ไบด์และสร้างโครงสร้างเกรนออสเทนนิติกที่เท่ากัน

ข้อกำหนดที่แตกต่าง:

การเพิ่มประสิทธิภาพกังหันไอน้ำ (ความต้านทานการคืบ + ความล้า):

สำหรับการใช้งานกังหันไอน้ำ-โดยเฉพาะโรเตอร์และใบพัด- สิ่งสำคัญคือปรับสมดุลระหว่างความแข็งแกร่ง ความต้านทานการคืบคลาน และความเหนื่อยล้าที่อุณหภูมิใช้งาน (350-540 องศา )

การควบคุมขนาดเกรน:ส่วนประกอบกังหันได้รับประโยชน์จากขนาดเกรนควบคุมที่ ASTM 5-7 (ละเอียดกว่ามาตรฐาน) ธัญพืชที่ละเอียดกว่าช่วยเพิ่มความต้านทานต่อความล้าและความแข็งแรงของผลผลิต อุณหภูมิการหลอมสารละลายจะถูกเก็บไว้ที่ปลายล่างสุดของช่วง (920-950 องศา ) เพื่อลดการเจริญเติบโตของเมล็ดพืช

ทางเลือกการรักษาความชรา:สำหรับส่วนประกอบที่ต้องการความต้านทานการคืบสูงสุดที่ 500-540 องศา อาจระบุการอบอ่อนที่เสถียรที่ 675-705 องศา (1250-1300 องศา F) เป็นเวลา 4-8 ชั่วโมง สิ่งนี้จะตกตะกอนคาร์ไบด์ละเอียด (M₂₃C₆ และ TiC) ซึ่งจะทำให้ขอบเขตของเกรนแข็งแรงขึ้น การรักษานี้ก็คือไม่มาตรฐานและต้องระบุแยกกัน-โดยทั่วไปเป็น "Incoloy 825 plus Stabilization"

การจัดการความเครียดตกค้าง:โรเตอร์กังหันไอน้ำผ่านกระบวนการกบรรเทาความเครียดได้อย่างมั่นคงที่ 540-565 องศา (1,000-1,050 องศา F) หลังจากการกลึงหยาบเพื่อป้องกันการบิดเบี้ยวระหว่างการบริการ ซึ่งจะดำเนินการต่ำกว่าช่วงความไว (550-700 องศา ) เพื่อหลีกเลี่ยงการตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์

การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานจรวด (ความเหนียวจากการแช่แข็ง + ความต้านทานการกัดกร่อน):

สำหรับส่วนประกอบจรวดเชื้อเพลิงเหลว-โดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นส่วนที่สัมผัสกับ LOX หรือ RFNA ที่อุณหภูมิเย็นจัด- ลำดับความสำคัญคือความเหนียว ความเหนียว และความต้านทานการกัดกร่อนสม่ำเสมอสูงสุด.

เม็ดหยาบสำหรับความเหนียวแบบไครโอเจนิกส์:การใช้งานด้วยความเย็นจัดจะได้รับประโยชน์จากเมล็ดหยาบกว่าเล็กน้อย (ASTM 3-5) ในทางตรงข้าม เมล็ดหยาบจะให้ความต้านทานต่อการแตกหักแบบเปราะได้ดีกว่าที่อุณหภูมิไนโตรเจนเหลว เนื่องจากมีขอบเขตของเกรนในการแพร่กระจายของรอยแตกน้อยกว่า การหลอมสารละลายจะดำเนินการที่ปลายด้านบนของช่วง (960-980 องศา )

ไม่มีการรักษาเสถียรภาพ:ตัวเลือกการรักษาความชราที่ใช้สำหรับส่วนประกอบกังหันคือหลีกเลี่ยงสำหรับส่วนประกอบของจรวด คาร์ไบด์ที่ตกตะกอนสามารถทำหน้าที่เป็นเซลล์กัลวานิกในตัวขับเคลื่อนที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (โดยเฉพาะ RFNA) และลดความเหนียวที่อุณหภูมิเยือกแข็ง วัสดุนี้ถูกใช้ในสภาวะการอบอ่อน-ของสารละลายอย่างสมบูรณ์

การรักษาความร้อนทำความสะอาดพิเศษ:สำหรับบริการออกซิเจน (ระบบ LOX) ส่วนประกอบจะต้องผ่านการบำบัดด้วยการอบที่ 200-250 องศา (390-480 องศา F) เป็นเวลา 4-6 ชั่วโมงในบรรยากาศสุญญากาศหรือเฉื่อย สิ่งนี้จะขับไฮโดรเจนหรือไฮโดรคาร์บอนที่ถูกดูดซับซึ่งอาจทำปฏิกิริยากับ LOX ออกไป นี่ไม่ใช่การบำบัดความร้อนด้วยโลหะ แต่เป็นการบำบัดความสะอาด แต่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัย

ตารางสรุปความแตกต่างในการประมวลผล:

คำเตือนที่สำคัญ:เส้นทางการประมวลผลแบบผสมเป็นอันตราย การใช้จรวด-เกรด (เกรนหยาบ ไม่มีความเสถียร) ในการใช้งานกังหันอาจเสี่ยงต่อความล้มเหลวของการคืบก่อนเวลาอันควร การใช้เกรดกังหัน- (เม็ดละเอียดหรือคาร์ไบด์ที่เป็นไปได้) ในจรวด LOX อาจเสี่ยงต่อการติดไฟหรือการแตกหักแบบเปราะ ระบุแอปพลิเคชันที่ต้องการเสมอเมื่อสั่งซื้อ

คำถามที่ 5: โหมดความล้มเหลวที่บันทึกไว้ของ Incoloy 825 ในการบริการกังหันไอน้ำและจรวดมีอะไรบ้าง และการเลือกแท่งวัสดุที่เหมาะสมจะป้องกันได้อย่างไร

A:แม้ว่า Incoloy 825 จะมีความน่าเชื่อถือสูง แต่ก็มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น การทำความเข้าใจโหมดความล้มเหลวของโลก-ที่เกิดขึ้นจริงเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรระบุคุณภาพแท่งและคุณลักษณะการออกแบบที่ถูกต้องได้

ความล้มเหลวของกังหันไอน้ำ:

ความล้มเหลว 1: ความล้าของวงจรสูง- (HCF) ของเบลดจากการสั่นพ้อง

ตัวอย่างกรณี:กังหันความร้อนใต้พิภพขนาด 50 เมกะวัตต์ประสบปัญหาใบพัดแตกหลังจากใช้งานมา 18 เดือน พื้นผิวที่แตกหักแสดงให้เห็นรอยชายหาดแบบคลาสสิก (เส้นริ้วที่ล้า) ซึ่งเริ่มต้นจากเครื่องหมายการตัดเฉือนบนรากใบมีด

สาเหตุหลัก:ความแข็งแรงสูงของ Incoloy 825 ไม่ได้ขจัดความจำเป็นในการปรับใบมีดอย่างเหมาะสม ความถี่ธรรมชาติของใบมีดใกล้เคียงกับการกระตุ้นการไหลของไอน้ำ

การป้องกันโดยการเลือกแท่ง:ใช้แท่ง ASTM B564 ที่มีข้อกำหนดเพิ่มเติม S4 (การตรวจสอบอัลตราโซนิก) เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่องภายในที่อาจทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของความล้า ระบุพื้นผิวที่ละเอียด (1.6 µm Ra หรือดีกว่า) บนพื้นที่ที่มีความเครียดสูง-ทั้งหมด

ความล้มเหลว 2: อาการเหนื่อยล้าที่ใบมีด-การแนบแผ่นดิสก์

ตัวอย่างกรณี:ใบมีด Incoloy 825 ในกังหันขับเคลื่อนของกองทัพเรือแสดงให้เห็นความเสียหายจากการเสียดสี (การสึกหรอของพื้นผิวที่มีเศษออกไซด์) ที่รากเฟอร์-ที่เกาะติดรากต้นเฟอร์ ซึ่งนำไปสู่การเริ่มต้นของรอยแตกร้าว

สาเหตุหลัก:รากของใบมีดและช่องจานเป็นทั้ง Incoloy 825 ซึ่งทำให้เกิดการครูดและการขูดขีดภายใต้แรงสั่นสะเทือน

การป้องกันผ่านการประมวลผล:ระบุการรักษาพื้นผิวสำหรับวัสดุแท่ง-อย่างใดอย่างหนึ่ง:

การสกัดแบบช็อตเพื่อกระตุ้นแรงกดตกค้าง (ปรับปรุงความต้านทานเฟรต)

สารเคลือบหล่อลื่น (เช่น MoS₂ หรือ DLC) บนพื้นผิวผสมพันธุ์

หรือใช้วัสดุที่ไม่เหมือนกันสำหรับจานขัด (เช่น Incoloy 901 สำหรับความแข็งที่สูงกว่า)

ความล้มเหลวในการสมัคร Rocket:

ความล้มเหลว 3: RFNA-เกิดรูพรุนในส่วนประกอบวาล์ว

ตัวอย่างกรณี:วาล์วควบคุมแรงดัน RFNA ที่ทำจาก Incoloy 825 พัฒนาแบบเป็นรูหลังจากรอบการให้ความร้อน 20+ รอบ (การทดสอบภาคพื้นดิน ไม่ใช่การบิน) หลุมถูกปรับตำแหน่งเฉพาะที่บริเวณที่ได้รับความร้อนจากการเชื่อม- (HAZ)

สาเหตุหลัก:การเชื่อมโดยไม่ต้องโพสต์-การอบอ่อนด้วยสารละลายเชื่อมทำให้เกิดโซนที่ไวต่อการตกตะกอนด้วยโครเมียมคาร์ไบด์ RFNA โจมตีขอบเขตของเกรนของโครเมียม-ที่หมดลง

การป้องกันผ่านการประมวลผล:สำหรับส่วนประกอบจรวดแบบเชื่อม:

ใช้แท่ง Incoloy 825 ที่มีคาร์บอนต่ำพิเศษ- (<0.025%) to minimize carbide formation

ดำเนินการอบอ่อนสารละลายเต็มรูปแบบหลังการเชื่อม (ไม่สามารถทำได้สำหรับการประกอบขนาดใหญ่)

หรือออกแบบใหม่เพื่อขจัดรอยเชื่อมในพื้นที่เปียกของ RFNA- (ใช้สต็อกแท่งที่กลึงในตัว)

ความล้มเหลว 4: การให้ความร้อนจากการสลายตัวของไฮดราซีน

ตัวอย่างกรณี:เสาหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ผลิตจาก Incoloy 825 แสดงให้เห็นการหลอมละลายเฉพาะที่และการเกิดรูพรุนภายในหลังจากการทดสอบไฟที่ร้อน- พื้นผิวมีคราบแป้งสีเข้ม

สาเหตุหลัก:แท่งมีการปนเปื้อนของเหล็กบนพื้นผิว (จากโรงงานรีดหรือการจัดการ) เหล็กจะสลายตัวเร่งปฏิกิริยาไฮดราซีนแบบคายความร้อน ทำให้เกิดจุดร้อนเกิน 800 องศา

การป้องกันด้วยคุณภาพบาร์:ระบุสะอาดเป็นพิเศษหรือเกรดนิวเคลียร์-บาร์ Incoloy 825 พร้อมด้วย:

พื้นผิวเหล็กออกไซด์ต่ำที่ผ่านการรับรอง (ผ่านการผ่านกระบวนการขั้นสุดท้าย)

ไม่มีหน้าสัมผัสของเครื่องมือที่เป็นเหล็กระหว่างการตัดเฉือนขั้นสุดท้าย (ใช้เครื่องมือคาร์ไบด์หรือเคลือบ)

การทำทู่ขั้นสุดท้ายในกรดไนตริก 20% เพื่อกำจัดเหล็กที่ฝังอยู่

ความล้มเหลว 5: การจุดระเบิด LOX (ร้ายแรงที่สุด)

ตัวอย่างกรณี:เช็ควาล์วของระบบเติม LOX (ก้านและบ่า Incoloy 825) ติดไฟระหว่างการทดสอบแผ่น ทำให้เกิดเพลิงไหม้ที่ทำลายวาล์ว

สาเหตุหลัก:อนุภาคโลหะ (จากการตัดเฉือนครั้งก่อน) ยังคงติดอยู่ในรอยแยก เมื่อ LOX แรงดันสูง-ไหล อนุภาคกระทบกับพื้นผิววาล์ว (การจุดติดไฟของอนุภาคกระทบ) Incoloy 825 มีอุณหภูมิที่ติดไฟได้เองใน LOX ประมาณ 350-400 องศา ภายใต้แรงกระแทกที่ต่ำกว่าโมเนลหรือทองเหลือง

การป้องกันด้วยการเลือกแท่งและการประมวลผล:

ใช้LOX-เข้ากันได้Incoloy 825 (การหลอมสูญญากาศพิเศษเพื่อกำจัดสารติดไฟ)

ระบุไม่มีรอยแยกในการออกแบบ (หลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อแบบเธรดในบริการ LOX)

จำเป็นต้องการตรวจสอบด้วยสายตา 100%ภายใต้การขยายสำหรับวัตถุแปลกปลอม

พิจารณากอะลูมิเนียมพ่นไฟ-บนพื้นผิวเปียก LOX- (ปรับปรุงความต้านทานการจุดระเบิดจากการกระแทก)