1. สำหรับการใช้งานโครงสร้างที่มีอุณหภูมิสูง-ในเตาเผา (เช่น ตะกร้าหลอดรังสี) จะต้องเลือกระหว่างเพลต Inconel 600 และ Incoloy 800H ปัจจัยทางโลหะวิทยาที่สำคัญที่จะนำไปสู่การเลือก Incoloy 800H คืออะไร
การเลือก Incoloy 800H นั้นได้รับแรงหนุนจากการคืบที่เหนือกว่า-ความแข็งแรงของการแตกร้าวที่อุณหภูมิสูงกว่า 1100 องศา F (593 องศา )
Inconel 600 เป็นสารละลาย-โลหะผสมนิกเกิลเสริมความแข็งแกร่ง-ที่เป็นของแข็ง มีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีแต่อาศัยความแข็งแรงของเมทริกซ์เพียงอย่างเดียว ที่อุณหภูมิสูงมาก มันจะเปลี่ยนรูปได้ง่ายขึ้นภายใต้ภาระคงที่ (คืบ)
Incoloy 800H เป็นโลหะผสม-นิกเกิล-โครเมียม อักษร "H" หมายถึง:
ปริมาณคาร์บอนที่ควบคุม (0.05-0.10%): คาร์บอนนี้ทำให้เกิดการก่อตัวของคาร์ไบด์ที่เสถียรภายในเกรนและที่ขอบเขตเกรนในระหว่างการซ่อมบำรุง ซึ่งช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับโครงสร้างจากการเสียรูปของการคืบ
สารละลายการหลอมสำหรับขนาดเกรนหยาบ: จานได้รับการปฏิบัติเพื่อให้มีขนาดเกรน ASTM เท่ากับ 5 หรือหยาบกว่า ขอบเขตของเกรนที่น้อยลงหมายถึงเส้นทางที่ยาวขึ้นสำหรับรอยแตกร้าวในการแพร่กระจาย ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานภายใต้ภาระที่อุณหภูมิ
สำหรับส่วนประกอบรับน้ำหนัก-เช่นตะกร้า ความแข็งแรงของการคืบคือคุณสมบัติที่กำหนด Incoloy 800H ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาเพื่อการนี้โดยเฉพาะ ในขณะที่ Inconel 600 เหมาะกว่าสำหรับการป้องกันความร้อนแบบไม่มี-โหลด-แบริ่ง หรือการใช้งานที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนโดยเฉพาะ
2. ถังปฏิกรณ์เคมีต้องมีการบุแผ่นโลหะผสมนิกเกิลเพื่อจัดการกับกรดซัลฟิวริกที่ร้อนและปนเปื้อน เหตุใด Hastelloy C-276 จึงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า Inconel 625 สำหรับบริการที่มีความต้องการสูงนี้
แม้ว่าทั้งสองอย่างจะยอดเยี่ยม แต่ Hastelloy C-276 มักเป็นที่นิยมสำหรับบริการนี้ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางเคมีที่ปรับให้เหมาะสมในการลดกรดและต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะจุดได้เหนือกว่า
สภาพแวดล้อม: ร้อน กรดซัลฟิวริกที่ปนเปื้อนคือกลดกรด. สารปนเปื้อน (เช่น คลอไรด์ เฟอร์ริกไอออน) อาจทำให้เกิดการออกซิไดซ์และเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดเป็นรูพรุน
Inconel 625: ได้รับความแข็งแกร่งอย่างมากจากไนโอเบียมและโมลิบดีนัม อย่างไรก็ตาม สำหรับกรดรีดิวซ์ที่มีฤทธิ์รุนแรงมาก สมรรถนะของกรดแม้จะดี แต่ก็สามารถเทียบเคียงหรือเหนือกว่าโลหะผสมอื่นได้
ฮาสเตลลอย C-276:
โมลิบดีนัมที่สูงขึ้น (~15-16% เทียบกับ. 8-10% ใน 625): โมลิบดีนัมเป็นองค์ประกอบสำคัญในการต้านทานกรดรีดิวซ์ เช่น ซัลฟิวริกและไฮโดรคลอริก เนื้อหาที่สูงขึ้นใน C-276 จะให้ความปลอดภัยที่มากขึ้น
การเติมทังสเตน (~ 3-4.5%): ทังสเตนยังช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการลดกรดและรูพรุนอีกด้วย
คาร์บอน/ซิลิคอนต่ำ: ลดการก่อตัวของเฟสที่เป็นอันตรายระหว่างการเชื่อม ซึ่งหมายความว่ามีความต้านทานการกัดกร่อนของรอยเชื่อม-ได้ดีเยี่ยม โดยไม่ต้องผ่าน-การให้ความร้อนหลังการเชื่อม นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสร้างเรือขนาดใหญ่
สำหรับสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรงและคาดเดาไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการลดกรดและคลอไรด์ เคมีที่สมดุลและความสามารถในการเชื่อมของ Hastelloy C-276 ทำให้เป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้มากขึ้น
3. เมื่อสร้างภาชนะรับแรงดันจากแผ่น Inconel 718 ลำดับการอบชุบถือเป็นเรื่องสำคัญ เหตุใดส่วนประกอบจึงต้องได้รับการบำบัดและบ่มสารละลายหลังจากการเชื่อมและขึ้นรูปหลักๆ เสร็จสิ้นแล้วหรือยัง?
Inconel 718 เป็นโลหะผสมที่-ชุบแข็งได้ (ผ่านการตกตะกอน-) ความแข็งแกร่งอันมหาศาลของมันไม่ได้มีอยู่ในตัว แต่ถูก "ปลดล็อค" โดยการอบชุบด้วยความร้อนสองขั้นตอน-โดยเฉพาะ
การบำบัดด้วยสารละลาย: จานถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (~1700-1850 องศา F / 927-1010 องศา ) เพื่อละลายขั้นตอนการเสริมกำลังทั้งหมด (โดยพื้นฐานแล้วคือแกมมาไพรม์และแกมมาดับเบิ้ลไพรม์) ให้เป็นสารละลายของแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว ในสถานะนี้ วัสดุจะค่อนข้างอ่อนและเหนียว เหมาะสำหรับการเชื่อมและการขึ้นรูป
การรักษาความชรา: ส่วนประกอบถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่า (~1325-1450 องศา F / 718-788 องศา ) และคงไว้ในช่วงเวลาที่แม่นยำ สิ่งนี้ทำให้ขั้นตอนการเสริมกำลังตกตะกอนเป็นอนุภาคละเอียดและกระจายตัวสม่ำเสมอทั่วทั้งเมทริกซ์ ส่งผลให้มีความแข็งแกร่งและความแข็งเพิ่มขึ้นอย่างมาก
หากคุณอายุมากขึ้น-ทำให้แข็งตัวก่อนแล้วค่อยเชื่อม:
ความร้อนจากการเชื่อมจะทำให้-โครงสร้างจุลภาคใน-โซนที่ได้รับผลกระทบ (HAZ) มีอายุมากเกินไป ซึ่งจะละลายตะกอนที่เกิดขึ้นอย่างระมัดระวัง
สิ่งนี้จะสร้าง "โซนอ่อน" ที่มีความแข็งแรงลดลงอย่างมากและมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันถัดจากรอยเชื่อม กลายเป็นบริเวณที่อาจเกิดความล้มเหลวภายใต้แรงกดดัน
นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความไวต่อความเครียด-การแตกร้าวตามอายุระหว่างการเชื่อมได้อย่างมาก
Therefore, the correct sequence is: Fabricate (cut, form, weld) in the soft, solution-treated condition ->ดำเนินการแก้ปัญหาขั้นสุดท้ายและอายุกับชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วทั้งหมด ซึ่งช่วยให้มั่นใจว่าโครงสร้างจุลภาคที่มีความแข็งแรงสูง-เป็นเนื้อเดียวกันทั่วทั้งภาชนะ
4. สำหรับระบบจัดการน้ำทะเล มักจะระบุแผ่น Monel 400 สำหรับส่วนประกอบปั๊มและวาล์วที่สำคัญ การผสมผสานคุณสมบัติเฉพาะใดที่ทำให้เหนือกว่าสเตนเลสหลายชนิดในสภาพแวดล้อมนี้ และอะไรคือช่องโหว่ที่สำคัญในการกัดกร่อน
ตอบ: ความเหนือกว่าของ Monel 400 ในน้ำทะเลเกิดจากการผสมผสานระหว่างความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและความแข็งแรงสูง
คุณสมบัติที่เหนือกว่า:
ความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อน้ำทะเลที่ไหล: ต้านทานการกัดกร่อน และที่สำคัญคือ การโจมตีแบบกระแทกและความเสียหายแบบคาวิเทชันได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม
ความต้านทานทางชีวภาพสูง: ปริมาณทองแดง (~ 31%) ให้ความเป็นพิษโดยธรรมชาติต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล ลดการเกาะติดของเพรียงและหอยแมลงภู่
ภูมิคุ้มกันต่อการกัดกร่อนจากการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ (SCC): ปริมาณนิกเกิลที่สูงทำให้ทนทานต่อโหมดความล้มเหลวทั่วไปสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมในสารละลายคลอไรด์อุ่น
ช่องโหว่ที่สำคัญ:
ช่องโหว่หลักของ Monel 400 คือประสิทธิภาพที่ไม่ดีในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดออกซิไดซ์ มันถูกโจมตีอย่างรวดเร็วโดย:
กรดไนตริก
กรดไฮโดรคลอริกและซัลฟิวริกมวลเบา
สารละลายที่ประกอบด้วยไอออนเฟอร์ริก (Fe³⁺) หรือคิวปริก (Cu²⁺) ซึ่งเป็นตัวออกซิไดเซอร์ที่แรง
ในสภาวะเหล่านี้ ฟิล์มป้องกันแบบพาสซีฟจะแตกตัว และอัตราการกัดกร่อนจะสูงจนไม่อาจยอมรับได้ สำหรับบริการดังกล่าว จำเป็นต้องใช้โลหะผสมที่มีเกียรติมากกว่าเช่น Hastelloy C-276 หรือไทเทเนียม
5. นักออกแบบมีตัวเลือกระหว่างแผ่น Incoloy 800 และ Inconel 600 สำหรับแผ่นท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ฝั่งเปลือกจะเห็นไอน้ำ และฝั่งท่อจะมีคลอไรด์-ของไหลในกระบวนการเข้มข้น เหตุผลทางเทคนิคหลักในการเลือก Inconel 600 สำหรับส่วนประกอบนี้คืออะไร
เหตุผลหลักคือ Inconel 600 มีภูมิคุ้มกันต่อการกัดกร่อนจากการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ (Cl-SCC) จากของเหลวด้านข้างของท่อ- รวมกับความแข็งแรงและความเสถียรที่เพียงพอในด้านไอน้ำ
ภัยคุกคามจาก Cl-SCC: แผ่นท่อเป็นส่วนประกอบที่สำคัญและหนาซึ่งเจาะสำหรับท่อหลายร้อยท่อ ความล้มเหลวที่นี่จะเป็นหายนะ ของเหลวที่มีคลอไรด์-อุดมที่ด้านข้างท่อสามารถรวมตัวอยู่ในรอยแยก และเมื่อร้อน จะสร้างสภาพแวดล้อมที่สมบูรณ์แบบสำหรับ Cl-SCC ในวัสดุที่ไวต่อแสง
Incoloy 800: แม้ว่าจะมีความต้านทานการกัดกร่อนโดยทั่วไปได้ดี แต่ปริมาณนิกเกิลที่ต่ำกว่า (~32%) เมื่อเทียบกับ Inconel 600 (~72%) ทำให้ในทางทฤษฎีไวต่อ Cl-SCC ภายใต้สภาวะที่มีความเข้มข้นรุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะเกิดความเครียด (ความเค้นตกค้างจากการตัดเฉือนและการรีดในท่อ)
อินโคเนล 600: เนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลสูงมาก จึงแทบจะต้านทาน Cl-SCC ได้ ซึ่งให้ความปลอดภัยที่มากกว่าและเชื่อถือได้มากขึ้นเพื่อความสมบูรณ์ของระบบแลกเปลี่ยนความร้อนทั้งหมด
แม้ว่า Incoloy 800 จะเป็นวัสดุที่ดีเยี่ยม แต่สำหรับส่วนประกอบที่สำคัญและไม่สามารถเปลี่ยนได้- เช่น แผ่นท่อที่สัมผัสกับคลอไรด์ ความต้านทาน Cl-SCC ขั้นสุดท้ายของ Inconel 600 ทำให้เป็นตัวเลือกที่อนุรักษ์นิยมและเหมาะสมในทางเทคนิคมากกว่าในการลดความเสี่ยงจากความล้มเหลวหลัก
