تحليل شامل لبلاب 601 (الولايات المتحدة N06601) الأنابيب غير الملحومة تحت معيار ASTM B163
1. المتطلبات الأساسية لـ ASTM B163
ASTM B163 هي مواصفات للنيكل والنيكل سبيكة المكثفات السلس وأنابيب المبادل الحراري, تغطية 26 السبائك بما في ذلك UNS N06601 (Inconel 601). تشمل متطلباتها الأساسية:
- الأبعاد والتسامح :
- خارج القطر : ≤3 بوصات (76.2 مم), يتم التحكم في الانحراف المسموح به وفقًا لتصنيف قطر الأنبوب (على سبيل المثال, القطر الخارجي 12.7-38.1 MM يسمح بانحراف ± 0.19 مم).
- سمك الجدار : الحد الأدنى لسمك الجدار .73.76 مم, متوسط سمك الجدار ≤4.19 مم. يتم تعيين تحمل سمك الجدار عن طريق القطر الخارجي (على سبيل المثال, 38.1-76.2 يسمح قطر الأنابيب MM بمتوسط سمك الجدار ± 10 ٪, الحد الأدنى سمك الجدار +22%/-0%).
- طول : تسامح الطول القياسي هو ± 3.2 مم, استرخاء إلى ± 6.4 مم 30 أقدام (9.14 م).
- التركيب الكيميائي : يجب أن تفي بحدود تكوين السبائك في الطاولة 1 من المعيار. أخذ UNS N06601 كمثال, محتوى NI هو 58-63%, الجمهورية التشيكية 21-25%, ال 1.0-1.7%, والعناصر الشوفية خاضعة لرقابة صارمة (مثل C≤0.10 ٪, S≤0.015 ٪).
- الخصائص الميكانيكية :
- قوة الشد ≥586 ميجا باسكال, قوة العائد ≥ 241 ميجا باسكال, استطالة ≥30 ٪ (في درجة حرارة الغرفة).
- متطلبات صلابة الصلب (مثل Rockwell Hardness HRB ≤ 75).
- التصنيع والاختبار :
- يجب استخدام تقنية سلسة, يجب أن يكون السطح موحدًا وخاليًا من العيوب, ويجب الوفاء بمتطلبات الاستقامة الصارمة.
- يجب أن يجتاز كل أنبوب اختبار الهيدروستاتيكي أو اختبار كهربائي غير تدمي (مثل اختبار الدوامة الحالية).
2. خصائص المواد من Inconel 601 (الولايات المتحدة N06601)
- التركيب الكيميائي والتصميم المعدني :
- النيكل العالي (58-63%) والكروم (21-25%) توفر المحتويات مقاومة للتآكل الأساسي, وإضافة الألومنيوم (1.0-1.7%) يحسن بشكل كبير مقاومة الأكسدة عالية درجة الحرارة, لا سيما تشكيل فيلم أكسيد كثيف تحت الأحمال الحرارية الدورية.
- يستخدم الحديد كعنصر متبقي لموازنة التكلفة والأداء, ومحتوى الكربون ≤0.10 ٪ لتقليل خطر التآكل بين الحبيبية.
- خصائص درجات الحرارة الفيزيائية والعالية :
- كثافة 8.11 ز/سم, نقطة الانصهار 1320-1411 ℃, معامل التمدد الحراري 13.1 ميكرون/م · ℃ (25-1000° c), الموصلية الحرارية 11.4 ث/(م · ك) (25° c).
- يحافظ على مقاومة أكسدة ممتازة أقل.
- الخصائص الميكانيكية :
- قوة الشد في درجة حرارة الغرفة هي -650 ميجا باسكال, ولا تزال قوة تمزق الزحف 100 ميجا باسكال في درجة حرارة عالية (مثل 800 درجة مئوية).
- يمكن السيطرة على الصلابة في حل الصلب (HB≤220), وهو مناسب للتكوين البارد.
3. ASTM B163 متطلبات عملية التصنيع لأنابيب UNS N06601
- تكنولوجيا المعالجة :
- العمل الساخن : درجة حرارة التشوه الموصى بها هي 870-1230 ℃, يجب تنفيذ تشوه كبير في 1040-1230 ℃ لتجنب التكسير.
- المعالجة الباردة : يجب التحكم في التشوه, ويستخدم العلاج الصلب للقضاء على الإجهاد المتبقي (مثل درجة حرارة الصلب 1100-1150 ℃).
- لحام : يوصى باستخدام مواد اللحام المطابقة (مثل ernicrfe-11) واعتمد لحام TIG أو البلازما للحد من احتضان المنطقة المتأثرة بالحرارة.
- جودة مراقبة :
- اختبارات تسطيح (للتحقق من ليونة), اختبارات التوسع (للتحقق من ميل تكسير الحافة) والاختبارات غير المدمرة (مثل اختبار الموجات فوق الصوتية) مطلوبة.
- يجب أن تفي البنية المجهرية بمتطلبات حجم الحبوب (عادة درجة ASTM 5 أو أدق), ويجب أن يكون عمق طبقة إزالة الكرب.
4. سيناريوهات التطبيق النموذجية
- نظام تبادل الحرارة المرتفع درجات الحرارة :
- أنابيب الإشعاع وأنابيب الأفران المتكسرة من المفاعلات الكيميائية يمكن أن تقاوم وسائط التآكل عالية الحرارة (مثل حمض النيتريك وكبريتيد الهيدروجين).
- يمكن لقناة عادم التوربينات الغازية تحمل تآكل غاز العادم من 900-1100.
- معدات الفرن الصناعي :
- الصواني وأحزمة النقل لأفران المعالجة الحرارية, وكذلك كاتم الأفران الصلب, تحتاج إلى الحفاظ على الاستقرار الهيكلي تحت درجات حرارة عالية الأجل.
- بطانات غرفة الاحتراق في محارق النفايات الصلبة لمقاومة تآكل الرماد والصدمة الحرارية.
- بيئة خاصة :
- أنابيب التبادل الحراري في أنظمة تبريد غاز درجات الحرارة العالية في المفاعل النووي (منها مثلا. بيئات تبريد الهيليوم).
- إن حزمة الأنبوب على شكل حرف U لجهاز إزالة الكبريت الغاز في المنصة الخارجية مقاومة لتآكل كبريتيد الهيدروجين الرطب.
5. العلاقة مع المعايير الأخرى
- ASME SB163 : يتوافق المحتوى الفني مع ASTM B163, لكنه يضيف متطلبات الامتثال لمرجل الغلاية ASME و Agtsel Code, وهو مناسب للحقول الخاضعة للتنظيم الصارم مثل محطات الطاقة النووية.
- المعايير المكافئة الدولية :
- أوروبا: أون 10305-4 (أنابيب دقة سلسة) ومن 17458 (أنابيب سبائك النيكل) تغطي جزئيًا متطلبات مماثلة.
- اليابان: التركيب الكيميائي لـ JIS G4902 (سبيكة النيكل أنبوب سلس) قريب من ذلك من ASTM B163, لكن متطلبات الممتلكات الميكانيكية مختلفة قليلاً.
6. اعتبارات الاختيار والتصميم
- تحسين سمك الجدار : عند حساب الحد الأدنى لسمك الجدار وفقًا لـ ASME BPVC القسم الثامن, عامل تقليل القوة من Inconel 601 في درجات حرارة عالية يجب النظر فيها (منها مثلا. ينخفض الإجهاد المسموح به 40% في 800 درجة مئوية).
- ال-بيند قيود : ينص ASTM B163 على أن نصف قطر U-Bend R ≥ 2.5 أضعاف قطر الأنبوب, ويجب التحقق من معدل تقليل سمك الجدار بعد الانحناء بواسطة الصيغة (tf = t × 2r / (2R + D)).
- التوازن الاقتصادي : تكلفة Inconel 601 أعلى بكثير من تلك 304 الفولاذ المقاوم للصدأ (حول 5-8 مرات), ويجب تقييم وفورات تكاليف الصيانة التي تسببها مقاومة التآكل العالية من خلال تحليل دورة الحياة (LCC).
تحليل شامل لـ ASTM B163 Inconel 601 (الولايات المتحدة N06601) أنابيب سلسة
1. المتطلبات الرئيسية لمعايير ASTM B163
تحكم ASTM B163 مواصفات أنابيب النيكل والنيكل والنيكل السلس والنيكل والأنابيب الحرارية, تغطية 26 السبائك بما في ذلك UNS N06601 (Inconel 601). تشمل المتطلبات الأساسية:
- الأبعاد والتسامح:
- خارج القطر (التطوير التنظيمي): ≤3 بوصات (76.2 مم), مع الانحرافات التي تسيطر عليها فئة القطر (مثلا, ± 0.19 مم لمدة 12.7-38.1 مم OD).
- سمك الجدار: الحد الأدنى .73.76 مم, متوسط .14.19 مم. تختلف التحمل من (مثلا, ± 10 ٪ متوسط و +22%/-0% الحد الأدنى لمدة 38.1–76.2 مم OD).
- طول: التسامح المعياري ± 3.2 مم; يمتد إلى ± 6.4 مم للأنابيب >30 قدم (9.14 م).
- التركيب الكيميائي: يجب أن يتوافق مع الجدول 1 حدود. لـ UNS N06601: في 58-63 ٪, CR 21-25 ٪, آل 1.0-1.7 ٪, مع ضوابط شجاعة صارمة (مثلا, ج ≤0.10 ٪, S ≤0.015 ٪).
- الخصائص الميكانيكية:
- قوة الشد ≥586 ميجا باسكال, قوة العائد ≥ 241 ميجا باسكال, استطالة ≥30 ٪ (درجة حرارة الغرفة).
- صلابة الصلب ≤75 HRB.
- التصنيع والاختبار:
- إنتاج سلس إلزامي مع أسطح موحدة واستقامة صارمة.
- اختبار كهربائي الهيدروستاتيكي أو غير المدمر (مثلا, إدي تيار) مطلوب لكل أنبوب.
2. خصائص المواد من Inconel 601 (الولايات المتحدة N06601)
- التكوين والمعادن:
- عالية ني (58-63 ٪) و cr (21-25 ٪) المحتوى يضمن مقاومة التآكل. ال (1.0-1.7 ٪) يعزز مقاومة الأكسدة الدورية عن طريق تكوين طبقة أكسيد كثيفة.
- يعمل Fe كعنصر توازن; C ≤0.10 ٪ يقلل من هطول الأمطار كربيد.
- خصائص جسدية وعالية درجة الحرارة:
- كثافة: 8.11 ز/سم; نطاق الذوبان: 1320-1411 درجة مئوية; التمدد الحراري: 13.1 ميكرومتر/م · درجة مئوية (25-1000 درجة مئوية); الموصلية الحرارية: 11.4 ث/(م · ك) (25درجة مئوية).
- مقاومة الأكسدة الفائقة تصل إلى 1204 درجة مئوية; يتفوق على الفولاذ المقاوم للصدأ في بيئات الكبريت.
- الأداء الميكانيكي:
- قوة شد درجة حرارة الغرفة ≥ 650 ميجا باسكال; قوة تمزق الزحف ≥100 ميجا باسكال عند 800 درجة مئوية.
- صلابة الصلب ≤220 HB للتوافق التكوين البارد.
3. متطلبات التصنيع ASTM B163 لأنابيب UNS N06601
- إرشادات المعالجة:
- العمل الساخن: التشوه في 870-1230 درجة مئوية; تخفيضات كبيرة في 1040-1230 درجة مئوية لتجنب التكسير.
- العمل البارد: تشوه خاضع للرقابة مع الصلب لإجبار الإجهاد (مثلا, 1100-1150 درجة مئوية).
- لحام: استخدم حشو المطابقة (مثلا, إرنكرف 11) مع طرق TIG/البلازما للحد.
- جودة مراقبة:
- اختبارات تسطيح (التحقق من الحجم), اختبارات اشتعال (الحافة تكسير المقاومة), والاختبار غير المدمر (مثلا, OUT).
- يجب أن تلبي البنية المجهرية متطلبات حجم الحبوب (ASTM 5 أو أدق); decarburization ≤0.1 مم.
4. التطبيقات النموذجية
- المبادلات الحرارية عالية الحرارة:
- أنابيب مشعة في المفاعلات الكيميائية وأفران الانحلال الحراري (يقاوم hno₃, h₂s).
- قناة العادم التوربينات الغازية (900-1100 درجة مئوية تآكل الغاز).
- مكونات الفرن الصناعي:
- صواني فرن المعالجة الحرارية, الصلب أغطية الفرن (الاستقرار الحراري على المدى الطويل).
- بطانات غرفة الاحتراق في محارق النفايات (يقاوم تآكل الرماد والصدمة الحرارية).
- بيئات متخصصة:
- أنظمة مفاعل غاز عالية درجة الحرارة (سائل تبريد الهيليوم).
- حزم FGD U-Tube في المنصات الخارجية (مقاومة H₂s الرطبة).
5. التوافق عبر القياس
- ASME SB163: مطابق تقنيًا لـ ASTM B163 ولكنه يضيف امتثال ASME BPVC للتطبيقات النووية.
- المعادلات العالمية:
- أوروبا: أون 10305-4 (أنابيب الدقة) ومن 17458 تداخل جزئيا.
- اليابان: يتوافق JIS G4902 كيميائيًا ولكنه يختلف في المواصفات الميكانيكية.
6. اعتبارات التصميم والاختيار
- تحسين سمك الجدار: حساب تقليل قوة درجة الحرارة المرتفعة (مثلا, 40% انخفاض الضغط المسموح به عند 800 درجة مئوية لكل ASME BPVC VIII).
- قيود u-bend: دائرة نصف قطر الانحناء الدنيا ≥2.5 × OD; ترقق ما بعد الانحناء المحسوب عبر الصيغة: TF = T × 2R/(2R + D).
- تحليل التكلفة والعائد: Inconel 601 يكلف 5-8 × أكثر من 304 الفولاذ المقاوم للصدأ; تبرير عبر تكلفة دورة الحياة (LCC) التوفير من انخفاض الصيانة.
ASTM B163 Inconel 601 (الولايات المتحدة N06601) توفر أنابيب سلسة قوة لا مثيل لها ومقاومة التآكل, مما يجعلها لا غنى عنها في المعالجة الكيميائية, الطاقة, والفضاء. من التحكم التركيبي الدقيق إلى التحقق الصارم للأداء, يتطلب إنتاجها وتطبيقها التزامًا صارمًا بالمعايير مع طلب حلول هندسية مصممة لظروف التشغيل المتطرفة.
يجب ان تكون تسجيل الدخول لإضافة تعليق.