ASTM B163 Legierung Inconel 601 UNS N06601 Rohrrohr

Umfassende Analyse von Inconel 601 (UNS N06601) nahtlose Rohre nach ASTM B163 Standard

1. Kernanforderungen von ASTM B163

ASTM B163 ist eine Spezifikation für Nickel- und Nickellegierung nahtloser Kondensator- und Wärmetauscherrohre, Abdeckung 26 Legierungen einschließlich UNS N06601 (Inconel 601). Zu den Kernanforderungen gehören:

• Dimensionen und Toleranzen :
  • Außendurchmesser : ≤ 3 Zoll (76.2 mm), Die zulässige Abweichung wird gemäß der Klassifizierung des Rohrdurchmessers gesteuert (Zum Beispiel, der Außendurchmesser von 12.7-38.1 MM ermöglicht eine Abweichung von ± 0,19 mm).
  • Wandstärke : Mindestwanddicke ≤ 3,76 mm, durchschnittliche Wandstärke ≤ 4,19 mm. Die Wandstärke der Wandstärke wird durch Außendurchmesser eingestellt (Zum Beispiel, 38.1-76.2 Der mm -Rohrdurchmesser ermöglicht die durchschnittliche Wandstärke ± 10%, Mindestwanddicke +22%/-0%).
  • Länge : Die Standardlänge -Toleranz beträgt ± 3,2 mm, entspannt auf ± 6,4 mm 30 Fuß (9.14 M).
• Chemische Zusammensetzung : Es muss die Legierungskompositionsgrenzen im Tisch einhalten 1 des Standards. Als Beispiel UNS N06601 einnehmen, Der Ni -Inhalt ist 58-63%, Cr 21-25%, Al 1.0-1.7%, und die Verunreinigungselemente werden streng kontrolliert (wie c ≤ 0,10%, S ≤ 0,015%).
• mechanische Eigenschaften :
  • Zugfestigkeit ≥ 586 MPa, Ertragsstärke ≥241 MPa, Dehnung ≥ 30% (Bei Raumtemperatur).
  • Anforderungen an geglühte Härte (wie Rockwell -Härte hrb ≤ 75).
• Herstellung und Test :
  • Nahlose Technologie muss eingesetzt werden, Die Oberfläche muss gleichmäßig und frei von Mängel sein, und strenge Anforderungen der Geradheit müssen erfüllt sein.
  • Jedes Rohr muss einen hydrostatischen Test oder einen nicht-zerstörerischen elektrischen Test bestehen (wie Wirbelstrahlungstests).

2. Materialeigenschaften von Inconel 601 (UNS N06601)

• Chemische Zusammensetzung und metallurgisches Design :
  • Hoher Nickel (58-63%) und Chrom (21-25%) Inhalt liefern grundlegende Korrosionsresistenz, und die Zugabe von Aluminium (1.0-1.7%) verbessert die Oxidationsresistenz mit hoher Temperatur erheblich, insbesondere eine dichte Oxidfilm unter zyklischen thermischen Belastungen bilden.
  • Eisen wird als Restelement verwendet, um Kosten und Leistung auszugleichen, und der Kohlenstoffgehalt beträgt ≤ 0,10%, um das Risiko einer intergranularen Korrosion zu verringern.
• Physische und hohe Temperatureigenschaften :
  • Dichte 8.11 g/cm³, Schmelzpunkt 1320-1411 ℃, Wärmeausdehnungskoeffizient 13.1 μm/m · ℃ (25-1000℃), Wärmeleitfähigkeit 11.4 W/(m · k) (25℃).
  • Es hat eine hervorragende Oxidationsresistenz unter 1204 ℃ und hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit als herkömmlicher Edelstahl in der Sulfidumgebung.
• mechanische Eigenschaften :
  • Die Zugfestigkeit bei Raumtemperatur beträgt ≥ 650 MPa, und die Kriechbruchfestigkeit beträgt immer noch ≥ 100 MPa bei hoher Temperatur (wie 800 ° C.).
  • Die Härte ist im Lösungsstatus kontrollierbar (HB ≤ 220), das ist für die Kälteform geeignet.

3. ASTM B163 Herstellungsprozessanforderungen für UN -N06601 -Rohre

• Verarbeitungstechnologie :
  • Heißes Arbeiten : Die empfohlene Verformungstemperatur beträgt 870-1230 ℃, Eine große Verformung muss bei 1040-1230 durchgeführt werden, um Risse zu vermeiden.
  • Kaltverarbeitung : Die Verformung muss kontrolliert werden, und Tempernbehandlung wird verwendet, um Reststress zu beseitigen (wie Glühtemperatur 1100-1150 ℃).
  • SCHWEIßEN : Es wird empfohlen, übereinstimmende Schweißmaterialien zu verwenden (wie Ernicrfe-11) und TIG- oder Plasma -Schweißen annehmen, um die Verspritzung der betroffenen Wärmezone zu verringern.
• Qualität Steuerung :
  • Abflachungstests (Duktilität überprüfen), Expansionstests (Überprüfen Sie die Tendenz des Randknackens) und zerstörungsfreie Prüfung (wie Ultraschallprüfungen) sind erforderlich.
  • Die Mikrostruktur muss den Anforderungen an die Korngröße entsprechen (Normalerweise ASTM -Note 5 oder feiner), und die Dekarburisierungsschichttiefe muss ≤ 0,1 mm betragen.

4. Typische Anwendungsszenarien

• Hochtemperatur -Wärmeaustauschsystem :
  • Die Strahlungsrohre und Rissofenofen von chemischen Reaktoren können hohen Temperaturkorrosivmedien standhalten (wie Salpetersäure und Wasserstoffsulfid).
  • Der Abgastangang für Gasturbinen kann der Erosion von 900-1100 ℃ Abgas standhalten.
• Industrieofenausrüstung :
  • Die Tabletts und Förderbande von Wärmebehandlungsöfen, ebenso wie die Dämmerungen von Glühöfen, müssen strukturelle Stabilität unter langfristigen hohen Temperaturen aufrechterhalten.
  • Verbrennungskammerlinien in Verbrennungsanlagen mit festen Abfällen, um der Ascheerosion und des thermischen Schocks zu widerstehen.
• Besondere Umgebung :
  • Wärmeaustauschrohre in Kernreaktor -Hochtemperaturgaskühlsystemen (z.B.. Heliumkühlmittelumgebungen).
  • Das U-förmige Röhrchenbündel der Abzugsgas-Entschwefelungsvorrichtung der Offshore-Plattform ist resistent gegen Nasswasserstoffsulfidkorrosion.

5. Beziehung zu anderen Standards

• ASME SB163 : Der technische Inhalt steht im Einklang mit ASTM B163, Es fügt jedoch die Compliance -Anforderungen des ASME -Kessels und des Druckbehälters hinzu, die für streng regulierte Felder wie Kernkraftwerke geeignet ist.
• Internationale äquivalente Standards :
  • Europa: De 10305-4 (Präzision nahtlose Röhrchen) und von 17458 (Nickellegierrohre) teilweise ähnliche Anforderungen decken.
  • Japan: Die chemische Zusammensetzung von JIS G4902 (Nickellegierung nahtloser Rohr) ist nahe an dem von ASTM B163, Die mechanischen Eigenschaftsanforderungen sind jedoch geringfügig unterschiedlich.

6. Überlegungen aus Auswahl und Design

• Wandstärkeoptimierung : Bei der Berechnung der minimalen Wandstärke gemäß ASME BPVC -Abschnitt VIII, Der Festigkeitsreduktionsfaktor von Inconel 601 Bei hohen Temperaturen müssen berücksichtigt werden (z.B.. Die zulässige Spannung sinkt um ungefähr 40% bei 800 ° C.).
• die-Biege Einschränkungen : ASTM B163 sieht vor, dass der U-Bend-Radius r ≥ 2.5 mal der Rohrdurchmesser, und die Verringerung der Wandstärke nach dem Biegen muss durch die Formel überprüft werden (Tf = t × 2r / (2R + D)).
• Wirtschaftsbalance : Die Kosten für Inkonsum 601 ist signifikant höher als die von 304 Edelstahl (Über 5-8 mal), und die Erhaltungskosteneinsparungen, die durch die hohe Korrosionsbeständigkeit erzielt werden, müssen durch Lebenszyklusanalyse bewertet werden (LCC).

 

Umfassende Analyse von ASTM B163 Inconel 601 (UNS N06601) Nahtloser Schlauch

1. Wichtige Anforderungen des ASTM B163 -Standards

ASTM B163 regiert die Spezifikationen für nahtlose Kondensator- und Wärme-Exchanger-Röhrchen, Abdeckung 26 Legierungen einschließlich UNS N06601 (Inconel 601). Die Kernanforderungen umfassen:

• Dimensionen und Toleranzen:
  • Außendurchmesser (OD): ≤ 3 Zoll (76.2 mm), mit Abweichungen, die durch Durchmesserklasse kontrolliert werden (z.B., ± 0,19 mm für 12,7–38,1 mm OD).
  • Wandstärke: Mindestens ≤ 3,76 mm, durchschnittlich ≤ 4,19 mm. Die Toleranzen variieren von (z.B., ± 10% Durchschnitt und +22%/-0% Minimum für 38,1–76,2 mm OD).
  • Länge: Standardtoleranz ± 3,2 mm; erweitert auf ± 6,4 mm für Röhrchen auf ± 6,4 mm >30 FT (9.14 M).
• Chemische Zusammensetzung: Muss mit der Tabelle einhalten 1 Grenzen. Für UNS N06601: In 58-63%, CR 21–25%, AL 1,0–1,7%, mit strengen Verunreinigungskontrollen (z.B., C ≤ 0,10%, S ≤ 0,015%).
• mechanische Eigenschaften:
  • Zugfestigkeit ≥ 586 MPa, Ertragsstärke ≥241 MPa, Dehnung ≥ 30% (Raumtemperatur).
  • Geglühte Härte ≤ 75 HRB.
• Herstellung und Test:
  • Obligatorische nahtlose Produktion mit einheitlichen Oberflächen und strikten Geradheit.
  • Hydrostatische oder zerstörerte elektrische Tests (z.B., Wirbelstrom) Für jede Röhre erforderlich.

2. Materialmerkmale von Inconel 601 (UNS N06601)

• Komposition und Metallurgie:
  • Hoher ni (58–63%) und Cr (21–25%) Inhalt sorgt für Korrosionsbeständigkeit. Al (1.0–1,7%) verstärkt die cyclische Oxidationsresistenz über dichte Oxidschichtbildung.
  • Fe wirkt als Gleichgewichtselement; C ≤ 0,10% minimiert den Vergasungsausfall von Kohlensäuren.
• Physische und hohe Temperatureigenschaften:
  • Dichte: 8.11 g/cm³; Schmelzbereich: 1320–1411 ° C; Wärmeausdehnung: 13.1 μm/m·°C (25–1000 ° C.); Wärmeleitfähigkeit: 11.4 W/(m · k) (25° C).
  • Überlegene Oxidationsresistenz bis zu 1204 ° C.; übertrifft Edelstähle in sulfidisierenden Umgebungen.
• Mechanische Leistung:
  • Raumtemperatur-Zugfestigkeit ≥ 650 MPa; Kriechbruchfestigkeit ≥ 100 MPa bei 800 ° C.
  • Amtierte Härte ≤ 220 HB für kaltbildende Kompatibilität.

3. ASTM B163 Fertigungsanforderungen für UN -N06601 -Schläuche

• Verarbeitungsrichtlinien:
  • Heißes Arbeiten: Verformung bei 870–1230 ° C.; Große Reduzierungen bei 1040–1230 ° C, um Risse zu vermeiden.
  • Kaltumformung: Kontrollierte Deformation mit stressreliefemaler Tempel (z.B., 1100–1150 ° C.).
  • SCHWEIßEN: Verwenden Sie den passenden Füllstoff (z.B., Ernichrfe-11) mit TIG/Plasma -Methoden zur Reduzierung von Haz -Verspritzungsgründen.
• Qualität Steuerung:
  • Abflachungstests (Duktilitätsprüfung), Aufflackungstests (Randrisswiderstand), und zerstörungsfähige Tests (z.B., OUT).
  • Die Mikrostruktur muss die Anforderungen an die Korngrößen erfüllen (ASTM 5 oder feiner); Decarburisierung ≤ 0,1 mm.

4. Typische Anwendungen

• Hochtemperatur-Wärmetauscher:
  • Strahlungsrohre in chemischen Reaktoren und Pyrolyseöfen (widersteht Hno₃, H₂s).
  • Gasturbinenableitungskanäle (900–1100 ° C Gaserosion).
• Industrieofenkomponenten:
  • Wärmebehandlungsofenschale, Tempernofenschreife (langfristige thermische Stabilität).
  • Verbrennungskammer in Abfallverbrennungsanlagen (widersteht der Ascheerosion und des thermischen Schocks).
• Spezialumgebungen:
  • Hochtemperaturgasgekühlte Reaktorsysteme (Heliumkühlmittel).
  • FGD U-Tube-Bündel in Offshore-Plattformen (Nass H₂s Widerstand).

5. Cross-Standard-Kompatibilität

• ASME SB163: Technisch identisch mit ASTM B163, fügt jedoch die Einhaltung von ASME BPVC für nukleare Anwendungen hinzu.
• Globale Äquivalente:
  • Europa: De 10305-4 (Präzisionsrohre) und von 17458 teilweise überlappen.
  • Japan: Jis G4902 entspricht chemisch, unterscheidet sich jedoch in mechanischen Spezifikationen.

6. Überlegungen zur Entwurfs- und Auswahl

• Wandstärkeoptimierung: Berücksichtigung der Erregung der Erhöhung der Temperaturstärke (z.B., 40% Zulässiger Spannungsabfall bei 800 ° C pro ASME BPVC VIII).
• U-Bend-Einschränkungen: Minimaler Biegerradius ≥ 2,5 × OD; Nach dem Bend-Ausdünnung über die Formel berechnet: Tf = t × 2R//(2R + D).
• Kosten-Nutzen-Analyse: Inconel 601 kostet 5–8 × mehr als 304 Edelstahl; durch Lebenszykluskosten rechtfertigen (LCC) Einsparungen durch verringerte Wartung.

 

ASTM B163 Inconel 601 (UNS N06601) Nahtloser Schlauch liefert eine nicht übereinstimmende Hochtemperaturstärke und Korrosionsbeständigkeit, Dadurch in der chemischen Verarbeitung unverzichtbar machen, Energie, und Luft- und Raumfahrt. Von der präzisen Kompositionskontrolle bis zur strengen Leistungsvalidierung, Seine Produktions- und Anwendungsbedarf strikte Einhaltung von Standards, während maßgeschneiderte technische Lösungen für extreme Betriebsbedingungen erforderlich sind.