ASTM B163 Inconel Inconel 601 UNS N06601 Tabung Pipa

Analisis Komprehensif Inconel 601 (US N06601) Pipa mulus di bawah standar ASTM B163

1. Persyaratan Inti ASTM B163

ASTM B163 adalah spesifikasi untuk kondensor nikel dan nikel yang mulus dan tabung penukar panas, penutup 26 Paduan termasuk UNS N06601 (Inconel 601). Persyaratan intinya termasuk:

• Dimensi dan toleransi :
  • Diameter luar : ≤3 inci (76.2 mm), Penyimpangan yang diijinkan dikendalikan sesuai dengan klasifikasi diameter pipa (Misalnya, diameter luar 12.7-38.1 mm memungkinkan penyimpangan ± 0,19 mm).
  • Dinding tebal : Ketebalan dinding minimum ≤3,76 mm, Ketebalan dinding rata -rata ≤4.19 mm. Toleransi ketebalan dinding diatur oleh diameter luar (Misalnya, 38.1-76.2 Diameter pipa mm memungkinkan ketebalan dinding rata -rata ± 10%, Ketebalan dinding minimum +22%/-0%).
  • Panjangnya : Toleransi panjang standar adalah ± 3,2 mm, santai hingga ± 6,4 mm lebih 30 kaki (9.14 m).
• Komposisi Kimia : Itu harus memenuhi batas komposisi paduan di meja 1 standar. Mengambil UNS N06601 sebagai contoh, Konten Ni adalah 58-63%, cr 21-25%, Al 1.0-1.7%, dan elemen pengotor dikontrol secara ketat (seperti c≤0,10%, S≤0.015%).
• Sifat mekanik :
  • Kekuatan tarik ≥586 MPa, Kekuatan luluh ≥241 MPa, Perpanjangan ≥30% (Pada suhu kamar).
  • Persyaratan kekerasan anil (seperti HRB HRB Rockwell ≤ 75).
• Manufaktur dan pengujian :
  • Teknologi yang mulus harus digunakan, Permukaan harus seragam dan bebas dari cacat, dan persyaratan kelurusan yang ketat harus dipenuhi.
  • Setiap pipa harus lulus uji hidrostatik atau uji listrik non-destruktif (seperti eddy arus pengujian).

2. Sifat material dari Inconel 601 (US N06601)

• Komposisi Kimia dan Desain Metalurgi :
  • Nikel tinggi (58-63%) dan kromium (21-25%) Isi memberikan ketahanan korosi dasar, dan penambahan aluminium (1.0-1.7%) secara signifikan meningkatkan resistensi oksidasi suhu tinggi, terutama membentuk film oksida padat di bawah beban termal siklik.
  • Besi digunakan sebagai elemen residu untuk menyeimbangkan biaya dan kinerja, dan kandungan karbon ≤0,10% untuk mengurangi risiko korosi intergranular.
• Sifat fisik dan suhu tinggi :
  • Massa jenis 8.11 g/cm³, Titik lebur 1320-1411 ℃, Koefisien Ekspansi Termal 13.1 μm/m · ℃ (25-1000℃), Konduktivitas termal 11.4 W/(m · k) (25℃).
  • Ini mempertahankan ketahanan oksidasi yang sangat baik di bawah 1204 ℃ dan memiliki ketahanan korosi yang lebih baik daripada baja tahan karat konvensional di lingkungan sulfida.
• Sifat mekanik :
  • Kekuatan tarik pada suhu kamar adalah ≥650 MPa, dan kekuatan pecahnya creep masih ≥100 MPa pada suhu tinggi (seperti 800 ° C.).
  • Kekerasan dapat dikendalikan dalam keadaan anil solusi (HB≤220), yang cocok untuk pembentukan dingin.

3. ASTM B163 Persyaratan Proses Manufaktur untuk Pipes UNS N06601

• Teknologi pemrosesan :
  • Bekerja panas : Suhu deformasi yang disarankan adalah 870-1230 ℃, Deformasi besar perlu dilakukan pada 1040-1230 ℃ untuk menghindari retak.
  • Pemrosesan dingin : Deformasi perlu dikendalikan, dan pengobatan anil digunakan untuk menghilangkan stres residual (seperti suhu anil 1100-1150 ℃).
  • welding : Disarankan untuk menggunakan bahan pengelasan yang cocok (seperti Ernicrfe-11) dan mengadopsi pengelasan TIG atau plasma untuk mengurangi embrittlement dari zona yang terkena panas.
• kualitas Kontrol :
  • Tes perataan (untuk memverifikasi keuletan), tes ekspansi (untuk memeriksa kecenderungan retak tepi) dan pengujian non-destruktif (seperti pengujian ultrasonik) diperlukan.
  • Struktur mikro harus memenuhi persyaratan ukuran butir (biasanya kelas ASTM 5 atau lebih halus), dan kedalaman lapisan dekarburisasi harus ≤0,1 mm.

4. Skenario aplikasi yang khas

• Sistem pertukaran panas suhu tinggi :
  • Tabung radiasi dan tabung tungku retak reaktor kimia dapat menahan media korosif suhu tinggi (seperti asam nitrat dan hidrogen sulfida).
  • Saluran knalpot turbin gas dapat menahan erosi gas buang 900-1100.
• Peralatan Tungku Industri :
  • Baki dan sabuk konveyor dari tungku perlakuan panas, serta kumbang tungku anil, Perlu menjaga stabilitas struktural di bawah suhu tinggi jangka panjang.
  • Lapisan ruang bakar dalam insinerator limbah padat untuk menahan erosi abu dan guncangan termal.
• Lingkungan khusus :
  • Tabung pertukaran panas dalam reaktor nuklir sistem pendingin gas suhu tinggi (mis. lingkungan pendingin helium).
  • Bundel tabung berbentuk U dari perangkat desulfurisasi gas buang dari platform lepas pantai tahan terhadap korosi hidrogen sulfida basah.

5. Hubungan dengan standar lain

• ASME SB163 : Konten teknis konsisten dengan ASTM B163, Tapi itu menambahkan persyaratan kepatuhan dari boiler ASME dan kode kapal tekan, yang cocok untuk bidang yang diatur secara ketat seperti pembangkit listrik tenaga nuklir.
• Standar Setara Internasional :
  • Eropah: EN 10305-4 (tabung presisi mulus) dan dari 17458 (tabung paduan nikel) Menutupi sebagian persyaratan serupa.
  • Jepang: Komposisi Kimia Jis G4902 (Pipa Nikel Paduan Seamless) dekat dengan ASTM B163, tetapi persyaratan properti mekanik sedikit berbeda.

6. Pertimbangan seleksi dan desain

• Optimalisasi Ketebalan Dinding : Saat menghitung ketebalan dinding minimum menurut ASME BPVC Bagian VIII, Faktor Pengurangan Kekuatan Inconel 601 pada suhu tinggi harus dipertimbangkan (mis. stres yang diijinkan turun sekitar 40% pada 800 ° C.).
• U-Bend pembatasan : ASTM B163 menetapkan bahwa jari-jari u-bend r ≥ 2.5 kali diameter pipa, dan laju pengurangan ketebalan dinding setelah tekukan harus diverifikasi dengan formula (Tf = t × 2r / (2R + D)).
• Keseimbangan ekonomi : Biaya Inconel 601 secara signifikan lebih tinggi dari 304 Stainless Steel (Tentang 5-8 kali), dan penghematan biaya pemeliharaan yang dibawa oleh ketahanan korosi yang tinggi perlu dievaluasi melalui analisis siklus hidup (LCC).

 

Analisis Komprehensif ASTM B163 Inconel 601 (US N06601) Tubing mulus

1. Persyaratan utama standar ASTM B163

ASTM B163 mengatur spesifikasi untuk kondensor nikel dan nikel-nikel yang mulus dan tabung penukaran panas, penutup 26 Paduan termasuk UNS N06601 (Inconel 601). Persyaratan inti termasuk:

• Dimensi dan toleransi:
  • Diameter luar (OD): ≤3 inci (76.2 mm), dengan penyimpangan yang dikendalikan oleh kelas diameter (misalnya, ± 0,19 mm untuk 12,7-38,1 mm OD).
  • Dinding tebal: Minimum ≤3,76 mm, rata -rata ≤4.19 mm. Toleransi bervariasi (misalnya, ± 10% rata -rata dan +22%/-0% Minimum untuk 38.1–76.2 mm OD).
  • Panjangnya: Toleransi standar ± 3,2 mm; diperpanjang hingga ± 6,4 mm untuk tabung >30 FT (9.14 m).
• Komposisi Kimia: Harus mematuhi tabel 1 batas. Untuk UNS N06601: Dalam 58-63%, CR 21–25%, Al 1,0–1,7%, dengan kontrol pengotor ketat (misalnya, C ≤0,10%, S ≤0.015%).
• Sifat mekanik:
  • Kekuatan tarik ≥586 MPa, Kekuatan luluh ≥241 MPa, Perpanjangan ≥30% (suhu kamar).
  • Kekerasan anil ≤75 HRB.
• Manufaktur dan pengujian:
  • Produksi wajib mulus dengan permukaan yang seragam dan kelurusan yang ketat.
  • Pengujian listrik hidrostatik atau tidak rusak (misalnya, Eddy Current) Diperlukan untuk setiap tabung.

2. Karakteristik material dari Inconel 601 (US N06601)

• Komposisi dan metalurgi:
  • Ni tinggi (58–63%) dan cr (21–25%) konten memastikan resistensi korosi. Al (1.0–1.7%) Meningkatkan resistensi oksidasi siklik melalui pembentukan lapisan oksida padat.
  • Fe bertindak sebagai elemen keseimbangan; C ≤0,10% meminimalkan curah hujan karbida.
• Sifat fisik dan suhu tinggi:
  • Massa jenis: 8.11 g/cm³; Rentang Peleburan: 1320–1411 ° C.; Ekspansi termal: 13.1 m/m·°C (25–1000 ° C.); Konduktivitas termal: 11.4 W/(m · k) (25° C).
  • Resistensi oksidasi superior hingga 1204 ° C; mengungguli baja tahan karat di lingkungan sulfidisasi.
• Kinerja mekanis:
  • Kekuatan tarik suhu kamar ≥650 MPa; Kekuatan ruptur creep ≥100 MPa pada 800 ° C.
  • Kekerasan anil ≤220 HB untuk kompatibilitas pembentukan dingin.

3. ASTM B163 Persyaratan Pabrikan untuk UNS N06601 Tubing

• Pedoman Pemrosesan:
  • Bekerja panas: Deformasi pada 870–1230 ° C.; Pengurangan besar pada 1040–1230 ° C untuk menghindari retak.
  • Kerja Dingin: Deformasi terkontrol dengan anil relief stres (misalnya, 1100–1150 ° C.).
  • welding: Gunakan pengisi yang cocok (misalnya, Ernichrfe-11) dengan metode TIG/PLASMA untuk mengurangi embrittlement haz.
• kualitas Kontrol:
  • Tes perataan (verifikasi lelus), tes melebar (Resistensi retak tepi), dan pengujian yang tidak rusak (misalnya, OUT).
  • Struktur mikro harus memenuhi persyaratan ukuran butir (ASTM 5 atau lebih halus); dekarburisasi ≤0,1 mm.

4. Aplikasi Khas

• Penukar panas suhu tinggi:
  • Tabung radiasi dalam reaktor kimia dan tungku pirolisis (menahan hno₃, H₂s).
  • Saluran knalpot turbin gas (900–1100 ° C erosi gas).
• Komponen tungku industri:
  • Nampan tungku perlakuan panas, Annealing Furnace Muffles (Stabilitas termal jangka panjang).
  • Liner Kamar Pembakaran dalam Insinerator Limbah (menolak erosi abu dan guncangan termal).
• Lingkungan khusus:
  • Sistem reaktor berpendingin gas suhu tinggi (Pendingin Helium).
  • Bundel U-tube FGD di platform lepas pantai (resistensi basah).

5. Kompatibilitas Cross-Standard

• ASME SB163: Secara teknis identik dengan ASTM B163 tetapi menambahkan kepatuhan ASME BPVC untuk aplikasi nuklir.
• Padanan global:
  • Eropah: EN 10305-4 (tabung presisi) dan dari 17458 sebagian tumpang tindih.
  • Jepang: Jis G4902 menyelaraskan secara kimia tetapi berbeda dalam spesifikasi mekanis.

6. Pertimbangan desain dan seleksi

• Optimalisasi Ketebalan Dinding: Akun pengurangan kekuatan suhu tinggi (misalnya, 40% Penurunan tegangan yang diijinkan pada 800 ° C per ASME BPVC VIII).
• Keterbatasan U-Bend: Radius tikungan minimum ≥2.5 × OD; Penipisan pasca-sel dihitung melalui formula: TF = T × 2R/(2R + D).
• Analisis Biaya-Manfaat: Inconel 601 biaya 5–8 × lebih dari 304 Stainless Steel; membenarkan melalui biaya siklus hidup (LCC) penghematan dari pengurangan pemeliharaan.

 

ASTM B163 Inconel 601 (US N06601) Tubing mulus memberikan kekuatan suhu tinggi yang tak tertandingi dan ketahanan korosi, membuatnya sangat diperlukan dalam pemrosesan kimia, energi, dan dirgantara. Dari kontrol komposisi yang tepat hingga validasi kinerja yang ketat, Permintaan produksi dan aplikasinya yang ketat terhadap standar sambil membutuhkan solusi teknik yang disesuaikan untuk kondisi operasi yang ekstrem.