ASTM B163 in lega Inconel 601 UNS N06601 Tubo tubo

Analisi completa di Inconel 601 (US N06601) tubi senza soluzione di continuità sotto lo standard ASTM B163

1. Requisiti fondamentali di ASTM B163

ASTM B163 è una specifica per tubi senza salotto e scambiatore di calore in lega di nichel e in lega di nichel, copertura 26 Leghe tra cui UNS N06601 (INCONEL 601). I suoi requisiti fondamentali includono:

• Dimensioni e tolleranze :
  • Diametro esterno : ≤3 pollici (76.2 mm), La deviazione ammissibile è controllata in base alla classificazione del diametro del tubo (Per esempio, il diametro esterno di 12.7-38.1 mm consente una deviazione di ± 0,19 mm).
  • Spessore della parete : Spessore minimo della parete ≤3,76 mm, Spessore medio della parete ≤4,19 mm. La tolleranza dello spessore della parete è impostata per diametro esterno (Per esempio, 38.1-76.2 Il diametro del tubo mm consente lo spessore medio della parete ± 10%, Spessore murale minimo +22%/-0%).
  • LUNGHEZZA : La tolleranza di lunghezza standard è ± 3,2 mm, rilassato a ± 6,4 mm 30 piedi (9.14 M).
• Composizione chimica : Deve soddisfare i limiti di composizione in lega nella tabella 1 dello standard. Prendendo UNS N06601 come esempio, Il contenuto NI è 58-63%, CR 21-25%, Al 1.0-1.7%, e gli elementi di impurità sono rigorosamente controllati (come c≤0,10%, S≤0,015%).
• Proprietà meccaniche :
  • Resistenza alla trazione ≥586 MPa, Resistenza alla snervamento ≥241 MPa, Allungamento ≥30% (A temperatura ambiente).
  • Requisiti di durezza ricotti (come la durezza rockwell hrb ≤ 75).
• Produzione e test :
  • La tecnologia senza soluzione di continuità deve essere utilizzata, La superficie deve essere uniforme e priva di difetti, e devono essere soddisfatti rigorosi requisiti di revisione.
  • Ogni tubo deve superare un test idrostatico o un test elettrico non distruttivo (come test di corrente elevatore).

2. Proprietà materiali di Inconel 601 (US N06601)

• Composizione chimica e design metallurgico :
  • Nickel alto (58-63%) e cromo (21-25%) I contenuti forniscono resistenza alla corrosione di base, e l'aggiunta di alluminio (1.0-1.7%) Migliora significativamente la resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, in particolare formando un film di ossido denso sotto carichi termici ciclici.
  • Il ferro viene utilizzato come elemento residuo per bilanciare i costi e le prestazioni, e il contenuto di carbonio è ≤0,10% per ridurre il rischio di corrosione intergranulare.
• Proprietà fisiche e ad alta temperatura :
  • Densità 8.11 g/cm³, Punto di fusione 1320-1411 ℃, Coefficiente di dilatazione termica 13.1 μm/m · ℃ (25-1000℃), Conducibilità termica 11.4 W/(M · k) (25℃).
  • Mantiene un'eccellente resistenza all'ossidazione inferiore a 1204 ℃ e ha una migliore resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio inossidabile convenzionale in ambiente di solfuro.
• Proprietà meccaniche :
  • La resistenza alla trazione a temperatura ambiente è ≥650 MPa, e la resistenza alla rottura del creep è ancora ≥100 MPa ad alta temperatura (come 800 ° C.).
  • La durezza è controllabile nello stato di ricottura della soluzione (Hb≤220), che è adatto alla formazione a freddo.

3. Requisiti del processo di produzione ASTM B163 per tubi UNS N06601

• Tecnologia di elaborazione :
  • Lavoro caldo : La temperatura di deformazione raccomandata è 870-1230 ℃, Una grande deformazione deve essere effettuata a 1040-1230 ℃ per evitare cracking.
  • Elaborazione a freddo : La deformazione deve essere controllata, e il trattamento di ricottura viene utilizzato per eliminare lo stress residuo (come la temperatura di ricottura 1100-1150 ℃).
  • Saldatura : Si consiglia di utilizzare materiali di saldatura corrispondenti (come Ernicrfe-11) e adottare la saldatura TIG o plasma per ridurre la zona di abbraccio della zona interessata.
• qualità Controllo :
  • Test di appiattimento (per verificare la duttilità), Test di espansione (Per verificare la tendenza del cracking del bordo) e controlli non distruttivi (come i test ad ultrasuoni) sono richiesti.
  • La microstruttura deve soddisfare i requisiti della dimensione del grano (di solito grado ASTM 5 o più fine), e la profondità dello strato di decarburizzazione deve essere ≤0,1 mm.

4. Scenari di applicazione tipici

• Sistema di scambio di calore ad alta temperatura :
  • I tubi di radiazione e i tubi del forno di cracking dei reattori chimici possono resistere a mezzi corrosivi ad alta temperatura (come acido nitrico e idrogeno solforato).
  • Il condotto di scarico della turbina a gas può resistere all'erosione di 900-1100 ℃ gas di scarico.
• Attrezzatura da forno industriali :
  • I vassoi e le cinture del trasportatore dei forni per il trattamento termico, O, Necessità di mantenere la stabilità strutturale a temperature elevate a lungo termine.
  • Fininge della camera di combustione negli inceneritori di rifiuti solidi per resistere all'erosione delle ceneri e agli shock termici.
• Ambiente speciale :
  • Tubi di scambio di calore nei sistemi di raffreddamento a gas ad alta temperatura del reattore nucleare (es. ambienti di refrigerante elio).
  • Il fascio del tubo a forma di U del dispositivo di desolforazione del gas di combustione della piattaforma offshore è resistente alla corrosione a idrogeno solforato a umido.

5. Relazione con altri standard

• ASME SB163 : Il contenuto tecnico è coerente con ASTM B163, Ma aggiunge i requisiti di conformità della caldaia ASME e del codice della nave a pressione, che è adatto a campi rigorosamente regolati come le centrali nucleari.
• Standard equivalenti internazionali :
  • Europa: IT 10305-4 (Tubi senza saldatura di precisione) e da 17458 (Tubi in lega di nichel) coprire parzialmente requisiti simili.
  • Giappone: La composizione chimica di JIS G4902 (Pipe senza cuciture in lega di nichel) è vicino a quello di ASTM B163, Ma i requisiti di proprietà meccanica sono leggermente diversi.

6. Considerazioni sulla selezione e sul design

• Ottimizzazione dello spessore del muro : Quando si calcola lo spessore minimo della parete secondo la sezione VIII ASME BPVC, il fattore di riduzione della forza di Inconel 601 ad alte temperature devono essere considerati (es. Lo stress ammissibile diminuisce di circa 40% a 800 ° C.).
• il-Bend restrizioni : ASTM B163 stabilisce che il raggio di Bend U ≥ 2.5 volte il diametro del tubo, e il tasso di riduzione dello spessore della parete dopo la flessione deve essere verificato con la formula (Tf = t × 2r / (2R + D)).
• Equilibrio economico : Il costo di Inconel 601 è significativamente più alto di quello di 304 IN ACCIAIO INOX (Circa 5-8 volte), e i risparmi sui costi di manutenzione portati dalla sua elevata resistenza alla corrosione devono essere valutati attraverso l'analisi del ciclo di vita (LCC).

 

Analisi completa di ASTM B163 Inconel 601 (US N06601) Tubo senza soluzione di continuità

1. Requisiti chiave dello standard ASTM B163

ASTM B163 governa le specifiche per tubi di condensatore e cambio di calore senza soluzione di continuità, copertura 26 Leghe tra cui UNS N06601 (INCONEL 601). I requisiti fondamentali includono:

• Dimensioni e tolleranze:
  • Diametro esterno (OD): ≤3 pollici (76.2 mm), con deviazioni controllate dalla classe di diametro (es, ± 0,19 mm per 12,7–38,1 mm OD).
  • Spessore della parete: Minimo ≤3,76 mm, Media ≤4,19 mm. Le tolleranze variano (es, ± 10% media e +22%/-0% minimo per 38,1–76,2 mm OD).
  • LUNGHEZZA: Tolleranza standard ± 3,2 mm; esteso a ± 6,4 mm per i tubi >30 FT (9.14 M).
• Composizione chimica: Deve rispettare la tabella 1 limiti. Per UNS N06601: Nel 58-63%, CR 21–25%, AL 1,0–1,7%, con severi controlli di impurità (es, C ≤0,10%, S ≤0,015%).
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione ≥586 MPa, Resistenza alla snervamento ≥241 MPa, Allungamento ≥30% (temperatura ambiente).
  • Durezza ricotto ≤75 hRB.
• Produzione e test:
  • Produzione senza soluzione di continuità obbligatoria con superfici uniformi e rigorosa rettilinea.
  • Test elettrici idrostatici o non distruttivi (es, Eddy Current) richiesto per ogni tubo.

2. Caratteristiche materiali di Inconel 601 (US N06601)

• Composizione e metallurgia:
  • Alto ni (58–63%) e cr (21–25%) Il contenuto garantisce la resistenza alla corrosione. Al (1.0–1,7%) Migliora la resistenza all'ossidazione ciclica attraverso la formazione di strati di ossido denso.
  • Fe funge da elemento di saldo; C ≤0,10% riduce al minimo le precipitazioni in carburo.
• Proprietà fisiche e ad alta temperatura:
  • Densità: 8.11 g/cm³; Intervallo di fusione: 1320–1411 ° C.; Espansione termica: 13.1 µm/m·°C (25–1000 ° C.); Conducibilità termica: 11.4 W/(M · k) (25° C).
  • Resistenza di ossidazione superiore fino a 1204 ° C; sovraperformare gli acciai inossidabili in ambienti solfidabili.
• Prestazioni meccaniche:
  • Resistenza alla trazione a temperatura ambiente ≥650 MPa; resistenza alla rottura del creep ≥100 MPa a 800 ° C.
  • Durezza ricotturata ≤220 Hb per compatibilità a freddo.

3. Requisiti di produzione ASTM B163 per tubi UNS N06601

• Linee guida per l'elaborazione:
  • Lavoro caldo: Deformazione a 870–1230 ° C.; principali riduzioni a 1040-1230 ° C per evitare il cracking.
  • Lavoro a freddo: Deformazione controllata con ricottura da relievo da stress (es, 1100–1150 ° C.).
  • Saldatura: Usa il riempimento corrispondente (es, ERNiCrFe-11) con metodi TIG/Plasma per ridurre la ricostruzione di Haz.
• qualità Controllo:
  • Test di appiattimento (Verifica della duttilità), Test svasati (resistenza al cracking del bordo), e test non distruttivi (es, OUT).
  • La microstruttura deve soddisfare i requisiti di dimensione del grano (ASTM 5 o più fine); Decarburizzazione ≤0,1 mm.

4. Applicazioni tipiche

• Scambiatori di calore ad alta temperatura:
  • Tubi radianti in reattori chimici e forni a pirolisi (resiste a Hno₃, H₂s).
  • Condotti di scarico della turbina a gas (900–1100 ° C erosione di gas).
• Componenti della fornace industriale:
  • Vassoio del forno per trattamento termico, Approvvigionamento di mostre di fornace (stabilità termica a lungo termine).
  • Fodere per camera di combustione negli inceneriti di rifiuti (Resiste l'erosione di cenere e lo shock termico).
• Ambienti specializzati:
  • Sistemi di reattori a gas ad alta temperatura (Refrigerante dell'elio).
  • Fgd bundle a U-tube in piattaforme offshore (Resistenza H₂s bagnata).

5. Compatibilità incrociata

• ASME SB163: Tecnicamente identico a ASTM B163 ma aggiunge la conformità ASME BPVC per le applicazioni nucleari.
• Equivalenti globali:
  • Europa: IT 10305-4 (tubi di precisione) e da 17458 parzialmente sovrapposizione.
  • Giappone: JIS G4902 allinea chimicamente ma differisce nelle specifiche meccaniche.

6. Considerazioni sulla progettazione e la selezione

• Ottimizzazione dello spessore del muro: Tenere conto della riduzione della resistenza a temperatura elevata (es, 40% caduta di sollecitazione consentita a 800 ° C per ASME BPVC VIII).
• Limitazioni a U-Bend: Raggio di curvatura minimo ≥2,5 × OD; Assottigliamento post-piega calcolato tramite formula: Tf = t × 2r/(2R + D).
• Analisi costi-benefici: INCONEL 601 costa 5-8 × in più di 304 IN ACCIAIO INOX; Giustifica tramite il costo del ciclo di vita (LCC) Risparmio per una ridotta manutenzione.

 

ASTM B163 Inconel 601 (US N06601) Il tubo senza soluzione di continuità offre resistenza all'alta temperatura senza pari e resistenza alla corrosione, rendendolo indispensabile nella lavorazione chimica, energia, e aerospaziale. Dal controllo compositivo preciso alla rigorosa convalida delle prestazioni, La sua produzione e applicazione richiedono una rigorosa aderenza agli standard, richiedendo al contempo soluzioni di ingegneria su misura per condizioni operative estreme.