ASTM B163 Alloy Inconel 601 UNS N06601 tiub paip

Analisis komprehensif Inconel 601 (US N06601) paip lancar di bawah standard ASTM B163

1. Keperluan teras ASTM B163

ASTM B163 adalah spesifikasi untuk nikel dan aloi nikel pemeluwap lancar dan tiub penukar haba, penutup 26 aloi termasuk UNS N06601 (Inconel 601). Keperluan terasnya termasuk:

• Dimensi dan toleransi :
  • Diameter luar : ≤3 inci (76.2 mm), Penyimpangan yang dibenarkan dikawal mengikut klasifikasi diameter paip (Sebagai contoh, diameter luar 12.7-38.1 mm membolehkan sisihan ± 0.19 mm).
  • Ketebalan dinding : Ketebalan dinding minimum ≤3.76 mm, Ketebalan dinding purata ≤4.19 mm. Toleransi ketebalan dinding ditetapkan oleh diameter luar (Sebagai contoh, 38.1-76.2 diameter paip mm membolehkan ketebalan dinding purata ± 10%, Ketebalan dinding minimum +22%/-0%).
  • Panjang : Toleransi panjang standard ialah ± 3.2 mm, santai hingga ± 6.4 mm 30 kaki (9.14 m).
• komposisi kimia : Ia mesti memenuhi had komposisi aloi dalam jadual 1 standard. Mengambil UNS N06601 sebagai contoh, Kandungan Ni adalah 58-63%, Cr 21-25%, Al 1.0-1.7%, dan unsur -unsur kekotoran dikawal ketat (seperti C≤0.10%, S≤0.015%).
• Sifat Mekanikal :
  • Kekuatan tegangan ≥586 MPa, Kekuatan hasil ≥241 MPa, Pemanjangan ≥30% (Pada suhu bilik).
  • Keperluan Kekerasan Annealed (seperti kekerasan Rockwell HRB ≤ 75).
• Pembuatan dan ujian :
  • Teknologi lancar mesti digunakan, permukaan mesti seragam dan bebas daripada kecacatan, dan keperluan kelapan yang ketat mesti dipenuhi.
  • Setiap paip mesti lulus ujian hidrostatik atau ujian elektrik yang tidak merosakkan (seperti ujian semasa eddy).

2. Sifat bahan Inconel 601 (US N06601)

• Komposisi kimia dan reka bentuk metalurgi :
  • Nikel Tinggi (58-63%) dan kromium (21-25%) Kandungan memberikan rintangan kakisan asas, dan penambahan aluminium (1.0-1.7%) meningkatkan rintangan pengoksidaan suhu tinggi, Terutama membentuk filem oksida padat di bawah beban terma kitaran.
  • Besi digunakan sebagai elemen sisa untuk menyeimbangkan kos dan prestasi, dan kandungan karbon adalah ≤0.10% untuk mengurangkan risiko kakisan intergranular.
• Sifat suhu fizikal dan tinggi :
  • Ketumpatan 8.11 g/cm³, Titik lebur 1320-1411 ℃, Pekali Pengembangan Terma 13.1 μm/m · ℃ (25-1000℃), Terma 11.4 W/(m · k) (25℃).
  • Ia mengekalkan rintangan pengoksidaan yang sangat baik di bawah 1204 ℃ dan mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik daripada keluli tahan karat konvensional dalam persekitaran sulfida.
• Sifat Mekanikal :
  • Kekuatan tegangan pada suhu bilik ialah ≥650 MPa, dan kekuatan pecah rayap masih ≥100 MPa pada suhu tinggi (seperti 800 ° C.).
  • Kekerasan dikawal dalam keadaan penyepuhlindapan (HB≤220), yang sesuai untuk pembentukan sejuk.

3. Keperluan proses pembuatan ASTM B163 untuk paip UNS N06601

• Teknologi pemprosesan :
  • Kerja panas : Suhu ubah bentuk yang disyorkan ialah 870-1230 ℃, ubah bentuk besar perlu dilakukan pada 1040-1230 ℃ untuk mengelakkan retak.
  • Pemprosesan sejuk : Ubah bentuk perlu dikawal, dan rawatan penyepuh digunakan untuk menghapuskan tekanan sisa (seperti suhu penyepuh 1100-1150 ℃).
  • Welding : Disarankan untuk menggunakan bahan kimpalan yang sepadan (seperti Ernicrfe-11) dan mengadopsi kimpalan TIG atau plasma untuk mengurangkan pelindung zon yang terjejas haba.
• kualiti kawalan :
  • Ujian meratakan (Untuk mengesahkan kemuluran), ujian pengembangan (Untuk memeriksa kecenderungan retak kelebihan) dan ujian tidak merosakkan (seperti ujian ultrasonik) diperlukan.
  • Struktur mikro mesti memenuhi syarat saiz bijian (biasanya gred ASTM 5 atau lebih halus), dan kedalaman lapisan decarburization mestilah ≤0.1 mm.

4. Senario aplikasi biasa

• Sistem pertukaran haba suhu tinggi :
  • Tiub radiasi dan tiub relau retak reaktor kimia dapat menahan media menghakis suhu tinggi (seperti asid nitrik dan hidrogen sulfida).
  • Saluran ekzos turbin gas dapat menahan hakisan 900-1100 ℃ gas ekzos.
• Peralatan relau perindustrian :
  • Dulang dan tali pinggang penghantar relau rawatan haba, serta muffle relau penyepuhlindapan, Perlu mengekalkan kestabilan struktur di bawah suhu tinggi jangka panjang.
  • Lapisan ruang pembakaran dalam insinerator sisa pepejal untuk menahan hakisan abu dan kejutan haba.
• Persekitaran khas :
  • Tiub pertukaran haba dalam reaktor nuklear sistem penyejukan gas suhu tinggi (e.g. Persekitaran penyejuk helium).
  • Bundle tiub berbentuk U dari peranti desulfurisasi gas serombong platform luar pesisir adalah tahan kakisan sulfida hidrogen basah.

5. Hubungan dengan piawaian lain

• ASME SB163 : Kandungan teknikal selaras dengan ASTM B163, Tetapi ia menambah keperluan pematuhan kod dandang dan tekanan ASME, yang sesuai untuk bidang yang dikawal ketat seperti loji kuasa nuklear.
• Piawaian setara antarabangsa :
  • Eropah: EN 10305-4 (Ketepatan tiub lancar) dan dari 17458 (tiub aloi nikel) sebahagiannya meliputi keperluan yang serupa.
  • Jepun: Komposisi Kimia JI G4902 (Pipa lancar aloi nikel) dekat dengan ASTM B163, Tetapi keperluan harta mekanikal sedikit berbeza.

6. Pertimbangan pemilihan dan reka bentuk

• Pengoptimuman ketebalan dinding : Apabila mengira ketebalan dinding minimum mengikut ASME BPVC Seksyen VIII, faktor pengurangan kekuatan inconel 601 pada suhu tinggi mesti dipertimbangkan (e.g. Tekanan yang dibenarkan jatuh pada kira -kira 40% pada 800 ° C.).
• yang-bend sekatan : ASTM B163 menetapkan bahawa radius U-bend r ≥ 2.5 kali diameter paip, dan kadar pengurangan ketebalan dinding selepas lenturan mesti disahkan oleh formula (Tf = t × 2r / (2R + D)).
• Keseimbangan ekonomi : Kos Inconel 601 jauh lebih tinggi daripada yang 304 Keluli tahan karat (mengenai 5-8 kali), Dan penjimatan kos penyelenggaraan yang dibawa oleh rintangan kakisan yang tinggi perlu dinilai melalui analisis kitaran hayat (LCC).

 

Analisis Komprehensif ASTM B163 Inconel 601 (US N06601) Tiub lancar

1. Keperluan utama standard ASTM B163

ASTM B163 mengawal spesifikasi untuk kondensor nikel dan nikel-aloi yang lancar dan tiub pengangkut haba, penutup 26 aloi termasuk UNS N06601 (Inconel 601). Keperluan teras termasuk:

• Dimensi dan toleransi:
  • Diameter luar (OD): ≤3 inci (76.2 mm), dengan penyimpangan dikawal oleh kelas diameter (cth, ± 0.19 mm untuk 12.7-38.1 mm OD).
  • Ketebalan dinding: Minimum ≤3.76 mm, purata ≤4.19 mm. Toleransi berbeza dari (cth, ± 10% purata dan +22%/-0% minimum untuk 38.1-76.2 mm OD).
  • Panjang: Toleransi standard ± 3.2 mm; dilanjutkan hingga ± 6.4 mm untuk tiub >30 FT (9.14 m).
• komposisi kimia: Mesti mematuhi jadual 1 had. Untuk UNS N06601: Dalam 58-63%, CR 21-25%, AL 1.0-1.7%, dengan kawalan kekotoran yang ketat (cth, C ≤0.10%, S ≤0.015%).
• Sifat Mekanikal:
  • Kekuatan tegangan ≥586 MPa, Kekuatan hasil ≥241 MPa, Pemanjangan ≥30% (suhu bilik).
  • Kekerasan Annealed ≤75 HRB.
• Pembuatan dan ujian:
  • Pengeluaran lancar wajib dengan permukaan seragam dan ketat yang ketat.
  • Ujian elektrik hidrostatik atau tidak menentu (cth, Eddy Current) diperlukan untuk setiap tiub.

2. Ciri -ciri Bahan Inconel 601 (US N06601)

• Komposisi dan metalurgi:
  • Tinggi ni (58-63%) dan Cr (21-25%) kandungan memastikan rintangan kakisan. Al (1.0-1.7%) Meningkatkan rintangan pengoksidaan kitaran melalui pembentukan lapisan oksida padat.
  • Fe bertindak sebagai elemen keseimbangan; C ≤0.10% meminimumkan pemendakan karbida.
• Sifat fizikal dan tinggi suhu:
  • Ketumpatan: 8.11 g/cm³; Julat Lebur: 1320-1411 ° C.; Pengembangan haba: 13.1 μm/m·°C (25-1000 ° C.); Terma: 11.4 W/(m · k) (25° C).
  • Rintangan pengoksidaan unggul sehingga 1204 ° C; mengatasi keluli tahan karat dalam persekitaran sulfidasi.
• Prestasi mekanikal:
  • Kekuatan tegangan suhu bilik ≥650 MPa; Kekuatan pecah rayapan ≥100 MPa pada suhu 800 ° C.
  • Kekerasan Annealed ≤220 HB untuk keserasian pembentukan sejuk.

3. Keperluan pembuatan ASTM B163 untuk tiub UNS N06601

• Garis panduan pemprosesan:
  • Kerja panas: Ubah bentuk pada 870-1230 ° C.; pengurangan utama pada 1040-1230 ° C untuk mengelakkan retak.
  • Bekerja Dingin: Ubah bentuk terkawal dengan pelepasan tekanan (cth, 1100-1150 ° C.).
  • Welding: Gunakan pengisi yang sepadan (cth, Ernichrfe-11) dengan kaedah TIG/plasma untuk mengurangkan haz.
• kualiti kawalan:
  • Ujian meratakan (Pengesahan Kemuluran), Ujian pembakaran (rintangan retak tepi), dan ujian yang tidak menentu (cth, OUT).
  • Struktur mikrosa mesti memenuhi syarat saiz bijian (ASTM 5 atau lebih halus); Decarburization ≤0.1 mm.

4. Aplikasi Biasa

• Penukar haba suhu tinggi:
  • Tiub berseri dalam reaktor kimia dan relau pirolisis (Menentang Hno₃, H₂s).
  • Saluran ekzos turbin gas (900-1100 ° C Hakisan gas).
• Komponen relau perindustrian:
  • Dulang relau rawatan haba, Annealing Muffles Relau (Kestabilan terma jangka panjang).
  • Liner ruang pembakaran dalam insinerator sisa (menentang hakisan abu dan kejutan terma).
• Persekitaran khusus:
  • Sistem Reaktor Penyejuk Gas Suhu Tinggi (Helium Coolant).
  • Bundle FGD U-Tube di Platform Luar Pesisir (Rintangan H₂s basah).

5. Keserasian silang standard

• ASME SB163: Secara teknikal sama dengan ASTM B163 tetapi menambah pematuhan ASME BPVC untuk aplikasi nuklear.
• Setara global:
  • Eropah: EN 10305-4 (tiub ketepatan) dan dari 17458 sebahagiannya bertindih.
  • Jepun: JIS G4902 menyelaraskan kimia tetapi berbeza dengan spesifikasi mekanikal.

6. Pertimbangan reka bentuk dan pemilihan

• Pengoptimuman ketebalan dinding: Akaun untuk pengurangan kekuatan suhu tinggi (cth, 40% Penurunan tekanan yang dibenarkan pada 800 ° C setiap ASME BPVC VIII).
• Batasan u-bend: Radius Bend Minimum ≥2.5 × OD; Penipisan pasca-Bend dikira melalui formula: Tf = t × 2r/(2R + D).
• Analisis Kos-Faedah: Inconel 601 kos 5-8 × lebih daripada 304 Keluli tahan karat; membenarkan melalui kos kitaran hayat (LCC) Penjimatan dari penyelenggaraan yang dikurangkan.

 

ASTM B163 Inconel 601 (US N06601) Tiub lancar memberikan kekuatan suhu tinggi dan ketahanan kakisan yang tidak dapat ditandingi, menjadikannya sangat diperlukan dalam pemprosesan kimia, tenaga, dan aeroangkasa. Dari kawalan komposisi yang tepat hingga pengesahan prestasi yang ketat, Pengeluaran dan permintaannya permintaan pematuhan ketat terhadap piawaian sambil memerlukan penyelesaian kejuruteraan yang disesuaikan untuk keadaan operasi yang melampau.