ASTM B163 Alaşım Inconel 601 UNS N06601 boru tüpü

Inconel'in kapsamlı analizi 601 (US N06601) ASTM B163 Standardı Altında Kesintisiz Borular

1. ASTM B163'ün temel gereksinimleri

ASTM B163, nikel ve nikel alaşımlı dikişsiz kondenser ve ısı değiştirici tüpleri için bir özelliktir, kaplama 26 UNS N06601 dahil alaşımlar (Inconel 601). Temel gereksinimleri arasında:

• Boyutlar ve Toleranslar :
  • Dış çap : ≤3 inç (76.2 mm), İzin verilen sapma, boru çapı sınıflandırmasına göre kontrol edilir (Örneğin , dış çapı 12.7-38.1 MM, ± 0.19 mm'lik bir sapmaya izin verir).
  • Duvar kalınlığı : minimum duvar kalınlığı ≤3.76 mm, Ortalama duvar kalınlığı ≤4.19 mm. Duvar kalınlığı toleransı dış çapa göre ayarlanır (Örneğin , 38.1-76.2 mm boru çapı ortalama duvar kalınlığına izin verir ±% 10, minimum duvar kalınlığı +22%/-0%).
  • uzunluğu : Standart uzunluk toleransı ± 3.2 mm'dir, ± 6,4 mm'ye kadar rahat 30 ayak (9.14 M).
• Kimyasal bileşimi : Tablodaki alaşım kompozisyon sınırlarını karşılamalıdır 1 standart. UNS N06601'i örnek olarak almak, NI içeriği 58-63%, CR 21-25%, Al 1.0-1.7%, ve safsızlık öğeleri kesinlikle kontrol edilir (% 0.10 gibi, S≤0.015%).
• Mekanik Özellikler :
  • Gerilme mukavemeti ≥586 mpa, Verim Gücü ≥241 MPa, uzama ≥% 30 (Oda sıcaklığında).
  • Tavlanmış sertlik gereksinimleri (Rockwell sertliği gibi hrb ≤ 75).
• Üretim ve test :
  • Kesintisiz teknoloji kullanılmalıdır, Yüzey düzgün olmalı ve kusursuz olmalı, ve katı düzlük gereksinimleri karşılanmalıdır.
  • Her boru hidrostatik bir test veya tahribatsız elektrik testinden geçmelidir (girdap akım testi gibi).

2. Inconel'in Malzeme Özellikleri 601 (US N06601)

• Kimyasal bileşim ve metalurjik tasarım :
  • Yüksek nikel (58-63%) ve krom (21-25%) İçindekiler temel korozyon direnci sağlar, ve alüminyum eklenmesi (1.0-1.7%) Yüksek sıcaklık oksidasyon direncini önemli ölçüde iyileştirir, özellikle döngüsel termal yükler altında yoğun bir oksit film oluşturma.
  • Demir, maliyeti ve performansı dengelemek için artık eleman olarak kullanılır, ve tanecikler arası korozyon riskini azaltmak için karbon içeriği ≤% 0,10'dur..
• Fiziksel ve yüksek sıcaklık özellikleri :
  • Yoğunluk 8.11 g/cm³, Erime noktası 1320-1411 ℃, Termal Genleşme Katsayısı 13.1 μm/m · ℃ (25-1000ın), Isı iletkenliği 11.4 W/(M · K) (25ın).
  • 1204 ℃ altında mükemmel oksidasyon direncini korur ve sülfür ortamında geleneksel paslanmaz çelikten daha iyi korozyon direncine sahiptir..
• Mekanik Özellikler :
  • Oda sıcaklığında gerilme mukavemeti ≥650 MPa'dır, ve sürünme rüptürü mukavemeti hala yüksek sıcaklıkta ≥100 MPa'dır (800 ° C gibi).
  • Sertlik, çözüm tavlama durumunda kontrol edilebilir (HB≤220), soğuk şekillendirme için uygun olan.

3. ASTM B163 UNS N06601 boruları için üretim süreci gereksinimleri

• İşleme teknolojisi :
  • Sıcak Çalışma : Önerilen deformasyon sıcaklığı 870-1230 ℃, Çatlamayı önlemek için 1040-1230'da büyük deformasyonun gerçekleştirilmesi gerekiyor.
  • Soğuk işleme : Deformasyonun kontrol edilmesi gerekiyor, ve tavlama tedavisi artık stresi ortadan kaldırmak için kullanılır (tavlama sıcaklığı gibi 1100-1150 ℃).
  • Kaynak : Eşleşen kaynak malzemelerinin kullanılması önerilir (Ernicrfe-11 gibi) ve ısı etkilenen bölgenin kucaklamasını azaltmak için tig veya plazma kaynağı benimseyin.
• kalite Kontrol :
  • Düzleştirme testleri (Sünekliği doğrulamak için), genişleme testleri (Kenar çatlama eğilimini kontrol etmek için) ve tahribatsız muayene (ultrasonik test gibi) gereklidir.
  • Mikroyapı tahıl boyutu gereksinimlerini karşılamalıdır (Genellikle ASTM sınıfı 5 veya daha ince), ve dekarbürizasyon tabakası derinliği ≤0.1 mm olmalıdır.

4. Tipik uygulama senaryoları

• Yüksek sıcaklıkta ısı değişim sistemi :
  • Kimyasal reaktörlerin radyasyon tüpleri ve çatlayan fırın tüpleri, yüksek sıcaklıkta korozif ortama dayanabilir (nitrik asit ve hidrojen sülfür gibi).
  • Gaz türbini egzoz kanalı, 900-1100 ℃ egzoz gazının erozyonuna dayanabilir.
• Endüstriyel fırın ekipmanı :
  • Isı işlemi fırınlarının tepsileri ve konveyör bantları, tavlama fırınlarının muffles, Uzun süreli yüksek sıcaklıklarda yapısal stabiliteyi korumanız gerekiyor.
  • Katı atık yakma fırınlarında, kül erozyonuna ve termal şoka direnmek için yanma odası astarları.
• Özel ortam :
  • Nükleer Reaktör Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutma Sistemlerinde Isı Değişim Tüpleri (ör. Helyum Soğutucu Ortamları).
  • Açık deniz platformunun baca gazı desülfürizasyon cihazının U şeklindeki tüp demeti, ıslak hidrojen sülfür korozyonuna dayanıklıdır..

5. Diğer standartlarla ilişki

• ASME SB163 : Teknik içerik ASTM B163 ile tutarlıdır, Ancak ASME Kazanı ve Basınçlı Gemi Kodunun Uyumluluk Gereksinimlerini Ekler, nükleer enerji santralleri gibi kesinlikle düzenlenmiş alanlar için uygun olan.
• Uluslararası eşdeğer standartlar :
  • Avrupa: TR 10305-4 (hassas kesintisiz tüpler) ve 17458 (nikel alaşımlı tüpler) Kısmen benzer gereksinimleri kapsar.
  • Japonya: JIS G4902'nin kimyasal bileşimi (Nikel alaşımlı dikişsiz boru) ASTM B163'e yakın, Ancak mekanik özellik gereksinimleri biraz farklı.

6. Seçim ve Tasarım Konuları

• Duvar Kalınlığı Optimizasyonu : ASME BPVC Bölüm VIII'e göre minimum duvar kalınlığını hesaplarken, Inconel'in Güç Azaltma Faktörü 601 Yüksek sıcaklıklarda dikkate alınmalıdır (ör. izin verilen stres yaklaşık 40% 800 ° C'de).
• U-viraj kısıtlamalar : ASTM B163, U-Bend yarıçapının R ≥ 2.5 boru çapının çarpı, ve bükülmeden sonra duvar kalınlığı azaltma oranı formülle doğrulanmalıdır (Tf = t × 2r / (2R + D)).
• Ekonomik denge : Inconel'in maliyeti 601 önemli ölçüde daha yüksek 304 Paslanmaz çelik (Hakkında 5-8 kez), ve yüksek korozyon direnci tarafından getirilen bakım maliyet tasarruflarının yaşam döngüsü analizi ile değerlendirilmesi gerekiyor (LCC).

 

ASTM B163 Inconel'in kapsamlı analizi 601 (US N06601) Kesintisiz boru

1. ASTM B163 standardının temel gereksinimleri

ASTM B163, kesintisiz nikel ve nikel alaşımlı kondenser ve ısı-yükselen tüplerin özelliklerini yönetir, kaplama 26 UNS N06601 dahil alaşımlar (Inconel 601). Temel gereksinimler içerir:

• Boyutlar ve Toleranslar:
  • Dış çap (OD): ≤3 inç (76.2 mm), Çap sınıfına göre kontrol edilen sapmalar ile (örneğin, 12.7-38.1 mm OD için ± 0.19 mm).
  • Duvar kalınlığı: Minimum ≤3.76 mm, Ortalama ≤4.19 mm. Toleranslar değişir (örneğin, ±% 10 ortalama ve +22%/-0% 38.1-76.2 mm OD için minimum).
  • uzunluğu: Standart tolerans ± 3.2 mm; Tüpler için ± 6.4 mm'ye kadar uzatılmış >30 FT (9.14 M).
• Kimyasal bileşimi: Masaya uymalı 1 sınırlar. UNS N06601 için: % 58-63'te, CR% 21-25, AL 1.0-1.7%, sıkı safsızlık kontrolleri ile (örneğin, C ≤0.10%, S ≤0.015%).
• Mekanik Özellikler:
  • Gerilme mukavemeti ≥586 mpa, Verim Gücü ≥241 MPa, uzama ≥% 30 (oda sıcaklığı).
  • Tavlanmış sertlik ≤75 hrb.
• Üretim ve test:
  • Tekdüzen yüzeyler ve katı düzlük ile zorunlu kesintisiz üretim.
  • Hidrostatik veya tahribatsız elektrik testi (örneğin, girdap akımı) Her tüp için gerekli.

2. Inconel'in maddi özellikleri 601 (US N06601)

• Kompozisyon ve metalurji:
  • Yüksek ni (58–63) ve CR (21–25) İçerik korozyon direncini sağlar. Al (1.0–1.7) Yoğun oksit tabakası oluşumu yoluyla döngüsel oksidasyon direncini arttırır.
  • FE bir denge öğesi görevi görür; C ≤0.10% karbür yağışını en aza indirir.
• Fiziksel ve yüksek sıcaklık özellikleri:
  • Yoğunluk: 8.11 g/cm³; Erime Aralığı: 1320–1411 ° C; Termal genişleme: 13.1 μm/m·°C (25–1000 ° C); Isı iletkenliği: 11.4 W/(M · K) (25° C).
  • 1204 ° C'ye kadar üstün oksidasyon direnci; Sülfidizasyon ortamlarında paslanmaz çeliklerden daha iyi performans gösterir.
• Mekanik performans:
  • Oda sıcaklığı gerilme mukavemeti ≥650 mpa; 800 ° C'de sürünme rüptürü mukavemeti ≥100 MPa.
  • Soğuk oluşturan uyumluluk için tavlanmış sertlik ≤220 hb.

3. ASTM B163 UNS N06601 boru için üretim gereksinimleri

• İşleme Yönergeleri:
  • Sıcak Çalışma: 870-1230 ° C'de deformasyon; Çatlamayı önlemek için 1040-1230 ° C'de büyük indirimler.
  • Soğuk Çalışma: Stresten kaçınma tavlama ile kontrollü deformasyon (örneğin, 1100–1150 ° C).
  • Kaynak: Eşleşen Dolgu kullanın (örneğin, Ernichrfe-11) TIG/Plazma yöntemleri ile Hazırlama.
• kalite Kontrol:
  • Düzleştirme testleri (süneklik doğrulama), Falan Testleri (Kenar çatlama direnci), ve tahribatsız test (örneğin, ÇIKIŞ).
  • Mikroyapı tahıl boyutu gereksinimlerini karşılamalıdır (ASTM 5 veya daha ince); Decarbürizasyon ≤0.1 mm.

4. Tipik Uygulamalar

• Yüksek sıcaklıkta ısı eşanjörleri:
  • Kimyasal reaktörlerde ve piroliz fırınlarında radyant tüpler (Direnir Hno₃, H₂s).
  • Gaz türbini egzoz kanalları (900–1100 ° C gaz erozyonu).
• Endüstriyel Fırın Bileşenleri:
  • Isıl işlem fırın tepsileri, Tavlama Fırını Muffles (uzun süreli termal stabilite).
  • Atık yakma fırınlarında yanma odası astarları (kül erozyonuna ve termal şoka direnir).
• Özel ortamlar:
  • Yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktör sistemleri (helyum soğutucu).
  • Offshore platformlarında FGD U-tüp demetleri (Islak H₂ Direnci).

5. Çapraz standart uyumluluk

• ASME SB163: Teknik olarak ASTM B163 ile aynı ama nükleer uygulamalar için ASME BPVC uyumluluğu ekler.
• Küresel eşdeğerler:
  • Avrupa: TR 10305-4 (hassas tüpler) ve 17458 kısmen örtüşüyor.
  • Japonya: JIS G4902 kimyasal olarak hizalanır, ancak mekanik özelliklerde farklılık gösterir.

6. Tasarım ve Seçim Düşünceleri

• Duvar Kalınlığı Optimizasyonu: Yüksek sıcaklık mukavemeti azaltma (örneğin, 40% ASME BPVC VIII başına 800 ° C'de izin verilen stres düşüşü).
• U-Bend Sınırlamaları: Minimum viraj yarıçapı ≥2.5 × OD; Formül yoluyla hesaplanan bükülme sonrası inceltme: Tf = t × 2r/(2R + D).
• Maliyet-Fayda Analizi: Inconel 601 maliyeti 5-8 × daha fazla 304 Paslanmaz çelik; Yaşam döngüsü maliyetiyle haklı çıkar (LCC) azaltılmış bakımdan tasarruf.

 

ASTM B163 Inconel 601 (US N06601) Kesintisiz boru, eşsiz yüksek sıcaklık mukavemeti ve korozyon direnci sağlar, Kimyasal işlemede vazgeçilmez hale getirme, enerji, ve havacılık. Kesin kompozisyon kontrolünden titiz performans doğrulamasına kadar, Üretimi ve başvurusu, aşırı çalışma koşulları için özel mühendislik çözümleri gerektirirken standartlara sıkı sıkıya bağlı kalma talep ediyor.