ASTM B163 Alloy Inconel 601 Труба UNS N06601

Комплексний аналіз Inconel 601 (США N06601) Безшовні труби під стандартом ASTM B163

1. Основні вимоги ASTM B163

ASTM B163 - це специфікація для безшовних конденсаторів нікелю та нікелю та труб з теплообмінника, покриття 26 сплави, включаючи UNS N06601 (INCONEL 601). Його основні вимоги включають:

• Розміри та допуски :
  • Зовнішній діаметр : ≤3 дюйми (76.2 мм), Допустиме відхилення контролюється відповідно до класифікації діаметрів труби (Наприклад, Зовнішній діаметр 12.7-38.1 мм дозволяє відхилити ± 0,19 мм).
  • Товщина стінки : Мінімальна товщина стінки ≤3,76 мм, Середня товщина стінки ≤4,19 мм. Толерантність до товщини стіни встановлюється зовнішнім діаметром (Наприклад, 38.1-76.2 мм діаметр труби дозволяє середню товщину стінки ± 10%, Мінімальна товщина стіни +22%/-0%).
  • Довжина : Стандартна допуск довжини становить ± 3,2 мм, розслаблений до ± 6,4 мм 30 ноги (9.14 м).
• хімічний склад : Він повинен відповідати обмеженням складу сплаву в таблиці 1 стандарту. Приймання UNS N06601 як приклад, Вміст Ni є 58-63%, Кл 21-25%, Ал 1.0-1.7%, і домішкові елементи суворо контролюються (наприклад, C≤0,10%, S≤0,015%).
• Механічні Властивості :
  • Міцність на розтяг ≥586 МПа, Міцність виходу ≥241 МПа, подовження ≥30% (При кімнатній температурі).
  • Відпалені вимоги до твердості (наприклад, твердість Rockwell HRB ≤ 75).
• Виробництво та тестування :
  • Необхідно використовувати безшовну технологію, Поверхня повинна бути рівномірною і без дефектів, і необхідно виконати суворі вимоги.
  • Кожна труба повинна пройти гідростатичне випробування або неруйнівне електричне випробування (наприклад, Едді Поточне тестування).

2. Матеріальні властивості Inconel 601 (США N06601)

• Хімічний склад та металургійний дизайн :
  • Високий нікель (58-63%) і хром (21-25%) Зміст забезпечує основну резистентність до корозії, і додавання алюмінію (1.0-1.7%) значно покращує високотемпературну стійкість до окислення, Особливо утворюючи щільну оксидну плівку під циклічні теплові навантаження.
  • Залізо використовується як залишковий елемент для балансу витрат та продуктивності, а вміст вуглецю становить ≤0,10%, щоб зменшити ризик міжгранулярної корозії.
• Фізичні та високотемпературні властивості :
  • щільність 8.11 g/cm³, Точка плавлення 1320-1411 ℃, Коефіцієнт теплового розширення 13.1 мкм/м · ℃ (25-1000℃), Теплопровідність 11.4 Вт/(м · k) (25℃).
  • Він підтримує відмінну стійкість до окислення нижче 1204 ℃ і має кращу стійкість до корозії, ніж звичайна нержавіюча сталь у сульфідному середовищі.
• Механічні Властивості :
  • Міцність на розрив при кімнатній температурі становить ≥650 МПа, і міцність на розрив повзучості все ще становить ≥100 МПа при високій температурі (наприклад, 800 ° C).
  • Твердість керована у стані відпалу рішення (HB≤220), що підходить для холодного формування.

3. Вимоги до виробничого процесу ASTM B163 для труб UNS N06601

• Технологія обробки :
  • Гаряча робота : Рекомендована температура деформації становить 870-1230 ℃, Велику деформацію потрібно здійснити при 1040-1230 ℃, щоб уникнути розтріскування.
  • Холодна обробка : Деформацію потрібно контролювати, а лікування відпалу використовується для усунення залишкового стресу (наприклад, температура відпалу 1100-1150 ℃).
  • Зварювання : Рекомендується використовувати відповідні зварювальні матеріали (наприклад, ERNICRFE-11) і прийняти зварювання TIG або плазми для зменшення розбирання теплової зони.
• якість КОНТРОЛЬ :
  • Тести на сплющування (Для перевірки пластичності), тести на розширення (Перевірте тенденцію до краю розтріскування) і неруйнівний контроль (наприклад, ультразвукове тестування) потрібні.
  • Мікроструктура повинна відповідати вимогам розміру зерна (Зазвичай клас ASTM 5 або тонше), і глибина шару декарбуризації повинна бути ≤0,1 мм.

4. Типові сценарії застосування

• Система теплообміну високої температури :
  • Променеві трубки та тріщинні печі трубки хімічних реакторів можуть витримати високотемпературні корозійні носії (наприклад, азотна кислота та сірководню).
  • Газовий турбінний вихлопний канал може витримати ерозію 900-1100 ℃ вихлоп.
• Промислове обладнання для печі :
  • Лотки та конвеєрні ремені термічних печейних печей, а також манфлі відпалів печей, потрібно підтримувати структурну стабільність при довгостроковій високій температурі.
  • Камерні накладки для спалювання в сміттєспалюванні твердих відходів для протистояння ерозії золи та теплового шоку.
• Спеціальне середовище :
  • Трубки теплообміну в ядерних реакторах високотемпературної системи охолодження (наприклад. Гелієві середовища охолоджуючої рідини).
  • U-подібна трубка пучок димового газу приладу дельфуризації на офшорній платформі стійкий до мокрого сірково-сірковому корозії.

5. Відносини з іншими стандартами

• ASME SB163 : Технічний зміст узгоджується з ASTM B163, але це додає вимоги до відповідності котла ASME та коду судна тиску, що підходить для суворо регульованих полів, таких як атомні електростанції.
• Міжнародні еквівалентні стандарти :
  • Європа: АН 10305-4 (точні безшовні трубки) і від 17458 (трубки з нікелевого сплаву) частково покриває подібні вимоги.
  • Японія: Хімічний склад JIS G4902 (Нікель -сплав безшовна труба) близький до ASTM B163, але вимоги до механічної власності дещо відрізняються.

6. Вибір та дизайн міркувань

• Оптимізація товщини стін : При обчисленні мінімальної товщини стінки відповідно до розділу ASME BPVC VIII, Коефіцієнт зменшення міцності Inconel 601 При високих температурах слід враховувати (наприклад. Допустимий стрес падає приблизно на 40% при 800 ° C).
• U-вигин обмеження : ASTM B163 передбачає, що радіус u згин r ≥ 2.5 помножити на діаметр труби, і швидкість зменшення товщини стінки після згинання повинна бути перевірена формулою (Tf = t × 2r / (2Р + D)).
• Економічний баланс : Вартість Inconel 601 значно вищий, ніж 304 З НЕРЖАВІЮЧОЇ СТАЛІ (Про 5-8 час), і економія витрат на технічне обслуговування, принесена його високою резистентністю до корозії, потрібно оцінити за допомогою аналізу життєвого циклу (LCC).

 

Комплексний аналіз ASTM B163 Inconel 601 (США N06601) Безшовна трубка

1. Основні вимоги стандарту ASTM B163

ASTM B163 регулює технічні характеристики для безшовних труб для нікелю та нікелю-сплаву та теплообмінних, покриття 26 сплави, включаючи UNS N06601 (INCONEL 601). Основні вимоги включають:

• Розміри та допуски:
  • Зовнішній діаметр (ОД): ≤3 дюйми (76.2 мм), з відхиленнями, керованими діаметром (наприклад, ± 0,19 мм для 12,7–38,1 мм OD).
  • Товщина стінки: Мінімум ≤3,76 мм, Середній ≤4,19 мм. Допуски різняться від (наприклад, ± 10% середнього та +22%/-0% мінімум для 38,1–76,2 мм OD).
  • Довжина: Стандартна толерантність ± 3,2 мм; розширений до ± 6,4 мм для труб >30 Фут (9.14 м).
• хімічний склад: Потрібно відповідати таблиці 1 обмеження. Для UNS N06601: У 58-63%, Cr 21–25%, AL 1,0–1,7%, з суворим контролем домішок (наприклад, C ≤0,10%, S ≤0,015%).
• Механічні Властивості:
  • Міцність на розтяг ≥586 МПа, Міцність виходу ≥241 МПа, подовження ≥30% (кімнатна температура).
  • Відпалена твердість ≤75 HRB.
• Виробництво та тестування:
  • Обов’язкове безшовне виробництво з рівномірними поверхнями та суворою прямим.
  • Гідростатичні або неруйнівні електричні випробування (наприклад, Едді струм) необхідний для кожної трубки.

2. Матеріальні характеристики Inconel 601 (США N06601)

• Склад і металургія:
  • Високий NI (58–63%) і CR (21–25%) Зміст забезпечує резистентність до корозії. Ал (1.0–1,7%) Підвищує циклічну стійкість до окислення за допомогою щільного утворення шару оксиду.
  • Fe діє як елемент балансу; C ≤0,10% мінімізує опади карбіду.
• Фізичні та високотемпературні властивості:
  • щільність: 8.11 g/cm³; Діапазон плавлення: 1320–1411 ° C; Теплове розширення: 13.1 мкм/м·°C (25–1000 ° C); Теплопровідність: 11.4 Вт/(м · k) (25° C).
  • Перевищена стійкість до окислення до 1204 ° C; Перевищує нержавіючі сталі в сульфідируючих середовищах.
• Механічні показники:
  • Сила на розрив кімнати ≥650 МПа; Сила розриву повзучості ≥100 МПа при 800 ° C.
  • Відпалена твердість ≤220 кб для сумісності холодної форми.

3. Виробничі вимоги ASTM B163 для трубки UNS N06601

• Керівні принципи обробки:
  • Гаряча робота: Деформація при 870–1230 ° C; Основні зниження при 1040–1230 ° C, щоб уникнути розтріскування.
  • Холодна робота: Контрольована деформація з відпалом стресу (наприклад, 1100–1150 ° C).
  • Зварювання: Використовуйте відповідний наповнювач (наприклад, Ерніхрфе-11) за допомогою методів TIG/плазми для зменшення використання HAZ.
• якість КОНТРОЛЬ:
  • Тести на сплющування (Перевірка пластичності), Спалахування тестів (Опір краю розтріскування), і неруйнівне тестування (наприклад, OUT).
  • Мікроструктура повинна відповідати вимогам розміру зерна (ASTM 5 або тонше); декарбуризація ≤0,1 мм.

4. Типові програми

• Високотемпературні теплообмінники:
  • Променисті трубки в хімічних реакторах та піролізових печах (протистоїть hno₃, H₂s).
  • Газові турбіни витяжні канали (900–1100 ° C Газова ерозія).
• Компоненти промислової печі:
  • Лотки для обробки тепла, відпаси печі мучики (довгострокова термічна стабільність).
  • Камерні вкладиші для спалювання в сміттєспалях (чинить опір ерозії попелу та теплового шоку).
• Спеціалізовані середовища:
  • Високотемпературні газо-охолоджені реакторні системи (Гелієвий теплоносій).
  • FGD U-Tube пакети на офшорних платформах (мокрий опір H₂s).

5. Перехресна сумісність

• ASME SB163: Технічно ідентичний ASTM B163, але додає відповідність ASME BPVC для ядерних застосувань.
• Глобальні еквіваленти:
  • Європа: АН 10305-4 (точні трубки) і від 17458 частково перекриваються.
  • Японія: JIS G4902 вирівнюється хімічно, але відрізняється механічними характеристиками.

6. Міркування проектування та вибору

• Оптимізація товщини стін: Враховувати підвищену температуру міцності (наприклад, 40% Допустиме падіння напруги при 800 ° С на ASME BPVC VIII).
• Обмеження U-Bend: Мінімальний радіус вигину ≥2,5 × OD; Після витончення після згинання, обчислене за формулою: Tf = t × 2r/(2Р + D).
• Аналіз витрат і вигод: INCONEL 601 коштує 5–8 × більше ніж 304 З НЕРЖАВІЮЧОЇ СТАЛІ; Обґрунтуйте через вартість життєвого циклу (LCC) заощадження від зменшення технічного обслуговування.

 

ASTM B163 Inconel 601 (США N06601) Безшовна трубка забезпечує неперевершену високу температуру та стійкість до корозії, що робить його незамінним у хімічній обробці, енергії, і аерокосмічний. Від точного композиційного контролю до суворої перевірки продуктивності, його виробництво та застосування вимагають суворої прихильності до стандартів, вимагаючи індивідуальних інженерних рішень для екстремальних умов експлуатації.