ASTM B163 hợp kim 601 Un n06601 ống ống

Phân tích toàn diện của Inconel 601 (Hoa Kỳ N06601) ống liền mạch theo tiêu chuẩn ASTM B163

1. Yêu cầu cốt lõi của ASTM B163

ASTM B163 là một đặc điểm kỹ thuật cho các ống ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt hợp kim niken và niken, bao phủ 26 Hợp kim bao gồm UNS N06601 (inconel 601). Các yêu cầu cốt lõi của nó bao gồm:

• Kích thước và dung sai :
  • Đường kính bên ngoài : 3 inch (76.2 mm), Độ lệch cho phép được kiểm soát theo phân loại đường kính ống (Ví dụ:, đường kính bên ngoài của 12.7-38.1 mm cho phép độ lệch ± 0,19 mm).
  • Bức tường dày : Độ dày thành tối thiểu ≤3,76 mm, Độ dày thành trung bình ≤4,19 mm. Dung sai độ dày của tường được đặt bởi đường kính ngoài (Ví dụ:, 38.1-76.2 đường kính ống mm cho phép độ dày thành trung bình ± 10%, Độ dày tường tối thiểu +22%/-0%).
  • Chiều dài : Dung sai chiều dài tiêu chuẩn là ± 3,2 mm, thư giãn đến ± 6,4 mm trên 30 bàn chân (9.14 m).
• Thành phần hóa học : Nó phải đáp ứng các giới hạn thành phần hợp kim trong bảng 1 của tiêu chuẩn. Lấy uns n06601 làm ví dụ, Nội dung NI là 58-63%, CR 21-25%, Al 1.0-1.7%, và các yếu tố tạp chất được kiểm soát nghiêm ngặt (chẳng hạn như C≤0.10%, S≤0,015%).
• Tính chất cơ học :
  • Độ bền kéo ≥586 MPa, Sức mạnh năng suất ≥241 MPa, kéo dài ≥30% (Ở nhiệt độ phong).
  • Ăn ủ các yêu cầu độ cứng (chẳng hạn như HRB độ cứng của Rockwell 75).
• Sản xuất và thử nghiệm :
  • Phải sử dụng công nghệ liền mạch, Bề mặt phải đồng nhất và không có khuyết tật, và các yêu cầu thẳng thắn phải được đáp ứng.
  • Mỗi ống phải vượt qua thử nghiệm thủy tĩnh hoặc kiểm tra điện không phá hủy (chẳng hạn như kiểm tra hiện tại Eddy).

2. Tính chất vật chất của Inconel 601 (Hoa Kỳ N06601)

• Thành phần hóa học và thiết kế luyện kim :
  • Niken cao (58-63%) và crom (21-25%) Nội dung cung cấp khả năng chống ăn mòn cơ bản, và bổ sung nhôm (1.0-1.7%) cải thiện đáng kể khả năng chống oxy hóa nhiệt độ cao, Đặc biệt là hình thành một màng oxit dày đặc dưới tải nhiệt theo chu kỳ.
  • Sắt được sử dụng làm yếu tố còn lại để cân bằng chi phí và hiệu suất, và hàm lượng carbon là .10,10% để giảm nguy cơ ăn mòn giữa các tế bào.
• Tính chất vật lý và nhiệt độ cao :
  • Tỉ trọng 8.11 g/cm³, Điểm nóng chảy 1320-1411, Hệ số giãn nở nhiệt 13.1 m/m · (25-1000có thể), Nhiệt độ dẫn 11.4 W/(m · k) (25có thể).
  • Nó duy trì khả năng chống oxy hóa tuyệt vời dưới 1204 và có khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép không gỉ thông thường trong môi trường sunfua.
• Tính chất cơ học :
  • Độ bền kéo ở nhiệt độ phòng là ≥650 MPa, và cường độ vỡ creep vẫn là ≥100 MPa ở nhiệt độ cao (chẳng hạn như 800 ° C.).
  • Độ cứng có thể kiểm soát được trong trạng thái ủ dung dịch (Hb≤220), phù hợp để hình thành lạnh.

3. ASTM B163 Yêu cầu quy trình sản xuất cho un06601 Ống

• Công nghệ xử lý :
  • Làm việc nóng : Nhiệt độ biến dạng được đề xuất là 870-1230, Biến dạng lớn cần được thực hiện tại 1040-1230 để tránh bị nứt.
  • Xử lý lạnh : Biến dạng cần được kiểm soát, và điều trị ủ được sử dụng để loại bỏ căng thẳng dư (chẳng hạn như nhiệt độ ủ 1100-1150 ℃).
  • sự hàn : Nên sử dụng vật liệu hàn phù hợp (chẳng hạn như Ernicrfe-11) và áp dụng Hàn TIG hoặc Hàn huyết tương để giảm sự hấp thụ nhiệt của vùng bị ảnh hưởng.
• phẩm chất Điều khiển :
  • Bài kiểm tra làm phẳng (Để xác minh độ dẻo), Bài kiểm tra mở rộng (Để kiểm tra xu hướng nứt cạnh) và thử nghiệm không phá hủy (chẳng hạn như kiểm tra siêu âm) được yêu cầu.
  • Cấu trúc vi mô phải đáp ứng các yêu cầu kích thước hạt (Thông thường lớp ASTM 5 hoặc tốt hơn), và độ sâu của lớp khử carbur phải là ≤0,1 mm.

4. Kịch bản ứng dụng điển hình

• Hệ thống trao đổi nhiệt nhiệt độ cao :
  • Các ống bức xạ và ống nứt của các lò phản ứng hóa học có thể chịu được môi trường ăn mòn nhiệt độ cao (chẳng hạn như axit nitric và hydro sunfua).
  • Ống xả tuabin khí có thể chịu được sự xói mòn 900-1100 ℃ khí thải.
• Thiết bị lò công nghiệp :
  • Các khay và dây băng tải của lò xử lý nhiệt, cũng như các đứt gãy của lò nung, Cần duy trì sự ổn định cấu trúc dưới nhiệt độ cao dài hạn.
  • Lớp lót buồng đốt trong lò đốt chất thải rắn để chống xói mòn tro và sốc nhiệt.
• Môi trường đặc biệt :
  • Các ống trao đổi nhiệt trong hệ thống làm mát khí nhiệt độ cao của lò phản ứng hạt nhân (ví dụ. môi trường làm mát helium).
  • Gói ống hình chữ U của thiết bị khử lưu huỳnh khí thải của nền tảng ngoài khơi có khả năng chống ăn mòn hydro sunfua ướt.

5. Mối quan hệ với các tiêu chuẩn khác

• ASME SB163 : Nội dung kỹ thuật phù hợp với ASTM B163, Nhưng nó bổ sung các yêu cầu tuân thủ của nồi hơi ASME và mã bình áp, phù hợp cho các trường được quy định nghiêm ngặt như các nhà máy điện hạt nhân.
• Tiêu chuẩn tương đương quốc tế :
  • Châu Âu: VI 10305-4 (ống chính xác liền mạch) và từ 17458 (ống hợp kim niken) Bao gồm một phần các yêu cầu tương tự.
  • Nhật Bản: Thành phần hóa học của JIS G4902 (Ống liền mạch hợp kim niken) gần với ASTM B163, Nhưng các yêu cầu thuộc tính cơ học hơi khác nhau.

6. Lựa chọn và xem xét thiết kế

• Tối ưu hóa độ dày tường : Khi tính toán độ dày thành tối thiểu theo ASME BPVC Phần VIII, Hệ số giảm sức mạnh của Inconel 601 ở nhiệt độ cao phải được xem xét (ví dụ. sự căng thẳng cho phép giảm xuống khoảng 40% ở 800 ° C.).
• các-Uốn cong hạn chế : ASTM B163 quy định rằng bán kính U-uốn r ≥ 2.5 nhân với đường kính ống, và tốc độ giảm độ dày thành sau khi uốn phải được xác minh bằng công thức (Tf = t × 2r / (2R + D)).
• Cân bằng kinh tế : Chi phí của Inconel 601 cao hơn đáng kể so với 304 Thép không gỉ (Về 5-8 thời gian), và tiết kiệm chi phí bảo trì do khả năng chống ăn mòn cao của nó cần được đánh giá thông qua phân tích vòng đời (LCC).

 

Phân tích toàn diện của ASTM B163 Inconel 601 (Hoa Kỳ N06601) Ống liền mạch

1. Yêu cầu chính của tiêu chuẩn ASTM B163

ASTM B163 chi phối các thông số kỹ thuật cho các ống ngưng tụ Niken và Niken liền mạch và các ống lưu thông nhiệt, bao phủ 26 Hợp kim bao gồm UNS N06601 (inconel 601). Yêu cầu cốt lõi bao gồm:

• Kích thước và dung sai:
  • Đường kính bên ngoài (OD): 3 inch (76.2 mm), với độ lệch được kiểm soát bởi lớp đường kính (ví dụ, ± 0,19 mm cho 12,7).
  • Bức tường dày: Tối thiểu ≤3,76 mm, trung bình ≤4,19 mm. Dung sai khác nhau từ (ví dụ, ± 10% trung bình và +22%/-0% Tối thiểu cho 38,1 bóng76,2 mm OD).
  • Chiều dài: Dung sai tiêu chuẩn ± 3,2 mm; mở rộng đến ± 6,4 mm cho các ống >30 FT (9.14 m).
• Thành phần hóa học: Phải tuân thủ bảng 1 giới hạn. Cho uns n06601: Trong 58-63%, Cr 21 …25%, Al 1.0 –1,7%, với các biện pháp kiểm soát tạp chất nghiêm ngặt (ví dụ, C .10.10%, S .015%).
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo ≥586 MPa, Sức mạnh năng suất ≥241 MPa, kéo dài ≥30% (nhiệt độ phòng).
  • Độ cứng ủ ≤75 h.
• Sản xuất và thử nghiệm:
  • Sản xuất liền mạch bắt buộc với bề mặt đồng nhất và độ thẳng nghiêm ngặt.
  • Thử nghiệm điện thủy tĩnh hoặc không phá hủy (ví dụ, Hiện tại Eddy) cần thiết cho mọi ống.

2. Đặc điểm vật chất của Inconel 601 (Hoa Kỳ N06601)

• Thành phần và luyện kim:
  • Ni cao (58–63%) và cr (21–25%) Nội dung đảm bảo khả năng chống ăn mòn. Al (1.0–1,7%) Tăng cường khả năng kháng oxy hóa theo chu kỳ thông qua sự hình thành lớp oxit dày đặc.
  • Fe hoạt động như một yếu tố cân bằng; C ≤0,10% giảm thiểu lượng mưa cacbua.
• Tính chất vật lý và nhiệt độ cao:
  • Tỉ trọng: 8.11 g/cm³; Phạm vi nóng chảy: 1320Mạnh1411 ° C.; Mở rộng nhiệt: 13.1 μm/m·°C (25Mạnh1000 ° C.); Nhiệt độ dẫn: 11.4 W/(m · k) (25° C).
  • Điện trở oxy hóa vượt trội lên đến 1204 ° C; vượt trội so với thép không gỉ trong môi trường sunfid hóa.
• Hiệu suất cơ học:
  • Độ bền kéo ở nhiệt độ phòng ≥650 MPa; Creep Rupture Sức mạnh ≥100 MPa ở 800 ° C.
  • Độ cứng bị ủ ≤220 HB để tương thích hình thành lạnh.

3. ASTM B163 Yêu cầu sản xuất cho un n06601 ống

• Hướng dẫn xử lý:
  • Làm việc nóng: Biến dạng ở 870 Từ1230 ° C.; Giảm chính ở 1040 nhiệt1230 ° C để tránh bị nứt.
  • Làm việc nguội: Biến dạng có kiểm soát với việc ủ căng thẳng căng thẳng (ví dụ, 1100Mạnh1150 ° C.).
  • sự hàn: Sử dụng FILLING FILLER (ví dụ, Ernichrfe-11) Với các phương pháp TIG/Plasma để giảm sự hấp dẫn Haz.
• phẩm chất Điều khiển:
  • Bài kiểm tra làm phẳng (Xác minh độ dẻo), Bài kiểm tra bùng phát (Khả năng chống nứt cạnh), và thử nghiệm không phá hủy (ví dụ, OUT).
  • Cấu trúc vi mô phải đáp ứng các yêu cầu kích thước hạt (TIÊU CHUẨN ASTM 5 hoặc tốt hơn); giải mã ≤0,1 mm.

4. Ứng dụng điển hình

• Bộ trao đổi nhiệt nhiệt độ cao:
  • Ống rạng rỡ trong lò phản ứng hóa học và lò nhiệt phân (chống lại hno₃, H₂s).
  • Ống xả tuabin khí (900Xói mòn khí 1100 ° C).
• Thành phần lò công nghiệp:
  • Khay lò xử lý nhiệt, ủ các bộ bóp nghẹt lò (Độ ổn định nhiệt dài hạn).
  • Lớp lót buồng đốt trong lò đốt chất thải (Không bị xói mòn tro và sốc nhiệt).
• Môi trường chuyên môn:
  • Hệ thống lò phản ứng làm mát bằng khí nhiệt độ cao (chất làm mát helium).
  • FGD U-Tube Gói trong các nền tảng ngoài khơi (Kháng ướt).

5. Khả năng tương thích chéo

• ASME SB163: Về mặt kỹ thuật giống hệt với ASTM B163 nhưng thêm sự tuân thủ của ASME BPVC cho các ứng dụng hạt nhân.
• Tương đương toàn cầu:
  • Châu Âu: VI 10305-4 (ống chính xác) và từ 17458 chồng chéo một phần.
  • Nhật Bản: JIS G4902 phù hợp về mặt hóa học nhưng khác nhau về thông số kỹ thuật cơ học.

6. Thiết kế và xem xét lựa chọn

• Tối ưu hóa độ dày tường: Tài khoản cho việc giảm cường độ nhiệt độ cao (ví dụ, 40% Ứng suất cho phép giảm ở 800 ° C mỗi ASME BPVC VIII).
• Giới hạn uốn cong u: Bán kính uốn tối thiểu ≥2,5 × OD; Làm mỏng sau uốn được tính toán thông qua công thức: Tf = t × 2r/(2R + D).
• Phân tích chi phí-lợi ích: inconel 601 Chi phí 5 trận8 × hơn 304 Thép không gỉ; Biện minh thông qua chi phí vòng đời (LCC) Tiết kiệm từ việc giảm bảo trì.

 

ASTM B163 Inconel 601 (Hoa Kỳ N06601) Ống liền mạch cung cấp sức mạnh và khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao chưa từng có, làm cho nó không thể thiếu trong xử lý hóa học, năng lượng, và hàng không vũ trụ. Từ kiểm soát thành phần chính xác đến xác nhận hiệu suất nghiêm ngặt, Sản xuất và nhu cầu ứng dụng của nó tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn trong khi yêu cầu các giải pháp kỹ thuật phù hợp cho điều kiện hoạt động cực đoan.