Инцолои 800 наспрам ливене легуре ХК-40: ковани вс ливени материјали за цеви за петрохемијске пећи

Инцолои 800(и његове-варијанте на високим температурама 800Х/800ХТ) и ливена легура ХК-40 се појављују у спецификацијама цеви за петрохемијске пећи, али се производе фундаментално различитим путевима - један ковани, један ливени – и та разлика у производњи покреће скоро сваку практичну одлуку која следи, при ектрецхи цреев температуре, величина дуктилност, заварљивост и опције поправке на терену.

Овај водич упоређује два материјала кроз њихов производни процес, микроструктуру, механичке перформансе и примене у пећи у стварном{0}}светском свету, тако да инжењери и тимови за набавку могу да одреде исправан материјал цеви уместо да подразумевају било коју легуру која је познатија.

Шта су Инцолои 800 и ХК-40 и зашто се упоређују за цеви за пећи?

Инцолои 800 је цев од кованог гвожђа-никл-легура хрома произведена топлом обрадом и хладним извлачењем, док је ХК-40 ливено гвожђе-отпорно на топлоту-хром- легура никла произведена првенствено центрифугалним (центрифугалним) хемијским ливењем, али се обе користе за ливење у петролеју. различите величине цеви и температурни опсег уместо да буду заменљиви.

Образложење: Инцолои 800/800Х/800ХТ (УНС Н08800/Н08810/Н08811) се производи као кована бешавна цев: ливени ингот се вруће-екструдира или буши, затим хладно-извлачи и жари до хомогене величине фина-до-контролисана-структура зрна са високом дуктилношћу.

ХК-40 (УНС Ј94204, према АСТМ А297/А608) се производи као статичка или центрифугално ливена цев: растопљена легура се сипа у ротирајући калуп и очвршћава директно у облику цеви, стварајући -изливену дендритску микроструктуру. Обе легуре деле сличну основу од хрома-никла-гвожђа, због чега се често упоређују за исту пећ, али њихов производни пут чини једну погоднијом за цеви са завојницама и фитинзима малог-пречника (Инцолои 800 серија), а другу за велике{11}}цеви (једноделне цеви пречника ХК, дугачке 4).

Табела 1 - Репрезентативни састав и рута производње према АСТМ Б407/Б163 (Инцолои 800Х/800ХТ) и АСТМ А297/А608 (ХК-40). Обратите пажњу на много већи садржај угљеника у ХК-40, што је намерно и централно за његову чврстоћу на високим температурама.

По чему се разликују процеси коване и ливене производње и зашто је то важно?

Кована обрада даје хомогену, равноосну структуру зрна са високом дуктилношћу и флексибилношћу дизајна, док центрифугално ливење производи стубасту/дендритску зрнасту структуру која зрачи од спољне површине цеви ка унутра, што жртвује извесну дуктилност, али омогућава међудендритску карбидну мрежу одговорну за супериорну чврстоћу ХК-40.

У кованој производњи Инцолои 800, врућа екструзија и хладно извлачење разбијају оригиналну структуру ливених ингота и рекристализују је у нова, уједначенија зрна током жарења. Овај процес активно уклања као-ливену сегрегацију и порозност, стварајући материјал са предвидљивим, изотропним механичким својствима и одличном способношћу обликовања за савијање, ширење и заваривање у сложене облике.

Код центрифугалног ливења ХК-40, растопљени метал се директно стврдњава у свом коначном облику цеви без накнадне топлотне обраде, тако да резултујућа зрнаста структура - крупна стубаста зрна у близини спољашњег пречника која прелазе у равноосна зрна у близини отвора - остаје трајно у готовом делу. Ова као- ливена структура укључује мрежу примарних карбида хрома дуж интердендритских граница, што је управо микроструктурна карактеристика која даје ХК-40 чврстоћу пузања при високим температурама.

Која легура има већу отпорност при пузању{0}}на кидање при типичним радним температурама пећи?

ХК-40 испоручује знатно већу чврстоћу пузања од ломљења од кованог Инцолои 800Х/800ХТ на 900–1100 степени металне температуре цеви типичне за пећи за пиролизу етилена и парне реформаторе метана, што је главни разлог зашто је ХК{6}}-40 - {7} стандардни материјал за реформу {7} Инцоло} цеви за пећ.

Образложење: много већи садржај угљеника у ХК-40 (0,35–0,45% наспрам 0,06–0,10% у Инцолои 800Х/800ХТ) омогућава густу, континуирану мрежу М23Ц6/М7Ц3 карбида богатих хромом да се формира дуж међудендритских граница. На радној температури, ова карбидна мрежа се снажно одупире клизећим границама зрна и кретању дислокације, доминантним механизмима пузања на овим температурама.

Инцолои 800Х/800ХТ се ослања на релативно лакшу стратегију таложења карбида плус контролисану величину зрна кованог материјала, која је ефикасна до отприлике 800–900 степени, али не одговара снази ХК-40 у опсегу 900–1100 степени где најзахтевнији реформатор крзна и цеви за пуцање раде.

Табела 2 - Квалитативно поређење{1}} услуга. Стварне дозвољене вредности напона зависе од кода- и времена-; консултовати АСМЕ Одељак И/ВИИИ Дивизија 1 Додатак или АПИ 530/560 податке о дизајну цеви за пећ за нумеричке пројектоване вредности.

Како се микроструктура разликује између кованог инцолоја 800 и ливеног ХК-40?

Вроугхт Инцолои 800 има фину, уједначену, равноосну структуру зрна са карбидима распоређеним углавном унутар зрна и дуж граница у контролисаном, дисконтинуираном узорку, док ливени ХК-40 има грубу, стубасту-до-једнакоосну као у-континуираној мрежи од ливеног карбида структуру који се не могу уклонити само топлотном обрадом.

Образложење: Пошто се ковани Инцолои 800 рекристалише током вруће обраде и жарења, његова структура зрна се може контролисати на специфицирану АСТМ величину зрна ради оптималне чврстоће-уравнотежености дуктилности. Насупрот томе, микроструктура ХК-40 је фиксирана у тренутку очвршћавања; док пост{6}}хомогенизација или стабилизацијска топлотна обрада може донекле да модификује морфологију карбида, она не може да конвертује фундаментално ливену, дендритску зрнасту структуру у ковану, равноосну структуру. Ова трајна ливена структура је директан извор предности снаге ХК-40 на високој температури и недостатака у дуктилности на нижим температурама.

Која легура нуди бољу дуктилност и заварљивост?

Вроугхт Инцолои 800/800Х нуди знатно већу дуктилност и једноставнију заварљивост од ливеног ХК-40, који је склонији пуцању завара и генерално захтева специјализовани избор додатног метала, предгревање и контролисано хлађење за успешно заваривање и поправку на терену.

Табела 3 - Упоредна дуктилност и заварљивост кованог Инцолои 800Х/800ХТ у односу на ливени ХК-40. Опсези својстава ХК-40 су под снажним утицајем грубог карбида изазваног радом; приказане вредности су репрезентативне, а не универзалне.

Које су величине цеви и дебљине зидова практичне за сваки производни пут?

Центрифугално ливење чини ХК-40 практичним избором за цеви великог-пречника, дебелог зида-дугих једноделних-цеви, док је ковани Инцолои 800 економичнији и доступнији у мањим пречникима и тањим зидовима типичним за цеви са намотајем и конвекцијским пресеком.

Табела 4 - Практични распони величина према производном путу. Тачна способност варира у зависности од ливнице/млина; потврдите код добављача за{2}}специфичну величину пројекта.

Како се израда и поправка на терену разликују између кованих и ливених цеви за пећи?

Цев од коване Инцолои 800 генерално се може-израдити и поправити на терену коришћењем конвенционалних поступака заваривања познатих већини радњи, док ХК-40 поправка на терену захтева квалификовану процедуру посебно развијену за ливене,-богате карбидом, и често сервис-оправке које захтевају више специјализованих материјала, због чега је већа поправка старија.

Ковани Инцолои 800/800Х: стандардни поступци заваривања у радњи и на терену, конвенционални НДЕ (радиографија, пенетрант боје) се примењују директно, а хладно-обликовани фитинзи (колена, У-завоји) се лако производе од исте основне цеви.

Ливени ХК-40: јер-дефекти ливења као што су микропорозност и скупљање морају бити процењени пре заваривања; Цеви које су старе при сервисирању акумулирају крхко грубо карбидно огрубљење које повећава ризик од пуцања током поправног заваривања и мора их проценити квалификовани металург.

Поправка ливеног ХК-40 обично користи метале за пуњење на бази никла- одабране да прилагоде прелаз различитог метала и смање осетљивост на пуцање, заједно са контролисаним предгревањем и температуром међупролаза.

Одлуке о топлотној обради након {{0}заваривања за ХК-40 поправке морају да балансирају између враћања неке дуктилности и ризика од даљег грубљања већ услужене-остареле карбидне структуре -, што је најбоље проценити инжењер са искуством са ливеним легурама отпорним на топлоту.

Која је легура исплативија-ефикаснија за велике-пречнике, високотемпературне{2}}цеви за пећи?

За цеви великог{0}}пречника и дебелог зида-које су потребне у пећима за реформер и пиролизу, центрифугално ливени ХК-40 је обично исплативији-него што би била еквивалентна кована цев од Инцолои 800, јер центрифугално{6} цев од центрифугалног{6} директног изливања производи скупу цев у близини{7} степенице за топлотну обраду које захтева кована обрада при великим величинама.

Трошкови производње кованих цеви нагло расту како се пречник и дебљина зида повећавају, пошто су пресе за екструзију и опрема за извлачење која може да рукује великим цевима од -зидних легура никла- са дебелим зидом ограничена по броју и скупа за рад. Центрифугално ливење се ефикасније скалира до великих величина јер се цев формира директно од растопљеног метала у једном кораку.

Због тога је индустрија цеви за пећи конвергирала на ливене ХК-40 (и сродне више-легиране ливене класе) за велике цеви за реформирање и пуцање, резервишући ковани материјал серије Инцолои 800 првенствено за цеви мањег пречника, фитинге и апликације где је специфична дуктилност потребна.

Која је легура боља за специфичне примене у пећима?

ХК-40 је пожељан материјал за реформер са зрачећим пресеком и цеви пећи за пиролизу етилена које раде на 900–1100 степени, док је Инцолои 800/800Х боље прилагођен конвекцијским секцијама, компонентама за подршку катализатора и мањим цевима завојнице и температурама завојнице које раде на вишем режиму рада од дуктилног материјала. снага пузања.

Табела 5 - Примена{1}}Водич за избор легура заснованих на компонентама петрохемијске пећи.

Који су кључни режими квара на које треба обратити пажњу у свакој врсти легуре?

Инцолои 800/800Х цеви првенствено отказују због дуготрајног-пузања и, у раду са карбуризацијом, кртости у вези са карбуризацијом-, док ХК-40 цеви првенствено отказују због пузајуће кавитације, услугом{6}}индукованог карбидног грубљања, што доводи до топлотног превртања и емулзије. бициклизам – програми инспекције треба да циљају доминантни механизам сваке легуре.

Табела 6 - Доминантни режими отказа према типу легуре, релевантни за инспекцију и програме за процену преосталог{1}}века.

Често постављана питања