Ưu điểm của việc sử dụng hợp kim gốc niken-cho ống siêu nhiệt của nồi hơi trong các nhà máy nhiệt điện là gì?
1.1 Đặc tính cơ học nhiệt độ cao{1}}xuất sắc
Khả năng chống leo và đứt cao: Hợp kim dựa trên niken-(ví dụ: Inconel 625, Hastelloy X) dựa trên các nguyên tố tăng cường dung dịch rắn (Cr, Mo, W) và các pha tăng cường kết tủa ( ', '') để ngăn chặn chuyển động lệch vị trí ở nhiệt độ cao. Tuổi thọ đứt của dây leo ở 650 độ và 100 MPa có thể vượt quá 10.000 giờ, dài hơn 3–5 lần so với thép martensitic chịu nhiệt. Điều này ngăn ngừa tình trạng vỡ ống sớm do biến dạng rão dưới tác động của nhiệt độ-cao{14}}kéo dài.
Chống mỏi nhiệt tốt: Trong quá trình-khởi động và tắt các bộ nhiệt điện, các ống quá nhiệt sẽ trải qua quá trình làm nóng và làm mát theo chu kỳ, dẫn đến hiện tượng mỏi nhiệt. Hệ số giãn nở nhiệt thấp và độ dẫn nhiệt cao của hợp kim gốc niken- làm giảm sự tích tụ ứng suất nhiệt, cải thiện đáng kể khả năng chống nứt do mỏi nhiệt.
1.2 Khả năng chống ăn mòn và oxy hóa vượt trội
Khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ-cao: Hợp kim dựa trên niken{0}}tạo thành một lớp màng bảo vệ Cr₂O₃ dày đặc, bám dính trên bề mặt ở nhiệt độ cao, giúp ngăn chặn sự xâm nhập của oxy và môi trường ăn mòn một cách hiệu quả. Ngay cả ở nhiệt độ 700 độ, tốc độ oxy hóa vẫn dưới 0,01 mm/năm, thấp hơn nhiều so với thép chịu nhiệt-truyền thống.
Khả năng chống ăn mòn bởi khí thải và tro: Khí thải trong nhà máy nhiệt điện có chứa SO₂, HCl và muối kim loại kiềm (ví dụ Na₂SO₄, K₂SO₄). Những chất này phản ứng với bề mặt ống để tạo thành các chất eutectic-có điểm nóng chảy{4}}thấp, gây ra sự ăn mòn-ở nhiệt độ cao và ăn mòn tro. Hợp kim gốc niken-có hàm lượng Mo và W cao có thể chống lại sự ăn mòn của các môi trường ăn mòn này, tránh bị rỗ và làm mỏng thành ống.
1.3 Kết cấu ổn định vững chắc
Hợp kim dựa trên niken-duy trì cấu trúc tinh thể lập phương tâm-trung tâm (FCC) bề mặt ổn định trong phạm vi nhiệt độ hoạt động của bộ quá nhiệt mà không trải qua quá trình biến đổi pha giòn (ví dụ: biến đổi martensitic) xảy ra ở một số loại thép chịu nhiệt-. Điều này đảm bảo các đặc tính cơ học nhất quán trong quá trình sử dụng-lâu dài.
Các nguyên tố vi lượng như Ti và Nb ở dạng hợp kim cacbua ổn định, giúp cố định ranh giới hạt và ngăn hạt bị thô ở nhiệt độ cao, tăng cường hơn nữa độ ổn định cấu trúc của ống.
1.4 Kéo dài thời gian sử dụng và giảm chi phí bảo trì
Tuổi thọ sử dụng của ống quá nhiệt bằng hợp kim niken-có thể đạt 20–30 năm, dài gấp đôi so với ống thép chịu nhiệt-truyền thống (10–15 năm). Điều này làm giảm tần suất thay thế ống và thời gian ngừng hoạt động của thiết bị.
Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời giúp giảm thiểu rủi ro rò rỉ và mỏng thành ống, giảm chi phí bảo trì hệ thống nồi hơi và cải thiện độ tin cậy vận hành của các nhà máy nhiệt điện.
2. Hợp kim gốc niken-nào phù hợp với đường ống áp suất-nhiệt độ cao và-cao trong ngành hóa dầu?
2.1 Inconel 625 – Lý tưởng cho các điều kiện ăn mòn áp suất-nhiệt độ cao và áp suất cao-
Thành phần chính: Hợp kim Ni-Cr-Mo-Nb với 21% Cr, 9% Mo và 3,6% Nb.
Lợi thế cốt lõi: Kết hợp hiệu quả tăng cường dung dịch rắn tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn. Nó có khả năng chống ăn mòn rỗ, ăn mòn kẽ hở và nứt do ăn mòn ứng suất (SCC) mạnh mẽ trong môi trường chứa clorua. Nguyên tố Nb tạo thành các cacbua ổn định, tăng cường-độ bền nhiệt độ cao và độ ổn định cấu trúc. Nó có thể hoạt động ổn định ở nhiệt độ lên tới 980 độ và phù hợp với các đường ống áp suất cao-trong hệ thống khử lưu huỳnh khí thải (FGD) và thiết bị hydrocracking.
Ứng dụng điển hình: Ống thoát của lò phản ứng hydrocracking hóa dầu, ống lò cải cách và đường ống hơi nước nhiệt độ cao.
2.2 Hastelloy X – Được ưu tiên cho môi trường oxy hóa ở nhiệt độ cực-Cao{2}}
Thành phần chính: Hợp kim Ni-Cr-Co-Mo với 22% Cr, 9% Mo và 18% Co.
Lợi thế cốt lõi: Khả năng chống oxy hóa-ở nhiệt độ cao và khả năng chống mỏi do nhiệt vượt trội. Nó có thể duy trì các tính chất cơ học tốt trong môi trường khí thải oxy hóa ở 1000 độ và có khả năng hàn tuyệt vời. Hàm lượng Co cao giúp cải thiện khả năng chống rão của hợp kim ở nhiệt độ khắc nghiệt, khiến hợp kim này phù hợp với các đường ống trong lò nung nhiệt độ cao và lò nứt.
Ứng dụng điển hình: Ống phân đoạn bức xạ của lò Cracking ethylene, đường ống dẫn khí thải nhiệt độ cao-trong các nhà máy hóa dầu.
2.3 Hastelloy C276 – Tối ưu cho môi trường áp suất-nhiệt độ cao và áp suất cao-có tính ăn mòn
Thành phần chính: Hợp kim Ni-Cr-Mo-W với 15,5% Cr, 16% Mo và 4% W.
Lợi thế cốt lõi: Được biết đến như là "hợp kim chống ăn mòn phổ quát{0}}", nó có khả năng chống khử và oxy hóa hỗn hợp axit cũng như ăn mòn ion clorua rất tốt. Nó có thể chịu được sự ăn mòn của hydro sunfua, axit sunfuric và axit hữu cơ trong môi trường-nhiệt độ cao và áp suất-cao. Nó phù hợp cho các đường ống trong các quy trình có cả sự ăn mòn mạnh và áp suất cao, chẳng hạn như các đơn vị thu hồi lưu huỳnh và hệ thống xử lý khí axit.
Ứng dụng điển hình: Đường ống dẫn khí axit hóa dầu, ống đơn vị alkyl hóa axit sulfuric.
2.4 Inconel 718 – Thích hợp cho môi trường-nhiệt độ cao và áp suất cao-đòi hỏi cường độ cao
Thành phần chính: Hợp kim Ni-Cr-Fe-Nb với 19% Cr, 5% Nb và 3% Mo.
Lợi thế cốt lõi: Dựa vào '' tăng cường kết tủa pha, nó có độ bền kéo cực cao (trên 1300 MPa) và cường độ chảy ở nhiệt độ trung bình (400–650 độ ). Nó cũng có khả năng chống ăn mòn tốt, phù hợp với các đường ống-nhiệt độ cao và áp suất-cao cần chịu ứng suất cơ học lớn. Có khả năng chống nứt do ăn mòn do ứng suất và biến dạng rão.
Ứng dụng điển hình: Ống phun áp suất cao-trong thiết bị đầu giếng hóa dầu, đường ống-nhiệt độ cao và áp suất cao-trong giàn khoan dầu ngoài khơi.
