1. Hỏi: Sự khác biệt cơ bản giữa Incoloy 800, 800H và 800HT ở dạng ống là gì?
A:Sự khác biệt chính nằm ở khả năng kiểm soát thành phần hóa học, xử lý nhiệt và độ bền đứt gãy do rão ở nhiệt độ cao.
Incoloy 800 (UNS N08800)là loại tiêu chuẩn có kích thước hạt thô (cỡ hạt ASTM No{0}} hoặc thô hơn). Nó có khả năng chống oxy hóa và cacbon hóa tốt nhưng có độ bền rão thấp hơn ở nhiệt độ cao. Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng dưới 1100 độ F (593 độ).
Incoloy 800H (UNS N08810)là phiên bản được kiểm soát với kích thước hạt mịn (ASTM No{0}} hoặc mịn hơn) và hàm lượng carbon cao hơn (0,05–0,10%). Nó trải qua quá trình xử lý ủ dung dịch ở nhiệt độ tối thiểu là 2100 độ F (1150 độ ), giúp tăng cường đặc tính chống rão-của nó, khiến nó phù hợp với hoạt động ở nhiệt độ trên 1100 độ F, đặc biệt là trong hóa dầu và sản xuất điện.
Incoloy 800HT (UNS N08811)là một sửa đổi tiếp theo với sức mạnh leo thậm chí còn cao hơn. Nó có phạm vi cacbon tương tự như 800H nhưng bao gồm việc bổ sung có kiểm soát nhôm (0,15–0,60%) và titan (0,15–0,60%) để tạo thành kết tủa. Nhiệt độ ủ dung dịch của nó cao hơn (tối thiểu. 2150 độ F / 1175 độ ), tạo ra cấu trúc hạt thô hơn giúp tối đa hóa khả năng chống rão trong các điều kiện sử dụng khắc nghiệt, chẳng hạn như ống quá nhiệt và lò nứt ethylene.
2. Hỏi: Những mã và thông số kỹ thuật công nghiệp nào chi phối ống Incoloy 800/800H/800HT?
A:Những ống này được bao phủ chủ yếu bởi các thông số kỹ thuật của ASTM và ASME. Có liên quan nhất là:
ASTM B407 / ASME SB407– Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống hợp kim crom niken-sắt{1}}không liền mạch (bao gồm cả ba cấp: N08800, N08810, N08811).
ASTM B408 / ASME SB408– Đối với các thanh và hình dạng, không trực tiếp dành cho ống nhưng có liên quan đến phụ kiện.
ASTM B163 / ASME SB163– Đối với ống ngưng tụ và ống trao đổi nhiệt liền mạch, thường được áp dụng cho dòng Incoloy 800 dành cho bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ-và-ống.
ASTM B514– Đối với ống hàn (mặc dù ống liền mạch phổ biến hơn đối với dịch vụ ở nhiệt độ-cao).
Đối với các ứng dụng áp suất, Mã nồi hơi và bình chịu áp lực ASME Phần II, Phần D cung cấp các giá trị ứng suất cho phép. Lưu ý rằng 800H và 800HT có ứng suất cho phép cao hơn ở nhiệt độ cao do độ bền rão vượt trội của chúng. Khi đặt hàng, người mua phải chỉ định loại (ví dụ: UNS N08810) và các điều kiện xử lý nhiệt cần thiết.
3. Hỏi: Tại sao ống Incoloy 800HT được ưu tiên cho các ứng dụng lò hóa dầu ở nhiệt độ cao?
A:Ống Incoloy 800HT được ưu tiên sử dụng trong các lò hóa dầu có nhiệt độ-cao, chẳng hạn như các đơn vị Cracking ethylene và cải tạo khí metan (SMR) bằng hơi nước, vì ba lý do chính:
Sức mạnh phá vỡ Creep vượt trội– Việc bổ sung Al và Ti có kiểm soát, kết hợp với quá trình ủ dung dịch ở nhiệt độ-cao, thúc đẩy sự kết tủa của các pha Ni₃(Al,Ti) trong quá trình sử dụng, tăng cường đáng kể-khả năng chống rão dài hạn ở 1600–1800 độ F (870–980 độ ). Điều này ngăn chặn sự phồng lên và hư hỏng của ống khi chịu áp lực cao kéo dài.
Khả năng chống oxy hóa và cacbon hóa tuyệt vời– Hàm lượng crom (19–23%) và niken (30–35%) cao tạo thành thang đo Cr₂O₃ ổn định, có tính bảo vệ. Điều này chống lại quá trình cacbon hóa - một dạng hư hỏng phổ biến trong quá trình nứt hydrocarbon trong đó cacbon khuếch tán vào thành ống, dẫn đến hiện tượng giòn và bám bụi kim loại.
Ổn định kết cấu– Không giống như thép không gỉ austenit (ví dụ: 310H), Incoloy 800HT duy trì độ ổn định pha mà không hình thành pha sigma có hại ngay cả sau khi-lão hóa lâu dài ở nhiệt độ cao. Điều này đảm bảo độ dẻo dai và khả năng hàn sau nhiều năm sử dụng.
4. Hỏi: Yêu cầu hàn và những thách thức thường gặp khi nối ống Incoloy 800/800H/800HT là gì?
A:Ống hàn dòng Incoloy 800 cần được kiểm soát cẩn thận để tránh nứt nóng và duy trì độ bền của dây leo. Các yêu cầu chính bao gồm:
Lựa chọn kim loại phụ: Sử dụng các kim loại phụ phù hợp như ERNiCr-3 (AWS A5.14) hoặc ERNiFeCr-1. Trong một số trường hợp, Inconel 82 hoặc 617 được sử dụng để cải thiện hiệu suất ở nhiệt độ cao.
Đầu vào nhiệt thấp: Duy trì nhiệt độ giữa các đường chuyền dưới 200 độ F (93 độ) và sử dụng kỹ thuật tạo hạt để tránh quá nóng. Nhiệt độ quá cao có thể gây ra hiện tượng thô hạt, làm giảm khả năng chống rão của vật liệu - đặc biệt quan trọng đối với 800H và 800HT.
Hậu-Xử lý nhiệt mối hàn (PWHT): Không phải lúc nào cũng bắt buộc, nhưng đối với các phần dày hoặc dịch vụ trên 1100 độ F, có thể thực hiện ủ dung dịch (ví dụ: 2100 độ F trong 800H). Tuy nhiên, PWHT thường không thực tế đối với các mối hàn ngoài hiện trường; thay vào đó, việc kiểm soát nhiệt đầu vào và sử dụng kim loại phụ thích hợp được nhấn mạnh.
Những thách thức chung:
Nứt nóng: Do hàm lượng Ni cao nên tránh ô nhiễm lưu huỳnh và sử dụng nhiệt lượng đầu vào thấp.
Sự hình thành pha Sigma: Không điển hình ở dòng 800 nhưng có thể xảy ra nếu hàn với một số chất độn không gỉ nhất định – luôn sử dụng chất độn gốc niken.
Mất đặc tính leo: Nếu cấu trúc hạt mịn của kim loại cơ bản (ở 800H) bị hàn quá mức, quá trình thô hóa hạt sẽ làm giảm độ bền. Ủ dung dịch sau khi hàn có thể khôi phục lại tính chất nhưng hiếm khi được thực hiện trong thực tế.
5. Hỏi: Trong môi trường ăn mòn cụ thể nào, ống dòng Incoloy 800 hoạt động tốt hơn thép không gỉ 316L?
A:Dòng Incoloy 800 hoạt động tốt hơn đáng kể so với thép không gỉ 316L trong một số môi trường-nhiệt độ cao và ăn mòn mạnh:
Quá trình oxy hóa ở nhiệt độ-cao (trên 1500 độ F / 816 độ )– 316L bị đóng cặn và nứt vỡ nhanh chóng do khuếch tán crom không đủ, trong khi Ni và Cr cao hơn của Incoloy 800 (32% Ni, 20% Cr so với. 12% Ni, 17% Cr trong 316L) tạo thành lớp oxit kết dính và tái tạo hơn. Incoloy 800 có thể chịu được dịch vụ không liên tục lên tới 1800 độ F (982 độ) mà không bị mất kim loại đáng kể.
Khí quyển cacbon hóa và thấm nitơ– Trong các lò hóa dầu hoặc nhà máy sản xuất amoniac, cacbon hoặc nitơ xuyên qua 316L tạo thành cacbua crom hoặc nitrua và gây giòn. Niken cao hơn trong Incoloy 800 (30–35%) làm giảm độ hòa tan và tốc độ khuếch tán carbon, mang lại khả năng chống cacbon hóa vượt trội hơn nhiều.
Cracking ăn mòn do ứng suất clorua (SCC)– Trong khi 316L dễ bị SCC trong dung dịch clorua nóng (ví dụ: 150 độ, 100 ppm Cl⁻), hàm lượng niken cao của Incoloy 800 (Lớn hơn hoặc bằng 30%) khiến nó có khả năng kháng clorua SCC cao, ngay cả trong môi trường nước muối đậm đặc hoặc hơi nước. Điều này làm cho nó trở nên lý tưởng cho các bộ trao đổi nhiệt trong xử lý hàng hải hoặc hóa chất nơi xảy ra hiện tượng mang clorua.
sunfua hóa– Khi khử-khí quyển lưu huỳnh ở nhiệt độ cao, 316L nhanh chóng tạo thành sắt sunfua. Incoloy 800, mặc dù không được miễn dịch nhưng hoạt động tốt hơn do có nhiều crom-và hàm lượng niken cao hơn, giúp giảm khả năng thâm nhập sunfua.
Điều đó cho thấy, 316L vẫn-hiệu quả về mặt chi phí hơn và hoàn toàn phù hợp với nhiệt độ thấp hơn (<800°F) and non-carburizing, non-chloride environments. The choice of Incoloy 800 series is justified when long-term reliability is needed under extreme heat or corrosive attack.
