1. ש: מהם ההבדלים העיקריים בין Incoloy 800, 800H ו-800HT בצורת צינור?
A:ההבדלים העיקריים נעוצים בשליטה בהרכב הכימי, בטיפול בחום ובעקבותיו חוזק השבר-זחילה בטמפרטורות גבוהות.
Incoloy 800 (UNS N08800)הוא הדרגה הסטנדרטית עם גודל גרגר גס (גודל גרגיר ASTM No. 5 או גס יותר). הוא מציע עמידות טובה לחמצון וקרבוריזציה אך בעל חוזק זחילה נמוך יותר בטמפרטורות גבוהות. הוא משמש בדרך כלל ביישומים מתחת ל-1100 מעלות פרנהייט (593 מעלות).
Incoloy 800H (UNS N08810)היא גרסה מבוקרת עם גודל גרגר עדין (ASTM No. 5 או עדין יותר) ותכולת פחמן גבוהה יותר (0.05-0.10%). הוא עובר טיפול חישול תמיסה ב-2100 מעלות F (1150 מעלות) מינימום, מה שמשפר את תכונות השבר שלו-, מה שהופך אותו מתאים לשירות מעל 1100 מעלות F, במיוחד בפטרוכימיה וייצור חשמל.
Incoloy 800HT (UNS N08811)הוא שינוי נוסף עם חוזק זחילה גבוה עוד יותר. יש לו טווח פחמן דומה ל-800H אך כולל תוספות מבוקרות של אלומיניום (0.15-0.60%) וטיטניום (0.15-0.60%) ליצירת משקעים. טמפרטורת חישול התמיסה שלו גבוהה יותר (מינימום. 2150 מעלות F / 1175 מעלות), מייצרת מבנה גרגר גס יותר הממקסם את עמידות הזחילה עבור תנאי שירות קיצוניים, כגון צינורות חימום-על ותנורי פיצוח אתילן.
2. ש: אילו קודים ומפרטים תעשייתיים חלים על צינורות Incoloy 800/800H/800HT?
A:צינורות אלה מכוסים בעיקר במפרטי ASTM ו-ASME. הרלוונטיים ביותר הם:
ASTM B407 / ASME SB407– מפרט סטנדרטי עבור צינור סגסוגת כרום-ניקל ללא תפרים (מכסה את כל שלושת הכיתות: N08800, N08810, N08811).
ASTM B408 / ASME SB408– לסורגים וצורות, לא ישירות לצינור, אבל רלוונטי לאביזרים.
ASTM B163 / ASME SB163– עבור צינורות מעבה ומחליף חום חלקים, מיושמים לעתים קרובות על Incoloy 800 סדרה עבור מחליפי חום-ו-שפופרות.
ASTM B514– עבור צינור מרותך (אם כי ללא תפרים נפוץ יותר עבור שירות-בטמפרטורה גבוהה).
עבור יישומי לחץ, קוד ASME דוד וכלי לחץ סעיף II, חלק D מספק ערכי מתח מותרים. שימו לב של-800H ו-800HT יש מתחים מותרים גבוהים יותר בטמפרטורות גבוהות בשל חוזק הזחילה המעולה שלהם. בעת ההזמנה, על הקונים לציין את הציון (למשל, UNS N08810) ואת תנאי הטיפול בחום הנדרשים.
3. ש: מדוע מועדף צינור Incoloy 800HT עבור יישומי תנורים פטרוכימיים בטמפרטורה- גבוהה?
A:צינור Incoloy 800HT מועדף בתנורים פטרוכימיים בטמפרטורה-גבוהה, כגון יחידות פיצוח אתילן וריפורמציה מתאן בקיטור (SMR), בשל שלוש סיבות מרכזיות:
חוזק קרע זחילה מעולה– התוספת המבוקרת של Al ו-Ti, בשילוב עם חישול תמיסת-בטמפרטורה גבוהה, מקדמת משקעים של שלבי Ni₃(Al,Ti) במהלך השירות, ומשפרת משמעותית את עמידות הזחילה לטווח ארוך ב-1600-1800 מעלות F (870-980 מעלות). זה מונע התנפחות וכשל בצינור תחת לחץ גבוה מתמשך.
עמידות מצוינת לחמצון וקרבוריזציה– תכולת הכרום הגבוהה (19–23%) וניקל (30–35%) יוצרת סולם Cr₂O₃ יציב ומגן. זה מתנגד לפחמימות - מצב כשל נפוץ בפיצוח פחמימני שבו פחמן מתפזר לתוך דופן הצינור, מה שמוביל להתפרקות ואבק מתכת.
יציבות מבנית– שלא כמו פלדות אל-חלד אוסטניטיות (למשל, 310H), Incoloy 800HT שומר על יציבות פאזה מבלי ליצור פאזה סיגמא מזיקה גם לאחר התיישנות- ארוכת טווח בטמפרטורות גבוהות. זה מבטיח קשיחות וריתוך לאחר שנים של שירות.
4. ש: מהן דרישות הריתוך והאתגרים הנפוצים בעת הצטרפות לצינורות Incoloy 800/800H/800HT?
A:ריתוך צינורות מסדרת Incoloy 800 דורש בקרה קפדנית כדי למנוע סדקים חמים ולשמור על חוזק זחילה. הדרישות העיקריות כוללות:
בחירת מתכת מילוי: השתמש במתכות מילוי תואמות כמו ERNiCr-3 (AWS A5.14) או ERNiFeCr-1. במקרים מסוימים, Inconel 82 או 617 משמשים לשיפור הביצועים בטמפרטורות גבוהות.
כניסת חום נמוכה: שמרו על טמפרטורות בין-מעבר מתחת ל-200 מעלות F (93 מעלות) והשתמשו בטכניקת החרוזים כדי למנוע התחממות יתר. חום מוגזם עלול לגרום להתגבשות גרגירים, להפחית את התנגדות הזחילה של החומר - קריטי במיוחד עבור 800H ו-800HT.
לאחר-טיפול בחום ריתוך (PWHT): לא תמיד נדרש, אבל עבור קטעים עבים או שירות מעל 1100 מעלות פרנהייט, ניתן לבצע חישול תמיסה (למשל, 2100 מעלות פרנהייט עבור 800 שעות). עם זאת, PWHT הוא לעתים קרובות לא מעשי עבור ריתוכים בשטח; במקום זאת, מודגשת שליטה בהזנת חום ושימוש במתכות מילוי מתאימות.
אתגרים נפוצים:
פיצוח חם: בשל תכולת Ni גבוהה, הימנע מזיהום גופרית והשתמש בהזנת חום נמוכה.
היווצרות שלב סיגמא: לא אופייני בסדרת 800 אבל יכול להתרחש אם מרותכים עם חומרי מילוי מסוימים אל חלד - השתמש תמיד בחומרי מילוי על בסיס ניקל-.
אובדן תכונות זחילה: אם מבנה הגרעינים העדינים של המתכת הבסיסית (ב-800H) מרותך יתר על המידה, התגבשות הגרגרים מפחיתה את החוזק. חישול פתרון לאחר ריתוך יכול לשחזר את המאפיינים אך רק לעתים רחוקות נעשה בפועל.
5. ש: באילו סביבות קורוזיה ספציפיות, צינורות מסדרת Incoloy 800 מתגברים על פלדת אל חלד 316L?
A:סדרת Incoloy 800 מתגברת באופן משמעותי על פלדת אל-חלד 316L במספר סביבות-טמפרטורות גבוהות וקורוזיה אגרסיביות:
חמצון-בטמפרטורה גבוהה (מעל 1500 מעלות F / 816 מעלות)– 316L סובל מקשקשים מהירים עקב דיפוזיה לא מספקת של כרום, בעוד שה-Ni ו-Cr הגבוהים של Incoloy 800 (32% Ni, 20% Cr לעומת . 12% Ni, 17% Cr ב-316L) יוצרים שכבת תחמוצת דביקה ומתחדשת יותר. Incoloy 800 יכול לעמוד בשירות לסירוגין עד 1800 מעלות F (982 מעלות) ללא אובדן מתכת משמעותי.
אטמוספירות פחמימות וחנקות– בתנורים פטרוכימיים או במפעלי אמוניה חודרים פחמן או חנקן ל-316L, יוצרים כרום קרבידים או ניטרידים וגורמים להתפרקות. הניקל הגבוה ב-Incoloy 800 (30-35%) מוריד את מסיסות הפחמן ואת שיעורי הדיפוזיה, ומספק עמידות גבוהה בהרבה לקרבור.
פיצוח קורוזיה של כלוריד (SCC)– בעוד ש-316L רגיש ל-SCC בתמיסות כלוריד חמות (לדוגמה, 150 מעלות, 100 ppm Cl⁻), תכולת הניקל הגבוהה של Incoloy 800 (שווה או גדולה ל-30%) הופכת אותו לעמידות גבוהה בפני כלוריד SCC, אפילו בסביבות מלח מרוכזות או קיטור. זה הופך אותו לאידיאלי עבור מחליפי חום בעיבוד ימי או כימי שבו מתרחשת העברה של כלוריד.
סולפידציה– בהפחתת-אטמוספרות גופרית בטמפרטורה גבוהה, 316L יוצר במהירות סולפידים של ברזל. Incoloy 800, אם כי אינו חסין, מתפקד טוב יותר בשל אבנית העשירה בכרום-ותכולת ניקל גבוהה יותר, מה שמפחית את חדירת הגופרית.
עם זאת, 316L נשאר חסכוני יותר- ומתאים לחלוטין לטמפרטורות נמוכות יותר (<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.
