1. Otázka: Jaké jsou základní rozdíly v chemickém složení a filozofii designu slitiny mezi bezešvými trubkami Incoloy 864 a Incoloy 890?
A:
Incoloy 864 a Incoloy 890 jsou vysoce-výkonné nikl-železo-chromové slitiny, ale byly vyvinuty pro různé problémy s korozí s odlišnými strategiemi legování.
Incoloy 864 (UNS N08864)má jmenovité složení:
Nikl: 34–37 % (středně vysoký)
Chrom: 21–24 % (vysoký pro odolnost proti oxidaci)
Molybden: 3,0–4,0 % (zvyšuje odolnost proti důlkové korozi)
Měď: 0,5–1,5 % (střední odolnost vůči kyselinám)
Dusík: 0,10–0,20 % (přidáno pro posílení a odolnost proti důlkové korozi)
Železo: rovnováha
Přídavek dusíku (až 0,20 %) je klíčovou vlastností -, která poskytuje pevné-zpevnění roztoku, aniž by byla ohrožena odolnost proti korozi, a synergicky zlepšuje odolnost proti důlkové korozi v prostředích obsahujících chlorid-. Obsah mědi je střední, takže 864 je vhodný pro mírně redukující kyseliny.
Incoloy 890 (UNS N08890)má jiné složení:
Nikl: 33–37 %
Chrom: 24–28 % (vyšší než 864)
Molybden: 4,0–6,0 % (vyšší pro lepší odolnost proti důlkové korozi)
Měď: 1,0–2,0 % (snížená odolnost vůči kyselinám)
Křemík: 0,2–0,8 % (zlepšuje odolnost proti oxidaci)
Železo: rovnováha
Žádné záměrné přidávání dusíku
Filozofie designu slitiny se liší:864zdůrazňuje vyvážený přístup s posilováním dusíkem, vhodný pro odsiřování spalin (FGD) a lodní výfukové systémy.890Zaměřuje se na agresivnější prostředí chemických procesů s vyšším obsahem chrómu a molybdenu a poskytuje vynikající odolnost vůči oxidujícím i redukčním kyselinám v širším rozsahu pH.
Srovnání provozních teplot:Obě slitiny fungují dobře až do teploty přibližně 500 stupňů (932 stupňů F). Nad touto teplotou upřednostňuje odolnost vůči oxidaci 890 díky vyššímu obsahu chrómu a křemíku, zatímco dusík 864 nenabízí žádné výhody při zvýšených teplotách.
2. Otázka: Proč je v systémech odsiřování spalin (FGD) v uhelných- elektrárnách upřednostňována bezešvá trubka Incoloy 864 před nerezovou ocelí 316L?
A:
Systémy odsiřování spalin (FGD) vytvářejí jedno z nejkorozivnějších prostředí v průmyslovém zpracování: vlhké, teplé (50–80 stupňů), vysoce chlorované (až 100 000 ppm Cl⁻), s nízkým pH (1,5–3,5) a agresivní druhy jako siřičitany, sírany a fluoridy.
Proč 316L selže:
Standardní nerezová ocel 316L (2–3 % Mo) má ekvivalentní číslo odolnosti proti důlkové korozi (PREN) přibližně 24–26. U suspenzí čističek FGD dochází během týdnů nebo měsíců k lokalizované důlkové a štěrbinové korozi, což vede k průchozí-děrování potrubí. Kromě toho je 316L citlivý na korozní praskání (SCC) v přítomnosti chloridů a zbytkového tahového napětí.
Proč Incoloy 864 uspěje:
Vysoký obsah molybdenu (3,0–4,0 %)– Zvyšuje PREN na přibližně 35–38. To poskytuje kritickou odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi v prostředích s vysokým -chloridem a nízkým- pH. Prahová hodnota PREN pro spolehlivou službu FGD je obecně přijímána jako větší nebo rovna 35.
Přídavek dusíku (0,10–0,20 %)– Dusík zvyšuje odolnost proti důlkové korozi synergickým efektem s molybdenem. Poskytuje také pevné-zpevnění roztoku, což umožňuje tenčí stěny potrubí při stejném jmenovitém tlaku.
Mírný nikl (34–37 %)– Dostatečně vysoký, aby odolal chloridovým SCC, který napadá nerezové oceli řady 300{2}}. Na rozdíl od slitin s vysokým -niklem (např. C-276) zůstává 864 nákladově efektivní a zároveň poskytuje dostatečnou odolnost proti SCC.
měď (0,5–1,5 %)– Poskytuje určitou odolnost vůči kyselinám sírovým a siřičitým, které jsou přítomny v kalech absorbérů FGD.
Výkon v terénu:Při testech vedle sebe-s-stranou selhalo 316L potrubí během 6–12 měsíců v FGD přihřívačích a potrubí. Bezešvá trubka Incoloy 864 prokázala životnost přesahující 15–20 let ve stejných aplikacích, což z ní činí průmyslový standard pro potrubí kalů absorbérů FGD, rozprašovací sběrače a podpěry odlučovače mlhy.
Srovnání nákladů:864 je přibližně 2–3krát dražší než 316L, ale nabízí 10–20krát delší životnost. U kritických součástí FGD, kde výměna vyžaduje odstavení závodu, ekonomika životního cyklu silně upřednostňuje 864.
3. Otázka: Jaké je srovnání bezešvé trubky Incoloy 890 s trubkou Incoloy 864 v prostředí chemických procesů zahrnujících smíšené kyseliny (sírová + dusičná + chloridy)?
A:
Smíšená kyselá prostředí -, jako jsou ta, která se nacházejí v linkách na moření kovů, regeneraci spotřebované kyseliny a určitých chemických výrobních procesech -, představují jedinečnou výzvu: slitina musí odolávat redukčním kyselinám (sírová, chlorovodíková) i oxidujícím kyselinám (dusičná, chromitá), často s přítomnými chloridy.
Incoloy 864 ve smíšených kyselinách:
Molybden (3,0–4,0 %) a měď (0,5–1,5 %) poskytují dobrou odolnost vůči redukčním kyselinám.
Chrom (21–24 %) nabízí dostatečnou odolnost vůči oxidujícím kyselinám.
Kombinace vysokých chloridů s oxidujícími látkami však může vytvořit podmínky důlkové koroze, které zpochybňují 35 PREN z 864.
Nitrogen addition helps but is not sufficient for severe mixed acid service with high chlorides (>10,000 ppm) and elevated temperatures (>80 stupňů).
Incoloy 890 ve směsných kyselinách:
Vyšší obsah chrómu (24–28 %) výrazně zlepšuje odolnost vůči oxidujícím kyselinám, jako je dusičná a chromitá. Extra chrom také stabilizuje pasivní film v kolísavých redoxních podmínkách.
Vyšší molybden (4,0–6,0 %) zvyšuje PREN na 40–45, což poskytuje značnou rezervu proti chloridové důlkové korozi i v přítomnosti oxidujících látek.
Vyšší obsah mědi (1,0–2,0 %) zvyšuje odolnost vůči kyselinám, zejména v kyselině sírové a mravenčí.
Křemík (0,2–0,8 %) zlepšuje odolnost proti vysokoteplotní -oxidaci a snižuje usazování vodního kamene v horkých kyselých výparech.
Praktické údaje o výkonu:
| Prostředí | 864 Výkon | Výkon 890 |
|---|---|---|
| 10 % H₂SO₄ + 5 % HNO₃ + 500 ppm Cl⁻ při 60 stupních | Přijatelné (0,05 mm/rok) | Výborně (<0.01 mm/year) |
| 20 % H₂SO₄ + 10 % HNO₃ + 5000 ppm Cl⁻ při 90 stupních | Pitování po 500 hodinách | Žádný útok po 2000 hodinách |
| Použitý nálev (směs kyselin, 80 stupňů) | Omezený servis (2–3 roky) | Preferováno (5–7 let) |
Návod na výběr:
PoužitíIncoloy 864pro smíšený provoz kyselin s mírným obsahem chloridů (<2000 ppm) and temperatures below 70°C.
PoužitíIncoloy 890pro těžký provoz se smíšenými kyselinami s vysokými chloridy, vyššími teplotami nebo při kolísání koncentrací oxidačních kyselin.
For the most aggressive conditions (e.g., boiling mixed acids with >10 000 ppm Cl⁻), vyšší slitiny jako C-276 (UNS N10276) mohou být stále vyžadovány, ale 890 nabízí cenově výhodnou přechodnou možnost.
4. Otázka: Jaké jsou požadavky na svařování a doporučení pro přídavný kov pro bezešvé trubky Incoloy 864 a Incoloy 890 a vyžadují tepelné zpracování po-svaření?
A:
Incoloy 864 i 890 jsou navrženy pro dobrou svařitelnost, ale jejich různé legovací prvky vyžadují specifické přístupy.
Welding Incoloy 864:
Procesy:Vhodné jsou GTAW (TIG), GMAW (MIG) a SMAW (stick).
Přídavný kov:Preferovány jsou ERNiCrMo-10 (Inconel 686) nebo ERNiCrMo-4 (C-276). Tato plniva s vysokým obsahem molybdenu si zachovávají odolnost proti důlkové korozi ekvivalentní základnímu kovu.
Alternativní výplň:ERNiCrMo-3 (Inconel 625) je přijatelný pro méně kritické aplikace, ale nižší obsah molybdenu (8–10 % vs . 15–16 % v ERNiCrMo-10) snižuje odolnost proti důlkové korozi ve svarovém kovu.
Opatření:
Není nutné předehřívání
Interpass teplota Menší nebo rovna 150 stupňům (300 stupňů F)
Nízký tepelný příkon (méně než nebo rovný 1,5 kJ/mm), aby se zabránilo ztrátě dusíku a zabránilo se senzibilizaci
Zpětné pročištění-argonem je nezbytné pro průchod kořenů, aby se zabránilo oxidaci
Po -tepelném zpracování svařování (PWHT) pro 864:
Obvyklenení vyžadováno. Slitina zůstává ve stavu -svařování stabilní pro většinu FGD a námořních aplikací. Je-li však požadována maximální odolnost proti korozi (např. pro použití s vysoce kyselým chloridem), může rozpouštěcí žíhání při 1100–1150 stupních s následným rychlým ochlazením obnovit plnou odolnost proti korozi. To je u polních svarů málokdy praktické.
Welding Incoloy 890:
Přídavný kov:ERNiCrMo-10 (Inconel 686) je preferovaná shoda. ERNiCrMo-3 (625) je přijatelný pro méně náročný provoz.
Zvláštní ohledy:Vyšší obsah chrómu (24–28 %) a křemíku (0,2–0,8 %) činí 890 o něco náchylnější k praskání za horka než 864. Pro minimalizaci rizika:
Použijte plnivo s vyšším obsahem niobu (ERNiCrMo-3 má 3,15–4,15 % Nb) k navázání uhlíku a snížení náchylnosti k praskání
Minimalizujte omezení svaru pomocí správného návrhu spoje
Aplikujte nízký příkon tepla a místo tkaní použijte provlékací korálky
Není nutné předehřívání.Interpass teplota Menší nebo rovna 150 stupňům.
PWHT za 890:
Není vyžadován pro většinu aplikací chemických procesů. Pokud však byla trubka před svařováním silně opracována za studena (např. ohnuta na malý poloměr), žíhání po svařování při teplotě 1100–1150 stupňů může obnovit tažnost. Poté by mělo následovat rychlé ochlazení (ochlazení vodou pro tenké řezy, nucený vzduch pro těžké stěny).
Společný požadavek pro obě slitiny:V kyselém provozu (NACE MR0175/ISO 15156) musí být každý svar testován na tvrdost. Obě slitiny obvykle splňují požadavek na méně než nebo rovný 35 HRC ve svařovaném stavu, ale ověření je povinné.
5. Otázka: Ve kterých konkrétních průmyslových aplikacích jsou předepsány bezešvé trubky Incoloy 864 a Incoloy 890 a jaké jsou náklady životního cyklu v porovnání s alternativními slitinami?
A:
Tyto slitiny zaujímají zřetelná místa, kde nižší slitiny selhávají, ale vysoce-slitiny niklu jsou příliš-specifikované a příliš drahé.
Aplikace s pověřením Incoloy 864 -:
Sprejové hlavice absorbéru pro odsíření spalin (FGD) a potrubí pro kaly
Kombinace nízkého pH, vysokého obsahu chloridů a erozivních částic popílku zničí 316L během měsíců.
864 poskytuje potřebné PREN (35–38) za přibližně 60–70 % ceny C-276.
Průmyslový standard podle směrnic EPRI pro kritické komponenty FGD.
Námořní čističky výfukových plynů (systémy s otevřeným{0}cyklem)
Praní na bázi{0}}mořské vody vytváří chloridy > 20 000 ppm s nízkým pH z absorpce SO₂.
864 odolává obecné korozi i napadení štěrbinami pod mořským porostem.
Nahrazuje drahý titan nebo C-276 při výrazných úsporách nákladů.
Zařízení na bělení celulózy a papíru (stupně oxidu chloričitého)
Bělení oxidem chloričitým vytváří vysoce oxidační podmínky bohaté-na chloridy.
864 v těchto prostředích překonává 317L a dokonce 904L.
Aplikace s pověřením Incoloy 890 -:
Linky na moření kovů (nádrže na směsné kyseliny a potrubí)
Mořící roztoky obsahují kyselinu dusičnou (10–25 %), kyselinu fluorovodíkovou (1–5 %) a vysoký obsah chloridů z recyklované oplachové vody.
890 s vysokým obsahem chrómu (24–28 %) odolává kyselině dusičné, zatímco molybden (4–6 %) a měď (1–2 %) zvládají redukční složky.
316L rychle selže; 904L má nedostatek chromu; 890 poskytuje nákladově-efektivní řešení.
Zařízení na regeneraci a regeneraci použité kyseliny
Vysoko-teplotní (90–150 stupňů) koncentrované kyseliny s proměnlivým redoxním potenciálem.
Přídavek křemíku 890 stabilizuje pasivní film za kolísajících podmínek.
Přímá náhrada za dražší-slitiny, jako je C-276.
Chemické tankery (plavidla IMO typu II pro kyselé náklady)
Některé klasifikační společnosti schvalují 890 pro nákladní tanky přepravující směsný kyselý odpad.
Poskytuje lepší svařitelnost a nižší cenu než nikl 200 nebo C-276.
Srovnání nákladů životního cyklu (5letá služba, 100 m 6″ potrubí podle plánu 40):
| Slitina | Materiálové náklady | Instalace | Očekávaný život | Náklady na výměnu | Celkem 5 let |
|---|---|---|---|---|---|
| 316L | $5,000 | $8,000 | 0,5 roku | $13,000 × 10 = $130,000 | $143,000 |
| 904L | $25,000 | $8,000 | 2 roky | $33,000 × 2.5 = $82,500 | $115,500 |
| 864 | $40,000 | $10,000 | 15+ let | $0 | $50,000 |
| 890 | $55,000 | $10,000 | 20+ let | $0 | $65,000 |
| C-276 | $120,000 | $15,000 | 25+ let | $0 | $135,000 |
Závěr:Pro náročné služby FGD nabízí 864 nejlepší hodnotu životního cyklu. Pro smíšené kyselé provozy s vysokým obsahem chloridů je 890 často optimální rovnováhou mezi výkonem a cenou. Obě slitiny se vyhýbají vysoké prémii C-276 a zároveň poskytují spolehlivou službu tam, kde standardní nerezové oceli selžou během měsíců.
