Које су предности коришћења легура на бази никла-за цеви прегрејача котлова у термоелектранама?
1.1 Одличне механичке особине{1}}при високим температурама
Висока отпорност на пузање и ломљење: Легуре на бази никла- (нпр. Инцонел 625, Хастеллои Кс) се ослањају на елементе за јачање чврстог раствора (Цр, Мо, В) и фазе јачања падавинама ( ', '') да инхибирају кретање дислокација на високим температурама. Њихов век пузања при ломљењу на 650 степени и 100 МПа може да пређе 10.000 сати, што је 3–5 пута дуже од топлотно{11}}отпорног мартензитног челика. Ово спречава прерано пуцање цеви узроковано деформацијом пузања под дуготрајним-напрезањем на високим температурама{14}.
Добра отпорност на топлотни замор: Током покретања-искључивања термоенергетских јединица, цеви прегрејача се циклично загревају и хладе, што доводи до термичког замора. Низак коефицијент топлотног ширења и висока топлотна проводљивост легура на бази никла- смањују акумулацију топлотног напрезања, значајно побољшавајући отпорност на пуцање услед термичког замора.
1.2 Врхунска отпорност на корозију и оксидацију
Отпорност на оксидацију{0}при високим температурама: Легуре на бази никла- формирају густ, приањајући Цр₂О₃ заштитни филм на површини на високим температурама, који ефикасно блокира продор кисеоника и корозивних медија. Чак и на 700 степени, стопа оксидације је мања од 0,01 мм/годишње, далеко нижа од оне код традиционалних челика отпорних на топлоту.
Отпорност на корозију димним гасовима и пепелом: Димни гас у термоелектранама садржи СО₂, ХЦл и соли алкалних метала (нпр. На₂СО₄, К₂СО₄). Ове супстанце реагују са површином цеви и формирају еутектику ниске{3}}тачке{4}}тачке{4}}, изазивајући високо{5}корозију на високим температурама и корозију пепела. Легуре на бази никла- са високим садржајем Мо и В могу да се одупру ерозији ових корозивних медија, избегавајући удубљење и стањивање зида цеви.
1.3 Јака структурна стабилност
Легуре на бази никла-одржавају стабилну-кубичну (ФЦЦ) кристалну структуру у опсегу радних температура прегрејача, без подвргавања кртим фазним трансформацијама (нпр. мартензитна трансформација) до којих долази код неких топлотно-челика отпорних. Ово обезбеђује доследна механичка својства током-дуготрајног сервиса.
Елементи у траговима као што су Ти и Нб у легури формирају стабилне карбиде, који причвршћују границе зрна и спречавају грубо зрно на високим температурама, додатно побољшавајући структурну стабилност цеви.
1.4 Продужени радни век и смањени трошкови одржавања
Век трајања прегрејача од легуре никла-може да достигне 20–30 година, што је двоструко дуже него код традиционалних челичних цеви отпорних на топлоту{3}} (10–15 година). Ово смањује учесталост замене цеви и застоја јединице.
Одлична отпорност на корозију минимизира стањивање зидова цеви и ризик од цурења, смањујући трошкове одржавања котловског система и побољшавајући оперативну поузданост термоелектрана.
2. Које легуре на бази никла{1}}су погодне за високотемпературне{2}}цеви и цеви високог{3}}притиска у петрохемијској индустрији?
2.1 Инцонел 625 – Идеалан за опште високе-температуре и корозивне услове високог-притиска
Кључна композиција: Ни-Цр-Мо-Нб легура са 21% Цр, 9% Мо и 3,6% Нб.
Основне предности: Комбинује одличан ефекат јачања чврстог раствора и отпорност на корозију. Поседује јаку отпорност на корозију удубљења, корозију у пукотинама и пуцање од корозије под напоном (СЦЦ) у медијумима који садрже хлорид{1}}. Елемент Нб формира стабилне карбиде, побољшавајући високо{3}}температурну чврстоћу и структурну стабилност. Може да ради стабилно на температурама до 980 степени и погодан је за цеви високог{6}}притиска у системима за одсумпоравање димних гасова (ФГД) и јединицама за хидрокрекинг.
Типичне примене: излазне цеви реактора петрохемијског хидрокрекинга, цеви за реформерске пећи и високо{0}}цевоводи за пару.
2.2 Хастеллои Кс – Пожељно за окружења са ултра-високим-температурама које оксидирају
Кључна композиција: Легура Ни-Цр-Цо-Мо са 22% Цр, 9% Мо и 18% Цо.
Основне предности: Изузетна отпорност на оксидацију{{0}при високим температурама и отпорност на топлотни замор. Може да одржи добра механичка својства у оксидационом окружењу димних гасова на 1000 степени и има одличну заварљивост. Висок садржај Цо побољшава отпорност легуре на пузање на екстремним температурама, што је чини погодном за цеви у високо{4}}пећи за грејање и пећима за крекирање.
Типичне примене: Цеви са зрачећим пресеком пећи за крекинг етилена, високо{0}}цевоводи за димне гасове у петрохемијским постројењима.
2.3 Хастеллои Ц276 – Оптимално за корозивна окружења са високим-температуром и високим{3}}притиском
Кључна композиција: Ни-Цр-Мо- легура са 15,5% Цр, 16% Мо и 4% В.
Основне предности: Позната као „универзална легура отпорна на корозију{0}}“, има одличну отпорност на редукцију и оксидацију мешаних киселина, као и на корозију хлоридних јона. Може да издржи корозију водоник-сулфида, сумпорне киселине и органских киселина у окружењима са високим-температурама и високим{3}}притиском. Погодан је за цеви у процесима са јаком корозијом и високим притиском, као што су јединице за рекуперацију сумпора и системи за третман киселог гаса.
Типичне примене: Петрохемијски гасовод за пренос киселог гаса, цеви јединице за алкилацију сумпорне киселине.
2.4 Инцонел 718 – Погодно за окружења са високо-температуром и високим{3}}притиском која захтевају велику чврстоћу
Кључна композиција: Ни-Цр-Фе-Нб легура са 19% Цр, 5% Нб и 3% Мо.
Основне предности: Ослањајући се на ''фазно ојачање падавинама, има ултра-високу затезну чврстоћу (преко 1300 МПа) и границу течења на средњим температурама (400–650 степени). Такође има добру отпорност на корозију, што га чини погодним за цеви са високим{5}температуром и високим-притиском које морају да поднесу велика механичка напрезања. Отпоран на корозионо пуцање под напоном и деформацију пузања.
Типичне примене: Цеви за убризгавање-високог притиска у петрохемијској опреми на ушћу бушотина, високо{1}}цевоводи за високу температуру и-притиске на нафтним платформама на мору.
