Зашто је Инцолои 27-7МО бешавна цев пожељна за екстремна морска вода и окружења са високим садржајем хлорида?

1. П: Које су основне разлике у саставу и својствима између цеви од легуре Инцолои 27-7МО и А-286?

A:Инцолои 27-7МО и А-286 су легуре високих-перформанси, али служе фундаментално различитим применама-један је супер-аустенитни нерђајући челик за водену корозију, док је други преципитацијски-базни нерђајући челик за високотемпературну чврстоћу гвожђа.

Инцолои 27-7МО (УНС С31277)је супер-аустенитни нерђајући челик дизајниран за екстремну отпорност на корозију у води, посебно у морској води и агресивном хлоридном окружењу. Његов номинални састав је 27–29% никла, 20–22% хрома, 6,0–7,0% молибдена, 1,5–2,5% бакра, 0,25–0,35% азота и баланс гвожђа. Ознака „27-7“ односи се на приближно 27% никла и 7% молибдена. Ова легура има веома висок ниво молибдена (6–7%) и висок садржај азота (0,25–0,35%), што јој даје изузетно висок еквивалентни број отпорности на таложење (ПРЕН) од 50–55-који је један од највиших од свих комерцијално доступних аустенитних нерђајућих челика. Висок садржај никла (27–29%) обезбеђује изузетну отпорност на пуцање на корозију под напоном хлоридом. Инцолои 27-7МО је ојачан чврстим раствором са типичном граном течења од 50–65 кси (345–448 МПа) на собној температури, што је више од стандардног аустенитизма због ојачања азотом. НИЈЕ дизајниран за рад на високим температурама изнад приближно 600 степени Ф (316 степени).

А-286 (УНС С66286)је суперлегура на{0}}бази гвожђа ојачана таложним очвршћавањем. Његов номинални састав је 24–27% никла, 13,5–16,0% хрома, 1,0–1,5% молибдена, 1,9–2,35% титанијума, 0,1–0,5% алуминијума, 0,003–0,01% бора, 0,1–0,5% бора и 0,1–0. Обратите пажњу на присуство титанијума, алуминијума и бора-ови елементи омогућавају стврдњавање преципитацијом кроз формирање гама-приме (Ни₃(Ал,Ти)) честица. А-286 није нерђајући челик; то је суперлегура дизајнирана за чврстоћу на високим температурама и отпорност на оксидацију до приближно 1300 степени Ф (704 степена). Типична граница течења након топлотне обраде је 90–110 кси (621–758 МПа) на собној температури, пада на 70–80 кси на 1200 степени Ф (649 степени). Легура такође садржи знатно мање хрома (13,5–16%) од Инцолои 27-7МО, што је чини мање отпорном на корозију у води.

Металуршке импликације:Инцолои 27-7МО је дизајниран завлажна, ниска-до-умерена температура (до 600 степени Ф / 316 степени) водена корозијау морској води, хемијској преради и одсумпоравању димних гасова. Нема значајну отпорност на високу{1}температуру или отпорност на оксидацију. А-286 је дизајниран зависоко{0}}услуга на високим температурама (до 1300 степени Ф / 704 степена) са високим захтевима за чврстоћуу ваздухопловству, гасним турбинама и аутомобилским апликацијама. Има само умерену отпорност на корозију у води и могао би да удуби и кородира у морској води.

Избор између њих:Ако апликација укључујеморска вода, слани раствор или кисели хлориди на умереним температурама са умереним захтевима за чврстоћом, изаберите Инцолои 27-7МО. Ако апликација укључујевисоке температуре (1000–1300 степени Ф / 538–704 степена) које захтевају високу чврстоћу и отпорност на оксидацију, изаберите А-286. Постоји минимално преклапање у њиховим услугама.

---

2. П: Који индустријски стандарди и спецификације регулишу бешавне цеви од легуре Инцолои 27-7МО и А-286?

A:Ове две легуре су регулисане потпуно различитим оквирима спецификација-поморских/хемијских за 27-7МО и ваздухопловних/гасних турбина за А-286.

За бешавне цеви Инцолои 27-7МО:

АСТМ Б677 / АСМЕ СБ677– Стандардна спецификација за бешавне цеви од легура никла-гвожђа-хром-молибдена-бакара{4}}. Ово је примарна спецификација за УНС С31277 и сличне супер{7}} класе аустенита.

АСТМ Б829– Општи захтеви за бешавне цеви од легуре никла (допуна Б677).

НОРСОК М-630– Норвешки стандард за нафту и гас који укључује 27-7МО за услуге морске воде и слане воде.

АСМЕ код за котлове и посуде под притиском, одељак ИИ, део Д– Обезбеђује дозвољене вредности напрезања за С31277 на температурама до приближно 600 степени Ф (316 степени).

За бешавне цеви А-286:

АСТМ А453 / АСМЕ СА453– Стандардна спецификација за високо{0}температурни материјал за вијке, али се често проширује на цеви и цеви са додатним захтевима. Класа А, класа Б или Ц (у зависности од термичке обраде) покрива А-286.

АМС 5731– Спецификација материјала за ваздухопловство за бешавне цеви А-286, третиране раствором и очвршћене на падавинама. Ово је најчешћа спецификација за А-286 цев/цев у ваздухопловним апликацијама.

АМС 5732– Слично 5731, али за мању тврдоћу и побољшану обрадивост.

АСТМ Б983(понекад се помиње) – Цев од легуре хрома никла-отврдњавајућа током падавина-гвожђа-, мада се А-286 ређе испоручује као цев него као шипка или ковање.

АСМЕ код за котлове и посуде под притиском, одељак ИИ, део Д– Обезбеђује дозвољене вредности напрезања за А-286 (УНС С66286) на температурама до 1300 степени Ф (704 степена).

Разматрања набавке:Инцолои 27-7МО бешавне цеви је специјална класа са ограниченим изворима млевења; очекујте рок испоруке од 12–18 недеља. Бешавна цев А-286 је такође специјалан производ, који се обично производи по наруџбини са роком испоруке од 12-20 недеља. За А-286, купци морају да наведу жељене услове термичке обраде (третирани раствором и стари), а за критичне примене, потребно је испитивање затезања на повишеној температури према АМС спецификацијама.

---

3. П: Зашто је Инцолои 27-7МО бешавна цев пожељна за екстремна морска вода и окружења са високим садржајем хлорида?

A:Инцолои 27-7МО бешавна цев представља највиши ниво отпорности на корозију на рупице и пукотине који је доступан у аустенитном нерђајућем челику, што га чини изборним материјалом за најзахтевније апликације за морску воду и слану воду. Три специфичне карактеристике објашњавају његову супериорност.

Прво, изузетно висок еквивалентни број отпорности на питинг (ПРЕН).ПРЕН се израчунава као %Цр + 3.3×%Мо + 16×%Н. За Инцолои 27-7МО:

Хром: 20–22%

молибден: 6,0–7,0%

Азот: 0,25–0,35%

Ово даје ПРЕН од приближно 50–55. Поређења ради:

Нерђајући челик 316Л: ПРЕН ∼24–26

Дуплекс 2205: ПРЕН ∼35–38

Инцолои 825: ПРЕН ∼30–33

Инцолои 926 (6% Мо): ПРЕН ∼40–45

ПРЕН изнад 40 сматра се одличним за услуге морске воде. ПРЕН изнад 50 је изузетан. Инцолои 27-7МО отпоран је на корозију удубљења и пукотина у морској води на температурама до приближно 180–200 степени Ф (82–93 степена)-знатно изнад типичних температура морске воде. Ово га чини погодним за системе за хлађење морском водом у тропским климама, као и за концентраторе слане воде и апликације са бочатом водом на високим температурама где друге легуре са 6% Мо још увек могу да доживе локализован напад.

Друго, изузетна отпорност на пуцање хлоридним стресом (СЦЦ).Са 27–29% никла, Инцолои 27-7МО има значајно већи садржај никла од стандардних супер-аустенитних класа (Инцолои 926 има 24–26% Ни). Већи садржај никла обезбеђује већу маргину сигурности против хлорида СЦЦ. Легура је отпорна на СЦЦ на свим температурама које се јављају у раду у води, укључујући концентроване слане воде, кондензат паре са преносом хлорида и морске атмосферске услове са сланим спрејом.

Треће, већа чврстоћа од стандардних 6% Мо легура.Повишен садржај азота (0,25–0,35%) обезбеђује ојачавање чврстог раствора, дајући Инцолои 27-7МО типичне границе течења од 50–65 кси (345–448 МПа)-приближно 30–40% веће од стандардних легура од 6% Мо 4–5 (које типично кси35). Ова већа чврстоћа омогућава тање зидне делове цеви, смањујући тежину и трошкове у неким применама.

Упоредни учинак:У постројењу за десалинизацију морске воде са реверзном осмозом (СВРО) високог{0}}тока слане воде на 160 степени Ф (71 степен) са 70.000 ппм хлорида:

Дуплек 2205 доживљава корозију у пукотинама у року од 6-12 месеци

Инцолои 926 (6% Мо) може да преживи 2-3 године, али почиње рушење на заптивкама

Инцолои 27-7МО пружа 10+ година рада без видљивих рупица

Типичне примене:Цевоводи високог{0}}притиска са реверзном осмозом морске воде (СВРО), концентратори слане воде, системи за ватрогасну воду на морској платформи (тропске локације), системи за хлађење морске воде у електранама (једном-пролазећи и рециркулациони), линије за терет хемијских танкера које рукују агресивним растворима и системи за максималну отпорност реактора на хлорид за фармацеутске производе.

---

4. П: Зашто се цев од легуре А-286 користи у ваздухопловству и применама гасних турбина упркос свом умереном садржају хрома?

A:Цев од легуре А-286 је од 1950-их радни материјал у ваздухопловству, гасним турбинама и аутомобилским турбопуњачима због своје јединствене комбинацијевисока -температурна чврстоћа, могућност израде и исплативост{1}}. Три специфичне карактеристике објашњавају његову трајну популарност.

Прво, падавина{0}}очврснула је јачину до 1300 степени Ф (704 степена).Кроз контролисану топлотну обраду у два-степена (жарење раствора на 1800 степени Ф / 982 степена праћено старењем на 1325 степени Ф / 718 степени и 1150 степени Ф / 621 степен), А-286 развија фину дисперзију гама{{22Ти₂ претворбе гама{{22}) Ови преципитати су кохерентни са аустенитном матриксом, обезбеђујући значајно ојачање без кртости. Типичне границе течења су 90–110 кси (621–758 МПа) на собној температури, и што је важно, легура задржава 70–80% ове чврстоће на 1200 степени Ф (649 степени). Ова комбинација је неупоредива са стандардним аустенитним нерђајућим челицима (који брзо омекшавају изнад 1000 степени Ф / 538 степени) и повољно се такмиче са скупљим суперлегурама на бази никла као што је Инцонел 718 на температурама испод 1300 степени Ф.

Друго, добра отпорност на оксидацију за ниво хрома.Са само 13,5–16% хрома, А-286 не би био изабран за екстремну оксидациону услугу. Међутим, за температуре до 1300 степени Ф (704 степена), овај ниво хрома је адекватан да формира заштитну скалу хром-оксида. Легура такође има користи од малих додатака алуминијума (0,1–0,5%), што додатно повећава отпорност на оксидацију. У цевоводима за пражњење компресора гасне турбине (обично 800–1200 степени Ф / 427–649 степени), А-286 пружа одличан радни век без потребе за легурама са више хрома (и скупљим).

Треће, одлична могућност израде и заварљивости.За разлику од многих суперлегура{0}}које су склоне деформисању-прслинама, А-286 се може заварити у раствору-ужареном стању и касније одлежати. Нижа отврдљивост легуре у поређењу са суперлегурама на бази никла чини је отпорнијом током заваривања и обликовања. Ово га је учинило омиљеним за фабриковане компоненте као што су издувни колектори, кућишта турбопуњача и кућишта компресора млазних мотора. Легура се такође прилично добро обрађује у старом стању, иако је хабање алата веће него код стандардних нерђајућих челика.

Упоредне перформансе у применама турбо пуњача:У турбо пуњачу дизел мотора који ради на 1250 степени Ф (677 степени) са цикличним термичким оптерећењем:

304Х нерђајући челик: неадекватна чврстоћа, деформација пузања узрокује изобличење кућишта у року од 1-2 године

Инцонел 718: одличне перформансе, али висока цена (3–5× А-286) и тежак за производњу

А-286: пружа 5-8 година службе по цени приближно 1,5-2× од 304Х

Типичне примене:Кућишта компресора млазног мотора и одводни ваздушни канали, испусни цевовод компресора гасне турбине, кућишта турбопуњача дизел мотора и турбински точкови, аутомобилски издувни вентили и разводници (примена високих{0}}учинака), причвршћивачи и завртњи за ваздухопловство (АСТМ А453 класа А) и вијци и парне турбине.

---

5. П: Који су критични захтеви за заваривање и термичку обраду за цеви од легуре Инцолои 27-7МО у односу на А-286 цеви?

A:Заваривање ове две легуре захтева суштински различите приступе-Инцолои 27-7МО је чврста-решење ојачана са добром заварљивошћу (уз мере предострожности да се одржи отпорност на удубљење), док А-286 очвршћава према падавинама и захтева старење после заваривања да би се постигла пуна чврстоћа.

За цев Инцолои 27-7МО (супер-аустенитна, чврсти раствор):

Избор метала за пуњење:КориститеЕРНиЦрМо-3(Инцонел 625) илиЕРНиЦрМо-10(Инцонел 622) као стандардна пунила. Пунило мора да одговара или премашује садржај молибдена у основном металу (6–7%) да би се одржала отпорност на удубљење.ЕРНиЦрМо-4(Ц-276) је такође прихватљиво. Никада не користите пунила од нерђајућег челика (308Л, 316Л) - стварају галванску корозиону ћелију и немају молибден.

Контрола уноса топлоте:Максимална температура између пролаза: 250 степени Ф (121 степен). Унос топлоте је ограничен на 20–40 кЈ/ин (8–16 кЈ/цм). Већи унос топлоте може да изазове таложење фазе богате молибденом- (сигма или цхи фазе) што смањује отпорност на питинг за 50% или више. Уместо ткања, користите перле.

Чишћење пре{0}заваривања:Очистите ацетоном или наменском четком од нерђајућег челика. Користите брусне плоче резервисане за легуре никла. Уклоните сву контаминацију угљеничног челика-честице гвожђа које су уграђене ће зарђати и покренути рупе.

Термичка обрада након{0}заваривања (углавном није потребна):За већину примена, Инцолои 27-7МО се користи у завареном стању. За максималну отпорност на корозију у тешким окружењима (нпр. топла морска вода са стагнирајућим условима), жарење раствора на 1950–2050 степени Ф (1066–1121 степен) праћено брзим гашењем водом враћа пуну отпорност на точење. Ово се ретко ради на цевима због ризика од изобличења.

За цев А-286 (отврдњавање падавинама):

Избор метала за пуњење:КориститеА-286 одговарајући пунилац(често означен као ЕРНиЦрФе-? или власнички). Ово пунило садржи титанијум и алуминијум како би се омогућило стврдњавање у слоју завара. Никада не користите стандардна пунила од нерђајућег челика или уобичајена пунила од никла као што је ЕРНиЦр-3 – они неће постићи потребну чврстоћу на високим температурама.

Контрола уноса топлоте:Максимална температура између пролаза: 200 степени Ф (93 степена). Унос топлоте је ограничен на 15–30 кЈ/ин (6–12 кЈ/цм). Мањи унос топлоте минимизира ширину{8}}зоне погођене топлотом и смањује заостала напрезања.

Стање пре{0} заваривања:Увек заварите у раствору-ужареном (меком) стању-никада у одлежаном стању. Заваривање остарели материјал изазива напрезање-старост напрслина у зони{4}}захваћеној топлотом.

Термичка обрада након{0}заваривања је обавезна за сервис при пуној снази:

Решење жарење(ако је потребно након заваривања): 1800 степени Ф (982 степена) у трајању од 1 сата по инчу дебљине, након чега следи брзо хлађење (гашење ваздухом или уљем)

Третман старења:Загрејати на 1325 степени Ф (718 степени), држати 16 сати, пећи охладити на 1150 степени Ф (621 степен) на максималних 200 степени Ф (93 степена)/сат, држати 16 сати, а затим охладити на ваздуху

Без-старења после заваривања, заварени спој има само 40–50 кси (276–345 МПа) јачине течења-потпуно неадекватно за ваздухопловство или услуге гасних турбина које захтевају 90+ кси.

Критична упозорења:

За Инцолои 27-7МО:Немојте користити пунила од нерђајућег челика-они немају молибден и стварају зону заваривања склону корозији{1}}. Немојте прегревати-формирање сигма фазе је неповратно без потпуног жарења раствора. Не користите контаминиране брусне плоче-честице угљеничног челика уметнуте у отворе.

За А-286:Никада не варите без квалификованог поступка. Никада не варите у старом стању. Никада не прескачите после-старења заваривања за компоненте које садрже притисак{3} или високе{4}. Осетљивост легуре на деформисање-старост захтева пажљиву контролу брзине термичке обраде. Садржај бора (0,003–0,01%) побољшава снагу пузања, али повећава подложност пуцању од врућине-пажљиво контролишите унос топлоте.

Квалификациони услови:

За Инцолои 27-7МО у употреби морске воде, квалификација поступка заваривања мора укључити испитивање корозије удубљења према АСТМ Г48 (гвоздени хлорид) на повишеној температури (обично 104 степена Ф / 40 степени) да би се потврдило да заварене и зоне погођене топлотом-одржавају једнаке перформансе ПРЕН.

За А-286 у ваздухопловству или сервису са гасним турбинама, квалификација поступка заваривања мора да укључи испитивање на затезање-на повишеној температури (на предвиђеној радној температури) и, за критичне примене, испитивање пузања. АМС спецификације обично захтевају 100% радиографску инспекцију свих заварених спојева.