Hastelloy C-22 (سبائك 22) أنبوب فولاذي | الولايات المتحدة N06022, W. ن. 2.4602, NICR21MO14W

تحليل شامل لـ Hastelloy C-22 (سبائك 22) أنبوب فولاذي

أسماء تجارية مشتركة: هاستيلوي C22, إنكونيل 22, نيكل 22, سبائك 22, نيكروفر 5621.

يوفر هذا المستند تحليلًا مفصلاً لـ Hastelloy C-22 (سبائك 22, الولايات المتحدة N06022, W. ن. 2.4602, NICR21MO14W) أنبوب الصلب سبيكة, تغطي مقدمة, المواصفات, التركيب الكيميائي, خصائص المواد, الخصائص الميكانيكية المحددة في حالة الصلب, الخصائص الفيزيائية النموذجية, عمليات التصنيع, ومقارنة علمية مع سبائك أخرى, بما في ذلك Hastelloy C-276. يتم تنظيم المحتوى لتلبية متطلبات على الأقل 4000 كلمات, مع البيانات المجدولة, تفسيرات مفصلة, والتحليل العلمي باللغة الإنجليزية.

1. مقدمة إلى Hastelloy C-22 (سبائك 22)

Hastelloy C-22, المعروف أيضا باسم سبيكة 22, الولايات المتحدة N06022, أو المواد لا.. 2.4602, هو نيكل كروموم-موليبدينوم-تونغستن سوبرليوي التي طورتها هاينز إنترناشيونال. تشتهر بمقاومة التآكل الاستثنائية, إنه مصمم لأداء في بيئات عدوانية للغاية, لا سيما تلك التي تنطوي على الظروف المؤكسدة والحد. مقارنة بسلفها, Hastelloy C-276, سبائك 22 يوفر مقاومة معززة للتأثير, تآكل الشقوق, وتكسير التآكل, خاصة في وسائل الإعلام المؤكسدة, جعلها خيارًا مفضلاً للتطبيقات المهمة في الصناعات مثل المعالجة الكيميائية, التصنيع الصيدلاني, السيطرة على التلوث, والطاقة النووية.

تكوين السبائك المتوازن, مع انخفاض الحديد ومحتوى الكروم الأعلى من C-276, يحسن أدائها في البيئات التي تحتوي, الكلور الرطب, والأحماض المؤكسدة مثل حمض النيتريك. محتوى الكربون المنخفض يقلل من هطول الأمطار أثناء اللحام, ضمان مقاومة التآكل في الهياكل ذات الدقة. Hastelloy C-22 متاح في أشكال مختلفة, بما في ذلك الأنابيب السلس واللحام, الأنابيب, أوراق, لوحات, والتجهيزات, مع كون الأنابيب حاسمة لنقل السوائل في البيئات المسببة للتآكل.

يركز هذا التحليل على أنابيب الصلب Hastelloy C-22, تقديم نظرة عامة شاملة على مواصفاتهم, ملكيات, عمليات التصنيع, والتطبيقات, بمقارنة علمية للسبائك الأخرى, لا سيما Hastelloy C-276, لتسليط الضوء على مزاياها وقيودها.

2. مواصفات أنبوب الصلب Hastelloy C-22

2.1 المعايير

يتم تصنيع أنابيب Hastelloy C-22 لتلبية المعايير الدولية, ضمان الجودة, تناسق, والتوافق. تشمل المعايير الرئيسية:

هذه المعايير تحكم التكوين الكيميائي, الخصائص الميكانيكية, تحمل الأبعاد, ومتطلبات الاختبار.

2.2 القطر الخارجي (التطوير التنظيمي)

يختلف القطر الخارجي لأنابيب Hastelloy C-22 بناءً على طريقة التطبيق والتصنيع:

يمكن إنتاج أقطار مخصصة لتلبية احتياجات المشروع المحددة.

2.3 سمك الجدار

يتم تحديد سمك الجدار بأرقام الجدول الزمني (مثل, SCH 5, SCH 10, SCH 40, SCH 80, SCH 160) أو بالملليمترات:

يحدد السماكة تصنيف ضغط الأنابيب والسلامة الهيكلية.

2.4 الطول

تتوفر أنابيب Hastelloy C-22 بأطوال قياسية ومخصصة:

2.5 الانتهاء من السطح

تشطيبات السطح تعزز مقاومة التآكل والجمال. تشطيبات شائعة تشمل:

2.6 درجة (ASTM/uns)

تم تعيين السبائك على أنها:

3. التركيب الكيميائي

تم تحسين التركيب الكيميائي لـ Hastelloy C-22 لمقاومة التآكل في البيئات العدوانية. تحتوي السبائك على كروم أعلى وحديد أقل من Hastelloy C-276, تعزيز أدائها في الظروف المؤكسدة. يوضح الجدول التالي التكوين:

عنصر	نسبة مئوية (%)
نيكل (ني)	توازن (55.0 - 59.0)
كروم (الجمهورية التشيكية)	20.0 - 22.5
الموليبدينوم (مو)	12.5 - 14.5
التنغستن (W)	2.5 - 3.5
حديد (ف)	2.0 - 6.0
الكوبالت (شركة)	2.5 (الأعلى)
منغنيز (مينيسوتا)	0.50 (الأعلى)
كربون (ج)	0.015 (الأعلى)
سليكون (سي)	0.08 (الأعلى)
فسفور (P)	0.02 (الأعلى)
كبريت (S)	0.02 (الأعلى)
الفاناديوم (V)	0.35 (الأعلى)

تحليل التكوين

4. خصائص المواد

Hastelloy C-22 يعرض ميكانيكية استثنائية, بدني, والخصائص المقاومة للتآكل, جعلها مثالية للتطبيقات الصعبة.

4.1 الخصائص الميكانيكية المحددة في حالة الصلب

يتم تحديد الخواص الميكانيكية لـ Hastelloy C-22 في حالة الصلب وفقًا لمعايير ASTM. يلخص الجدول التالي هذه الخصائص:

ملكية	قيمة
قوة الشد	690 الآلام والكروب الذهنية (100 كى اس اي) دقيقة
قوة العائد (0.2% الإزاحة)	310 الآلام والكروب الذهنية (45 كى اس اي) دقيقة
استطاله	45% دقيقة
صلابة (روكويل ب)	90 الأعلى

4.2 الخصائص الفيزيائية النموذجية

الخصائص الفيزيائية لـ Hastelloy C-22 أمر بالغ الأهمية لاعتبارات التصميم والتطبيق:

ملكية	قيمة
كثافة	8.69 جم / سم مكعب (0.314 LB/in³)
نقطة الانصهار	1357 - 1399 درجة مئوية (2475 - 2550 درجة فهرنهايت)
سعة حرارة محددة	414 ي/كغ · ك (0.099 BTU/lb · ° f)
الموصلية الحرارية	11.1 ث / م · ك (76.8 BTU · in/hr · ft² · ° f)
المقاومة الكهربائية	1.14 µΩ · م (678 µΩ · في)
معامل التمدد الحراري	12.4 µm/m · ° c (6.9 µin/في · ° f) (20-100 درجة مئوية)

4.3 مقاومة التآكل

تشتهر Hastelloy C-22 بمقاومة التآكل الفائقة, خاصة في البيئات المؤكسدة:

4.4 قابلية اللحام

Hastelloy C-22 قابل لحامه بشكل كبير باستخدام التقنيات القياسية, بما فيها:

محتوى الكربون المنخفض وتكوينه المحسن يقلل من خطر التوعية, التخلص من الحاجة إلى معالجة حرارة ما بعد الدفعة في معظم الحالات.

4.5 القدرة على التصنيع

Hastelloy C-22 من الصعب بشكل معتدل الماكينة بسبب خصائصه في صيد العمل وقوة عالية:

5. عملية التصنيع

يتم إنتاج أنابيب Hastelloy C-22 باستخدام تقنيات التصنيع المتقدمة لضمان الجودة والأداء. وتشمل العمليات الأساسية:

5.1 تصنيع الأنابيب السلس

يتم إنتاج الأنابيب غير الملحومة من خلال عمليات العمل الساخنة أو الباردة:

5.2 تصنيع الأنابيب الملحومة

يتم إنتاج الأنابيب الملحومة من صفائح أو ألواح Hastelloy C-22 التي لفتت مسطحة:

5.3 ضبط الجودة

6. مقارنة مع Hastelloy C-276 والسبائك الأخرى

غالبًا ما تتم مقارنة Hastelloy C-22 مع Hastelloy C-276 والسبائك الأخرى القائمة على النيكل. توفر الأقسام التالية مقارنة علمية.

6.1 مقارنة التكوين الكيميائي

عنصر	Hastelloy C-22 (%)	Hastelloy C-276 (%)	إنكونيل 625 (%)	سبائك 825 (%)
نيكل (ني)	55.0 - 59.0	55.0 - 57.0	58.0 دقيقة	38.0 - 46.0
كروم (الجمهورية التشيكية)	20.0 - 22.5	14.5 - 16.5	20.0 - 23.0	19.5 - 23.5
الموليبدينوم (مو)	12.5 - 14.5	15.0 - 17.0	8.0 - 10.0	2.5 - 3.5
التنغستن (W)	2.5 - 3.5	3.0 - 4.5	-	-
حديد (ف)	2.0 - 6.0	4.0 - 7.0	5.0 الأعلى	22.0 دقيقة
كربون (ج)	0.015 الأعلى	0.01 الأعلى	0.10 الأعلى	0.05 الأعلى

تحليل:

6.2 مقارنة مقاومة التآكل

بيئة	Hastelloy C-22	Hastelloy C-276	إنكونيل 625	سبائك 825
حمض الهيدروكلوريك (10%)	جيد	ممتاز	معتدل	فقير
حمض الكبريتيك (50%)	ممتاز	ممتاز	جيد	معتدل
حمض النيتريك (65%)	ممتاز	جيد	جيد	معتدل
ماء البحر (الكلوريد)	ممتاز	ممتاز	جيد	جيد
تحرض المقاومة (خشب*)	47	45	40	31

*خذ = ٪ cr + 3.3 × ٪ مو + 16 × ٪ ن

تحليل:

6.3 خصائص الميكانيكية مقارنة

سبائك	قوة الشد (الآلام والكروب الذهنية)	قوة العائد (الآلام والكروب الذهنية)	استطاله (%)
Hastelloy C-22	690	310	45
Hastelloy C-276	690	283	40
إنكونيل 625	830	415	30
سبائك 825	590	220	30

تحليل:

6.4 تحليل التكلفة

Hastelloy C-22 هي سبيكة متميزة, مع أسعار تتراوح من $45 إلى $65 لكل كجم, أعلى بقليل من C-276 ($40- 60 دولار لكل كيلوغرام) بسبب خصائصها المحسنة. مقارنة ب:

7. أحجام الأنابيب والجداول الزمنية

تتوفر أنابيب Hastelloy C-22 بأحجام وجداول زمنية مختلفة لتلبية المتطلبات الصناعية.

7.1 أحجام الأنابيب الاسمية (مصادر القدرة النووية)

مصادر القدرة النووية (بوصة)	التطوير التنظيمي (مم)	جداول مشتركة	تطبيقات
1/8	10.3	SCH 10, 40, 80	خطوط كيميائية قطر صغيرة
1/2	21.3	SCH 10, 40, 80, 160	المبادلات الحرارية, عملية الأنابيب
1	33.4	SCH 10, 40, 80, 160	المفاعلات الكيميائية
2	60.3	SCH 10, 40, 80, 160	أنظمة مكافحة التلوث
4	114.3	SCH 10, 40, 80	خطوط عملية واسعة النطاق
12	323.8	SCH 10, 40, 80	أنابيب معالجة النفايات
24	609.6	SCH 10, 40	المفاعلات الصناعية

7.2 سمك الجدار حسب الجدول الزمني

جدول	سمك الجدار (مم) لـ NPS 1 " (33.4 مم من)	تصنيف الضغط (رطل لكل بوصة مربعة)
SCH 5	1.65	850
SCH 10	2.77	1400
SCH 40	3.38	1850
SCH 80	4.55	2700
SCH 160	6.35	4000

7.3 حساب وزن الأنابيب

يتم حساب وزن أنابيب Hastelloy C-22 باستخدام:

أين:

مثال: ل 2 "nps (60.3 مم من) أنبوب مع SCH 40 (4.55 مم بالوزن):

8. تطبيقات أنابيب Hastelloy C-22

يتم استخدام أنابيب Hastelloy C-22 في الصناعات التي تتطلب مقاومة تآكل متفوقة:

9. التحليل العلمي ودراسات الحالة

9.1 أداء التآكل

دراسة الحالة: مفاعل حمض النيتريك ، يستخدم مصنع كيميائي أنابيب Hastelloy C-22 في معالجة المفاعل 65% حمض النيتريك عند 90 درجة مئوية. بعد 5 سنوات, كان معدل التآكل ضئيلًا (<0.01 مم/سنة), مقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ 316L, الذي فشل في الداخل 6 الشهور (1.5 مم/سنة). C-22 تفوقت C-276 (0.03 مم/سنة), تسليط الضوء على تفوقها في بيئات المؤكسدة.

9.2 مقاومة عيوب اللحام

يقلل محتوى الحديد السفلي من C-22 من عيوب اللحام مقارنة بـ C-276, تحسين الموثوقية في أنظمة الأنابيب الملحومة. تُظهر اختبارات ASTM G28 لحامات C-22 مقاومة التآكل في حمض الكبريتيك المغلي, على عكس بعض السبائك ذات الدرجة الأدنى.

9.3 تحليل التكلفة والعائد

في حين أن C-22 أغلى من C-276, عمر الخدمة الأطول في البيئات المؤكسدة (مثل, 20% أطول في أنظمة حمض النيتريك) يبرر تكلفة التطبيقات الحرجة.

طلب:

10. استنتاج

Hastelloy C-22 (سبائك 22) أنابيب الصلب من السبائك هي مادة عالية الأداء مصممة لمقاومة التآكل الاستثنائية في البيئات المؤكسدة والحد. محتوى الكروم العالي, انخفاض الحديد, وتوازن تكوين النيكل المولدنوم تونغستن يوفر أداءً فائقًا في البيئات الكيميائية العدوانية مقارنةً بـ Hastelloy C-276, إنكونيل 625, وسبائك 825. قابلية لحام السبائك, قابلية التشكيل, والخصائص الميكانيكية تجعلها مثالية للأنابيب غير الملحومة واللحام في المعالجة الكيميائية, المستحضرات الصيدلانية, والتحكم في التلوث.