
1. Einführung in die C276 Hastelloy Legierung
Hastelloy C276, also known as UNS N10276 or Werkstoff Nr. 2.4819, ist ein Nickel-Molybdän-Chrom-Superalloy mit Wolframzusagen, Entwickelt für außergewöhnliche Korrosionsresistenz in schweren Umgebungen. Entwickelt von Haynes International, Es gilt allgemein als eine der vielseitigsten korrosionsbeständigen Legierungen zur Verfügung. Mit seiner einzigartigen chemischen Zusammensetzung können es aggressiven chemischen Umgebungen standhalten, einschließlich oxidierender und reduzierender Bedingungen, Machen Sie es zu einem bevorzugten Material in Branchen wie der chemischen Verarbeitung, Umweltverschmutzungskontrolle, Zellstoff- und Papierproduktion, und Marine Engineering.
Der niedrige Kohlenstoffgehalt der Legierungen minimiert den Kohlensäurebausfall beim Schweißen, Sicherstellen, dass der Korrosionsbeständigkeit in As-Welld-Strukturen gehalten wird. Sein Widerstand gegen Lochfraß, Spaltkorrosion, und Stresskorrosionsrisse verbessert seine Eignung für harte Anwendungen weiter. Hastelloy C276 ist in verschiedenen Formen erhältlich, einschließlich nahtloser und geschweißter Rohre, Röhrchen, Blätter, Teller, Riegel, und Armaturen, Mit Rohren sind eine kritische Komponente in vielen industriellen Systemen.
Diese Analyse konzentriert sich auf C276 Hastelloy Alloy -Stahlrohre, ihre Spezifikationen detailliert, Eigenschaften, und Anwendungen, mit einem wissenschaftlichen Vergleich mit äquivalenten Materialien und einem umfassenden Zusammenbruch der Rohrgrößen und -standards.
2. Spezifikationen von C276 Hastelloy Alloy Stahlrohr
2.1 Normen
Hastelloy C276 -Rohre werden gemäß mehreren internationalen Standards hergestellt, um Qualität und Kompatibilität zu gewährleisten. Die Hauptstandards umfassen:
-
ASTM B622: Seamless Nickel- und Nickel-Cobalt-Legierungsrohr und Rohr
-
ASTM B619: Schweißnickel- und Nickel-Cobalt-Leichtmetallrohr
-
ASTM B626: Nickel- und Nickel-Cobalt-Legierungsröhre geschweißt
-
ASME SB622: Seamless Nickel- und Nickel-Cobalt-Legierungsrohr und Rohr
-
ASME SB619: Schweißnickel- und Nickel-Cobalt-Leichtmetallrohr
-
VON 17751: Nickel- und Nickellegierung nahtlose und geschweißte Röhrchen
-
ISO 6207: Nahlose Nickel- und Nickellegierrohre
-
Vdtüv 400/12.98: Materialspezifikation für Nickellegierungen
Diese Standards stellen sicher, dass Hastelloy C276 Pipes den strengen Anforderungen für die chemische Zusammensetzung erfüllen, mechanische Eigenschaften, und dimensionale Toleranzen.
2.2 Außendurchmesser (OD)
Der äußere Durchmesser von Hastelloy C276 -Rohren variiert je nach Anwendung und Herstellungsprozess. Zu den gemeinsamen OD -Bereichen gehören:
-
Nahtlose Rohre: 1/8" (3.175 mm) bis 24 ” (609.6 mm)
-
Geschweißte Rohre: Bis zu 150 ” (3810 mm) Für Rohre mit großer Durchmesser
-
Röhren: 1/16" (1.59 mm) bis 4 ” (101.6 mm)
Basierend auf bestimmten Projektanforderungen sind benutzerdefinierte Durchmesser erhältlich.
2.3 Wandstärke
Die Wandstärke wird durch Zeitplannummern angegeben (zum Beispiel., SCH 5, SCH 10, SCH 40, SCH 80, SCH 160) oder in Millimetern. Typische Dickenbereiche sind:
-
Nahtlose Rohre: 0.5 mm bis 50 mm
-
Geschweißte Rohre: 0.5 mm bis 60 mm
-
Röhren: 0.5 mm bis 10 mm
Die Wandstärke beeinflusst die Druckbewertung und die mechanische Stärke des Rohrs des Rohrs.
2.4 Länge
Hastelloy C276 -Rohre sind in Standard- und benutzerdefinierten Längen erhältlich:
-
Einzelne Zufallslänge: 4.8 m zu 7.3 m (16 ft zu 24 ft)
-
Doppelte Zufallslänge: 11.8 m zu 13.7 m (38 ft zu 45 ft)
-
Schnitt nach Länge: Gemäß den Kundenspezifikationen, Typischerweise reicht von 0.5 m zu 12 m
2.5 Fertigungstechniken
Hastelloy C276 -Rohre werden unter Verwendung verschiedener Techniken hergestellt:
-
Nahtlos: Heiße Extrusion oder kalte Zeichnung, Gewährleistung einer gleichmäßigen Struktur und hohen Festigkeit.
-
Geschweißt: Elektrisches Widerstandsschweißen (ACRE), Elektrisches Fusionsschweißen (EFW), oder untergetauchtes Lichtbogenschweißen (GESEHEN), geeignet für größere Durchmesser.
-
Erfunden: Aus Tellern oder Blättern gebildet, Oft für benutzerdefinierte Formen oder Größen.
2.6 Oberflächengüte
Oberflächenoberflächen verbessern den Korrosionsbeständigkeit und die ästhetische Anziehungskraft des Rohrs. Zu den allgemeinen Oberflächen gehören:
-
Geglüht und eingelegt: Glatt, Oxidfreie Oberfläche für eine verstärkte Korrosionsbeständigkeit.
-
Poliert: Spiegelartiger Finish für ästhetische Anwendungen oder Anforderungen mit niedrigem Zunehmen.
-
Mühle Finish: Produzierte Oberfläche, geeignet für industrielle Anwendungen.
-
Beschichtet: Epoxy- oder PTFE -Beschichtungen für zusätzlichen Schutz in bestimmten Umgebungen.
2.7 Klasse (ASTM/UN)
Die Legierung ist als als bezeichnet als als:
-
-
ASTM: Hastelloy C276
-
UNS: N10276
-
Werkstoff Nr.: 2.4819
-
IN: NIMO16CR15W
-
GOST: HN65MVU
-
IT: NW 0276
-
3. Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung von Hastelloy C276 ist für seine Leistung von entscheidender Bedeutung. Die Legierung ist ein auf Nickel basierender Superalloy mit bedeutendem Molybdän, Chrom, und Wolframinhalt. Die folgende Tabelle beschreibt die typische Komposition:
Element
|
Prozentsatz (%)
|
---|---|
Nickel (Ni)
|
55.0 – 57.0 (Gleichgewicht)
|
Molybdän (Moment)
|
15.0 – 17.0
|
Chrom (CR)
|
14.5 – 16.5
|
Eisen (Fe)
|
4.0 – 7.0
|
Wolfram (W)
|
3.0 – 4.5
|
Kobalt (Co)
|
2.5 (max)
|
Mangan (MN)
|
1.0 (max)
|
Kohlenstoff (C)
|
0.01 (max)
|
Silizium (Si)
|
0.08 (max)
|
Phosphor (P)
|
0.04 (max)
|
Schwefel (S)
|
0.03 (max)
|
Vanadium (V)
|
0.35 (max)
|
Analyse der Zusammensetzung
-
Nickel (Ni): Bietet eine stabile austenitische Struktur und verbessert die Korrosionsbeständigkeit in reduzierenden Umgebungen.
-
Molybdän (Moment): Verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion, insbesondere in Chlorid-haltigen Umgebungen.
-
Chrom (CR): Verbessert die Resistenz gegen oxidierende Medien, wie Salpetersäure.
-
Wolfram (W): Erhöht die Resistenz gegen lokalisierte Korrosion und verbessert die Gesamtfestigkeit.
-
Kohlenstoff (C): Minimiert den Vergasungsausfall beim Schweißen, Verhinderung der intergranulären Korrosion.
-
Eisen (Fe): Ausgleichskosten und mechanische Eigenschaften, aber niedrig gehalten, um eine Kompromisse des Korrosionswiderstandes zu vermeiden.
4. Materialeigenschaften
Hastelloy C276 zeigt außergewöhnliche mechanische, physisch, und korrosionsbeständige Eigenschaften, wodurch es für anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.
4.1 Mechanische Eigenschaften
Die folgende Tabelle fasst die mechanischen Eigenschaften von Hastelloy C276 im geglühten Zustand zusammen:
Eigentum
|
Wert
|
---|---|
Zugfestigkeit
|
690 MPa (100 Ksi) Mindest
|
Streckgrenze (0.2% Offset)
|
283 MPa (41 Ksi) Mindest
|
Verlängerung
|
40% Mindest
|
Härte (Rockwell B)
|
87 max
|
Elastizitätsmodul
|
205 GPa (29.7 x 10⁶ psi)
|
-
Zugfestigkeit: Stellt sicher, dass die Legierung hohen Belastungen in aggressiven Umgebungen standhalten kann.
-
Streckgrenze: Zeigt eine gute Duktilität an, Verformung ohne Fraktur ermöglichen.
-
Verlängerung: Eine hohe Dehnung sorgt für die Formbarkeit und den Widerstand gegen spröde Misserfolge.
-
Härte: Mäßige Härte ermöglicht die Bearbeitung gleich.
4.2 Physikalische Eigenschaften
Eigentum
|
Wert
|
---|---|
Dichte
|
8.89 g/cm³ (0.321 lb/in³)
|
Schmelzpunkt
|
1325 - 1370 ° C. (2417 - 2500 ° F.)
|
Spezifische Wärmekapazität
|
427 J/kg · k (0.102 BTU/lb · ° F.)
|
Wärmeleitfähigkeit
|
10.2 W/m·K (70.6 BTU · In/h · ft² · ° F.)
|
Elektrischer Widerstand
|
1.23 µω · m (740 µω · in)
|
-
Dichte: Aufgrund des Nickel- und Molybdängehalts relativ hoch, Auswirkungen auf die Gewichtsüberlegungen im Design beeinflussen.
-
Schmelzpunkt: Hoher Schmelzbereich sorgt für die Stabilität von Hochtemperaturanwendungen.
-
Wärmeleitfähigkeit: Mäßig, Geeignet für Wärmetauscheranwendungen.
-
Elektrischer Widerstand: Hoher Widerstand macht es für elektrische Anwendungen weniger geeignet, ist jedoch ideal für korrosionsbeständige Komponenten.
4.3 Korrosionsbeständigkeit
Hastelloy C276 ist bekannt für seinen Korrosionsbeständigkeit in einer Vielzahl von Umgebungen:
-
Lochfraß und Spaltkorrosion: Außergewöhnlicher Widerstand aufgrund des hohen Molybdän- und Wolframgehalts, insbesondere in chloridreichen Umgebungen (zum Beispiel., Meerwasser, Nass Chlorgas).
-
Spannungsrisskorrosion (SCC): Resistent gegen SCC in Hochtemperatur, Chlorid-haltige Umgebungen.
-
Oxidierende Medien: Der Chromgehalt bietet Resistenz gegen Oxidierungen von Säuren wie Salpetersäure.
-
Medien reduzieren: Nickel und Molybdän verbessern die Leistung bei Reduzieren von Säuren wie Hydrochlora und Schwefelsäure.
-
Interkristalline Korrosion: Niedriger Kohlenstoffgehalt verhindert die Ausfällung von Vergaser, Gewährleistung der Korrosionsbeständigkeit in geschweißten Strukturen.
4.4 Schweißbarkeit
Hastelloy C276 ist unter Verwendung von Standardtechniken wie z.:
-
Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (WIG/WIG)
-
Gas-Metalllichtbogenschweißen (GMAW/MIG)
-
Schutzgasschweißen (SMAW)
Der niedrige Kohlenstoffgehalt und die Resistenz gegen Korngrenzeausfälle beseitigen in den meisten Fällen die Notwendigkeit einer Wärmebehandlung nach der Schweiß, Es ist ideal für As-Welld-Anwendungen.
4.5 Bearbeitbarkeit
Hastelloy C276 ist aufgrund seiner arbeitsbezogenen Tendenzen und hohen Scherfestigkeit mäßig schwer zu maschineüberschritten. Zu den wichtigsten Überlegungen gehören:
-
Werkzeug: Verwenden Sie Carbid- oder Hochgeschwindigkeits-Stahlwerkzeuge mit positiven Rechenwinkeln.
-
Schnittgeschwindigkeit: Niedrige bis mittelschwere Geschwindigkeiten, um die Wärmeerzeugung zu minimieren.
-
Kühlmittel: Ausreichend Kühlmittel, um den Werkzeugverschleiß zu reduzieren und die Oberflächenbeschaffung zu verbessern.
5. Äquivalente Materialien
Hastelloy C276 wird oft mit anderen Nickel-Basis-Legierungen mit ähnlicher Korrosionsresistenz verglichen. Die folgende Tabelle listet äquivalente oder vergleichbare Materialien auf:
Legierung
|
UNS
|
Werkstoff Nr.
|
Hauptmerkmale
|
---|---|---|---|
Hastelloy C276
|
N10276
|
2.4819
|
Vielseitige Korrosionsresistenz, Hervorragend bei der Oxidation und Reduzierung von Medien.
|
Hastelloy C22
|
N06022
|
2.4602
|
Überlegene Resistenz gegen oxidierende Medien, etwas bessere Schweißbarkeit.
|
Inconel 625
|
Nr. N06625
|
2.4856
|
Hohe Festigkeit, Gute Korrosionsbeständigkeit, aber weniger wirksam bei der Reduzierung von Säuren.
|
Monel 400
|
N04400
|
2.4360
|
Ausgezeichnet im Meerwasser, aber begrenzte Resistenz gegen Säuren im Vergleich zu C276.
|
Legierung 825
|
N08825
|
2.4858
|
Gute Korrosionsbeständigkeit, aber weniger wirksam in schweren Umgebungen.
|
Vergleichende Analyse
-
Hastelloy C276 vs. C22:
-
C276: Besserer Widerstand gegen Reduktionsumgebungen (zum Beispiel., Salzsäure) aufgrund eines höheren Molybdängehalts.
-
C22: Überlegen in oxidierenden Umgebungen (zum Beispiel., Salpetersäure) und etwas bessere Schweißbarkeit aufgrund des niedrigeren Eisengehalts.
-
Anwendungen: C276 wird für vielseitige Anwendungen bevorzugt, während C22 unter oxidierenden Bedingungen verwendet wird.
-
-
Hastelloy C276 vs. Inconel 625:
-
C276: Überlegene Korrosionsresistenz in aggressiven chemischen Umgebungen.
-
Inconel 625: Höhere Festigkeit und bessere Müdigkeitsbeständigkeit, Geeignet für Hochtemperaturstrukturanwendungen.
-
Anwendungen: C276 für die chemische Verarbeitung; Inconel 625 für Luft- und Raumfahrt- und Hochtemperaturumgebungen.
-
-
Hastelloy C276 vs. Monel 400:
-
C276: Weit überlegen in sauren und Chloridumgebungen.
-
Monel 400: Hervorragend unter Meerwasser und alkalischen Bedingungen, aber es fehlt die Resistenz gegen starke Säuren.
-
Anwendungen: C276 für Chemieanlagen; Monel 400 Für Meeres- und Entsalzungssysteme.
-
-
Hastelloy C276 vs. Legierung 825:
-
C276: Bessere Resistenz gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in schweren Umgebungen.
-
Legierung 825: Kostengünstig für weniger aggressive Bedingungen, aber weniger vielseitig.
-
Anwendungen: C276 für extreme Bedingungen; Legierung 825 Für moderate Korrosionsumgebungen.
-
6. Rohrgrößen und -pläne
Hastelloy C276 -Rohre sind in einer Vielzahl von Größen und Zeitplänen erhältlich. Die folgenden Tabellen bieten detaillierte Informationen und Zeitplaninformationen.
6.1 Nennrohrgrößen (NPS)
NPS (Zoll)
|
OD (mm)
|
Gemeinsame Zeitpläne
|
Anwendungen
|
---|---|---|---|
1/8
|
10.3
|
SCH 10, 40, 80
|
Chemische Linien mit kleiner Durchmesser
|
1/2
|
21.3
|
SCH 10, 40, 80, 160
|
Prozessrohr, Wärmetauscher
|
1
|
33.4
|
SCH 10, 40, 80, 160
|
Allgemeine chemische Verarbeitung
|
2
|
60.3
|
SCH 10, 40, 80, 160
|
Verschmutzungssteuerungssysteme
|
4
|
114.3
|
SCH 10, 40, 80
|
Prozessleitungen mit großer Durchmesser
|
12
|
323.8
|
SCH 10, 40, 80
|
Industrieabfallbehandlung
|
24
|
609.6
|
SCH 10, 40
|
Großräumige chemische Reaktoren
|
6.2 Wandstärke nach Zeitplan
Zeitplan
|
Wandstärke (mm)
für NPS 1 ” (33.4 mm von)
|
Druckstufe (psi)
|
---|---|---|
SCH 5
|
1.65
|
870
|
SCH 10
|
2.77
|
1440
|
SCH 40
|
3.38
|
1900
|
SCH 80
|
4.55
|
2760
|
SCH 160
|
6.35
|
4100
|
6.3 Rohrgewichtsberechnung
Das Gewicht von Hastelloy C276 -Rohren kann unter Verwendung der Formel berechnet werden:

Wo:
-
Von = äußerer Durchmesser (mm)
-
WT = Wandstärke (mm)
-
Dichte = 8.89 g/cm³
Beispielberechnung: Für 2 ”NPs (60.3 mm von) Pfeife mit Sch 40 (4.55 mm wt):

7. Anwendungen von Hastelloy C276 -Rohren
Hastelloy C276 -Rohre werden in Branchen verwendet, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit und Zuverlässigkeit erfordern. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören:
-
Chemische Verarbeitung: Reaktoren, Wärmetauscher, und Rohrleitungen zum Umgang mit Säuren (Hydrochlor, schwefelhaltig, Salporte).
-
Umweltverschmutzungskontrolle: Zeichnungsgasentschwefelungssysteme, Schrubber, und Stack Liner.
-
Zellstoff und Papier: Verdauung und Bleichanlagen.
-
Meerestechnik: Meerwasserleitungen und Offshore -Ölbohrgeräte.
-
Pharmaka: Rohrleitungen für sterile und ätzende Prozesse.
-
Öl und Gas: Sauergasbohrungen und Geräte, die Wasserstoffsulfid ausgesetzt sind.
-
Abfallbehandlung: Rohrleitungen zum Umgang mit korrosiven Abfallströmen.
8. Wissenschaftliche Analyse und Vergleich
8.1 Korrosionsresistenzvergleich
Die folgende Tabelle vergleicht den Korrosionsbeständigkeit von Hastelloy C276 mit anderen Legierungen in verschiedenen Umgebungen:
Umfeld
|
Hastelloy C276
|
Hastelloy C22
|
Inconel 625
|
Monel 400
|
Legierung 825
|
---|---|---|---|---|---|
Salzsäure (10%)
|
Exzellent
|
Gut
|
Mäßig
|
Arm
|
Mäßig
|
Schwefelsäure (50%)
|
Exzellent
|
Exzellent
|
Gut
|
Arm
|
Gut
|
Salpetersäure (65%)
|
Gut
|
Exzellent
|
Gut
|
Arm
|
Mäßig
|
Meerwasser (Chloride)
|
Exzellent
|
Exzellent
|
Gut
|
Exzellent
|
Gut
|
Lochfraßwiderstand (Holz*)
|
45
|
47
|
40
|
26
|
31
|
*Holz (Lochfraßfestigkeit Äquivalente Zahl) = %Cr + 3.3 × %MO + 16 × %n
8.2 Vergleich des mechanischen Eigentums
Legierung
|
Zugfestigkeit (MPa)
|
Streckgrenze (MPa)
|
Verlängerung (%)
|
---|---|---|---|
Hastelloy C276
|
690
|
283
|
40
|
Hastelloy C22
|
690
|
310
|
45
|
Inconel 625
|
830
|
415
|
30
|
Monel 400
|
550
|
240
|
40
|
Legierung 825
|
590
|
220
|
30
|
8.3 Kostenanalyse
Hastelloy C276 ist eine Premium -Legierung, mit Preisen von $40 An $60 pro kg, Abhängig von den Marktbedingungen und Spezifikationen. Im Vergleich zu anderen Legierungen:
-
Hastelloy C22: Etwas höhere Kosten aufgrund erweiterter Eigenschaften.
-
Inconel 625: Vergleichbare Kosten, aber in chemischen Umgebungen weniger vielseitig.
-
Monel 400: Niedrigere Kosten, aber begrenzte Anwendungen.
-
Legierung 825: Kostengünstigere, aber weniger resistent unter extremen Bedingungen.
8.4 Fallstudie: Reaktor für chemische Verarbeitung
Eine chemische Verarbeitungsanlage verwendete Hastelloy C276 -Rohre in einem Reaktor, der ausgesetzt war 20% Salzsäure bei 80 ° C. Über fünf Jahre, Die Rohre zeigten vernachlässigbare Korrosion (0.01 mm/Jahr), im Vergleich zu Edelstahl 316L, was innerhalb von sechs Monaten fehlgeschlagen ist (Korrosionsrate: 1.2 mm/Jahr). Dies zeigt die überlegene Leistung von C276 in reduzierenden Umgebungen.
9. Schlussfolgerung
Hastelloy C276 Legierungstahlrohr ist ein Hochleistungsmaterial für extreme Korrosionswiderstand und mechanische Zuverlässigkeit. Seine einzigartige chemische Zusammensetzung, mit hohem Nickel, Molybdän, und Chromgehalt, Gewährleistet die Vielseitigkeit sowohl in der oxidierenden als auch in der Reduzierung von Umgebungen. Der niedrige Kohlenstoffgehalt und die Resistenz der Korngrenze durch die Legierung sind ideal für Schweißanwendungen ohne Wärmebehandlung nach der Schweiß.
Im Vergleich zu äquivalenten Materialien wie Hastelloy C22, Inconel 625, Monel 400, und Legierung 825, Hastelloy C276 bietet eine ausgewogene Kombination aus Korrosionsbeständigkeit, mechanische Stärke, und Schweißbarkeit, Machen Sie es zur bevorzugten Wahl für die chemische Verarbeitung, Umweltverschmutzungskontrolle, und Marineanwendungen. Seine Verfügbarkeit in verschiedenen Größen, Zeitpläne, und Oberflächenveranstaltung verbessert seine Anpassungsfähigkeit weiter.
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