Tubo in lega Hastelloy® X (US N06002): Panoramica completa
Hastelloy® X è una SuperAlloy di nichel-cromo-ferro-molibdeno sviluppata da Haynes International, Inc. per una resistenza eccezionale ad alta temperatura, resistenza all'ossidazione, e resistenza alla corrosione in ambienti estremi. Designato come UNS N06002, Hastelloy® X è ampiamente utilizzato in tubi e tubi saldati e saldati per applicazioni in aerospaziale, Lavorazione chimica, Industrie petrolchimiche, e produzione di energia. La sua versatilità, Formabilità, e la saldabilità lo rende un materiale preferito per componenti come i combustitori di turbine a gas, parti della fornace industriale, e apparecchiature di lavorazione chimica.
Questa sezione fornisce un'esplorazione dettagliata del tubo in lega Hastelloy® X, comprese le sue specifiche, composizione chimica, Proprietà fisiche e meccaniche, applicazioni, e domande frequenti (Domande frequenti). Le tabelle vengono utilizzate per presentare chiaramente i parametri, Garantire un formato strutturato e accessibile.
1. Descrizione del tubo in lega Hastelloy® X (US N06002)
Hastelloy® x (US N06002) è una SuperAlloy a base di nichel con risoluzione solida progettata per ambienti ad alta temperatura e corrosivi. Combina ad alta resistenza, Eccellente resistenza all'ossidazione fino a 2200 ° F (1200° C), e una buona resistenza allo stress corrosione cracking, Carburatizzazione della carburizzazione, e nitriding. La composizione equilibrata della lega di nichel, cromo, ferro, e il molibdeno fornisce una durata sia nelle atmosfere ossidanti che riducenti, rendendolo ideale per tubi e tubi in applicazioni esigenti.
Caratteristiche principali:
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Prestazioni ad alta temperatura: Mantiene forza e integrità strutturale a temperature elevate, Adatto per turbine a gas e forni industriali.
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Resistenza alla corrosione: Resiste all'ossidazione, Cracking della corrosione dello stress indotta da cloruro, e sventrare in ambienti chimici aggressivi.
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Facilità di fabbricazione: Ottima formabilità e saldabilità, consentendo configurazioni complesse di tubi e tubi.
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Versatilità: Utilizzato in forme senza soluzione di continuità e saldate per i tubi, tubi, e accessori in aerospace, chimico, e settori energetici.
I tubi Hastelloy® X sono disponibili in varie forme, compresi i tubi senza soluzione di continuità, tubi saldati, e tubi, Standard di incontro come ASTM B622 (senza giunte) e ASTM B619/B626 (saldati). La capacità della lega di resistere al ciclo termico e allo stress meccanico lo rende un materiale di riferimento per applicazioni critiche.
2. Specifiche del tubo in lega Hastelloy® X
I tubi e i tubi Hastelloy® X sono fabbricati per standard di settore precisi per garantire le prestazioni in ambienti ad alta temperatura e corrosivi. Di seguito è riportata una tabella che riassume le specifiche chiave per Hastelloy® X (US N06002) tubi e tubi, seguito da una spiegazione dettagliata.
tavolo 1: Specifiche per il tubo in lega Hastelloy® X (US N06002)
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Parametro
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Dettagli
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Designazione in lega
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Hastelloy® x (US N06002)
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Standard comuni
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ASTM B622 (Tubo/tubo senza soluzione di continuità), ASTM B619/B626 (Tubo/tubo saldato), ASME SB-622, AMS 5587
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Tipi di tubi
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Senza soluzione di continuità, Saldato, ACRI (Resistenza elettrica saldata), Fabbricato
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Tipi di tubo
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Senza soluzione di continuità, Saldato, U-tubi, Tubi capillari
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Size Range
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– Diametro esterno (OD): 1/8″ a 48″ (3.175 mm a 1219 mm)
– Spessore della parete: SCH 5, 10, 40, 80, 160, XXS
– Lunghezza: Fino a 12 metri (Lunghezze personalizzate disponibili)
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Finitura superficiale
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Ricotto, In salamoia, Lucido, Finitura del mulino
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Forme
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Girare, Piazza, Rettangolare, Idraulico, Tubi a spirale
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Test
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Idrostatico, Eddy Current, Appiattimento, Flaring, Trazione, Durezza
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Certificazioni
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ISO 9001, COME ME, ASTM, IN 10204 3.1/3.2
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Metodi di saldatura
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Gtaw (TIG), Gawn (ME), SMAW, Saldatura di resistenza
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Trattamento termico
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Soluzione ricotta a 2150 ° F (1177° C), seguito da un rapido raffreddamento
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Spiegazione dettagliata:
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Standard: ASTM B622 governa tubi e tubi Hastolloy® Xless, Garantire l'uniformità nelle dimensioni e nelle proprietà meccaniche. ASTM B619/B626 si applica ai tubi saldati, con B626 specificamente per il tubo. AMS 5587 viene utilizzato per applicazioni aerospaziali, Garantire prestazioni ad alta temperatura.
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Dimensioni e forme: I tubi sono disponibili in una vasta gamma di diametri e spessori della parete (ad es., Programma 40, 80) Per soddisfare le applicazioni da tubi di piccolo diametro in scambiatori di calore a tubazioni di grande diametro in piante chimiche. Lunghezze e forme personalizzate (ad es., U-tubi per scambiatori di calore) sono offerti anche da fornitori come Mega Mex e Neonickel.
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Test: I tubi subiscono rigorosi test non distruttivi (ad es., corrente parassita, idrostatico) per garantire prestazioni prive di difetti in pressione e temperatura.
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Trattamento termico: La ricottura della soluzione migliora la resistenza alla corrosione e la duttilità, critico per i tubi esposti al ciclo termico.
Fornitori come Magellan Metals, Metalli speciali americani, e le leghe ad alte prestazioni forniscono Hastelloy® X Pipe che soddisfano queste specifiche, con opzioni di personalizzazione per esigenze specifiche del progetto.
3. Applicazioni del tubo in lega Hastelloy® X
I tubi e i tubi Hastelloy® X sono utilizzati nelle industrie che richiedono materiali che resistono a temperature estreme, media corrosivi, e sollecitazione meccanica. Di seguito è riportata una tabella che riassume applicazioni chiave, seguito da una discussione dettagliata.
tavolo 2: Applicazioni del tubo in lega Hastelloy® X (US N06002)
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Industria
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Applicazioni
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|---|---|
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Aerospaziale
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Lattine di combustore a turbina a gas, Titoli di fiamma, condotti di transizione, Afterburners, PIPI
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Lavorazione chimica
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Sistemi di tubazioni, Scambiatori di calore, vasi di reazione, colonne di distillazione
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Petrolchimico
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Tubazioni di raffineria, PILLA DI FLARE, Unità di recupero dello zolfo
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Produzione di energia
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Tubi di caldaia, tubi di surriscaldatore, sistemi di desolforazione del gas di combustione
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Forni industriali
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Repliche, muffl, tubi radianti, Attrezzatura per il trattamento termico
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Nucleare
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Componenti ad alta temperatura nei reattori sperimentali
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Discussione dettagliata:
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Aerospaziale: Hastelloy® X è un punto fermo nei motori a turbina a gas a causa della sua capacità di mantenere la resistenza e resistere all'ossidazione a temperature fino a 2200 ° F (1200° C). I tubi e i tubi sono usati nelle lattine di combustitore, Titoli di fiamma, e postburni, dove la resistenza alla fatica termica è fondamentale. Per esempio, I condotti di transizione nei motori a reazione si basano su Hastelloy® X per la durata in riscaldamento e raffreddamento ciclico.
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Lavorazione chimica: La resistenza della lega all'ossidazione e alla riduzione degli ambienti lo rende ideale per i sistemi di tubazioni che gestiscono gli acidi (ad es., solforico, nitrico) e cloruri. Gli scambiatori di calore e i vasi di reazione beneficiano della sua resistenza alla corrosione e saldabilità.
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Petrolchimico: Nelle raffinerie, I tubi Hastelloy® X sono utilizzati nelle unità di recupero dello zolfo e nelle pile di bagliori, dove alte temperature e gas corrosivi (ad es., H2S) sono presenti. La resistenza della lega alla carburizzazione e alla nitriding garantisce la longevità.
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Produzione di energia: I tubi della caldaia e del surriscaldatore nelle centrali a carbone o a gas usano Hastelloy® X per la sua resistenza ad alta temperatura e resistenza alla corrosione dei gas fumi.
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Forni industriali: Tubi radianti e silenziamenti nei forni per il trattamento termico sfruttano la resistenza all'ossidazione della lega e la stabilità termica.
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Nucleare: Mentre meno comune, Hastelloy® X viene utilizzato nei reattori sperimentali ad alta temperatura grazie alla sua stabilità in condizioni estreme.
La versatilità della lega garantisce il suo utilizzo in entrambi i tubi senza soluzione di continuità per applicazioni ad alta pressione e tubi saldati per i costi convenienti, sistemi di grandi diametro.
4. Composizione chimica della lega Hastelloy® X
La composizione chimica di Hastelloy® X è attentamente bilanciata per raggiungere le sue proprietà ad alta temperatura e resistenti alla corrosione. Di seguito è riportata una tabella che descrive in dettaglio la composizione, seguito da una spiegazione del ruolo di ogni elemento.
tavolo 3: Composizione chimica di Hastelloy® X (US N06002)
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Elemento
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Peso %
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|---|---|
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Nichel (Ni)
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Bilancia (47–52%)
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Cromo (CR)
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20.5–23.0
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Ferro (Fe)
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17.0–20,0
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Molibdeno (Mo)
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8.0–10,0
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Cobalto (Co)
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0.5–2.5
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Tungsteno (W)
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0.2–1.0
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Manganese (MN)
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1.0 massimo
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Silicio (Si)
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1.0 massimo
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Carbonio (C)
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0.05–0.15
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Fosforo (P)
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0.04 massimo
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Zolfo (S)
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0.03 massimo
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Alluminio (Ale)
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0.5 massimo
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Titanio (Ti)
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0.15 massimo
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Boro (B)
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0.008 massimo
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Ruolo degli elementi chiave:
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Nichel (Ni): Forma la matrice, Fornire resistenza alla corrosione e stabilità ad alta temperatura. L'alto contenuto di nichel garantisce duttilità e saldabilità.
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Cromo (CR): Migliora la resistenza all'ossidazione e forma uno strato di ossido protettivo ad alte temperature, Critico per applicazioni per forno e turbine.
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Ferro (Fe): Migliora la forza e riduce i costi mantenendo la resistenza alla corrosione.
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Molibdeno (Mo): Aumenta la resistenza alla corrosione e alla corrosione della fessura, specialmente in ambienti ricchi di cloruro, e migliora la resistenza ad alta temperatura.
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Cobalto (Co): Migliora la resistenza ad alta temperatura e la resistenza al creep.
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Tungsteno (W): Contribuisce al rafforzamento della soluzione solida, Migliorare le proprietà meccaniche a temperature elevate.
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Carbonio (C): Controllato per ridurre al minimo le precipitazioni in carburo durante la saldatura, Garantire la resistenza alla corrosione nella zona colpita dal calore.
La composizione precisa, Come specificato dagli standard ASTM e AMS, garantisce prestazioni coerenti tra le applicazioni.
5. Proprietà fisiche della lega Hastelloy® X
Le proprietà fisiche di Hastelloy® X ne determinano l'idoneità per ambienti ad alta temperatura e corrosivi. Di seguito è riportata una tabella che riassume proprietà fisiche chiave, seguito da una discussione.
tavolo 4: Proprietà fisiche di Hastelloy® X (US N06002)
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Proprietà
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Valore
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|---|---|
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Densità
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8.22 g/cm³ (0.297 lb/in³)
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Intervallo di fusione
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2300–2470 ° F. (1260–1355 ° C.)
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Conducibilità termica
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11.6 W/m · K a 100 ° C. (8.0 Btu/ft · h · ° f)
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Capacità termica specifica
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486 J/kg · K a 20 ° C. (0.116 Btu/lb · ° F.)
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Resistività elettrica
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1.18 µω · m a 20 ° C.
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Coefficiente di espansione termica
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13.3 µm/m · ° C a 20–1000 ° C. (7.4 µin/in · ° F.)
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Modulo di elasticità
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205 GPa (29.7 × 10⁶ psi) a 20 ° C.
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Discussione:
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Densità: La densità moderata di 8.22 G/cm³ rende Hastelloy® X adatto a componenti leggeri ma forti nelle applicazioni aerospaziali.
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Intervallo di fusione: L'alta gamma di fusione (1260–1355 ° C.) garantisce l'integrità strutturale nel calore estremo, come nei combustori a turbina a gas.
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Conducibilità termica: Bassa conducibilità termica (11.6 W/m·K) Aiuta a trattenere il calore nei componenti del forno ma richiede un design attento negli scambiatori di calore.
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Dilatazione termica: Il coefficiente di 13.3 µm/m · ° C è moderato, Ridurre lo stress termico nei tubi durante il ciclo termico.
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Modulo elastico: L'alto modulo (205 GPa) indica rigidità, Garantire la stabilità dimensionale sotto carichi meccanici.
Queste proprietà rendono i tubi Hastelloy® X ideali per le applicazioni che richiedono stabilità termica e resistenza alla deformazione.
6. Proprietà meccaniche della lega Hastelloy® X
Le proprietà meccaniche di Hastelloy® X assicurano le sue prestazioni sotto elevata sollecitazione e temperatura. Di seguito è riportata una tabella che riassume le proprietà chiave, seguito da una spiegazione.
tavolo 5: Proprietà meccaniche di Hastelloy® X (US N06002)
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Proprietà
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Valore (Condizione ricotto)
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|---|---|
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Resistenza alla trazione (Ultimate)
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725 MPa (105 Ksi) min
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Snervamento (0.2% Offset)
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310 MPa (45 Ksi) min
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Allungamento
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35% min
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Durezza
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241 Hb Max (Brinell)
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Forza di scorrimento
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48 MPA a 1500 ° F. (816° C) per 10,000 ore
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Forza a fatica
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~ 300 MPa a 10⁷ cicli (temperatura ambiente)
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La tenacità dell'impatto
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Buono, mantiene la duttilità a basse temperature
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Proprietà dipendenti dalla temperatura (Approssimativo):
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Temperatura
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Resistenza alla trazione
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Snervamento
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Allungamento
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|---|---|---|---|
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20° C (68° F)
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755 MPa (110 Ksi)
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345 MPa (50 Ksi)
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40%
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1000° C (1832° F)
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290 MPa (42 Ksi)
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165 MPa (24 Ksi)
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50%
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Discussione:
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Resistenza alla trazione e di snervamento: Hastelloy® X offre un'elevata resistenza alla trazione (725 MPa) e resistenza alla snervamento (310 MPa) nella condizione ricotto, Adatto per sistemi di tubazioni ad alta pressione. La forza diminuisce a temperature più elevate ma rimane sufficiente per applicazioni fino a 1200 ° C.
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Allungamento: L'alto allungamento (35–50%) indica un'eccellente duttilità, consentire la formazione di tubi in forme complesse e resistere all'espansione termica.
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Resistenza allo scorrimento: La forza del creep della lega (48 MPA a 1500 ° F per 10,000 ore) garantisce prestazioni a lungo termine in forni e turbine.
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Resistenza alla fatica: Buona forza a fatica (~ 300 MPA) Supporta il carico ciclico in componenti aerospaziali come le lattine di combustione.
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Durezza: Moderata durezza (241 Hb) Facilita la lavorazione mantenendo resistenza all'usura.
Queste proprietà rendono i tubi Hastelloy® X affidabili per i carichi statici e dinamici in condizioni estreme.
7. FAQ di Hastelloy® X Tube/Pipe
Di seguito sono riportate frequentemente domande su tubi e tubi in lega Hastelloy® X, Affrontare le preoccupazioni comuni e fornire approfondimenti pratici.
Domande frequenti 1: Cosa rende Hastelloy® X Adatto per applicazioni ad alta temperatura?
Risposta: High Nickel di Hastelloy® X, cromo, e il contenuto di molibdeno fornisce un'eccezionale resistenza all'ossidazione e resistenza fino a 2200 ° F (1200° C). Il suo rafforzamento e resistenza alla soluzione solida alla carburizzazione e al nitridico garantiscono la durata nelle turbine a gas, Forni, e reattori chimici.
Domande frequenti 2: I tubi di Hastelloy® X possono essere saldati, e quali precauzioni sono necessarie?
Risposta: SÌ, Hastelloy® X è altamente saldabile usando GTAW (TIG), Gawn (ME), SMAW, o saldatura di resistenza. Le precauzioni includono:
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Utilizzo dei metalli di riempimento corrispondente (ad es., Hastelloy® X o Inconel® 617).
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Evitare la saldatura ad arco sommersa per prevenire il cracking a caldo.
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Garantire superfici pulite per prevenire la contaminazione.
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Trattamento termico post-salvato (se richiesto) per alleviare gli stress residui.
Domande frequenti 3: In che modo Hastelloy® X si confronta con altre leghe di nichel come Inconel® 718?
Risposta: Rispetto a Inconel® 718, Hastelloy® X offre:
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Migliore resistenza all'ossidazione a temperature più elevate (fino a 2200 ° F vs. 1800°F per 718).
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Formabilità e saldabilità superiori a causa del rafforzamento della soluzione solida (contro. Indurimento delle precipitazioni in 718).
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Resistenza leggermente più bassa a temperature intermedie ma una migliore resistenza alla creep sopra i 1500 ° F. Hastelloy® X è preferito per i componenti del forno e della turbina, mentre Inconel® 718 viene utilizzato in parti aerospaziali ad alta resistenza.
Domande frequenti 4: Quali sono le proprietà di resistenza alla corrosione dei tubi Hastelloy® X?
Risposta: Hastelloy® X resiste:
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Ossidazione in aria fino a 2200 ° F (1200° C).
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Cracking della corrosione dello stress indotta da cloruro in ambienti petrolchimici.
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Atmosfere di carburi e nitriding nei forni. però, è meno resistente agli acidi altamente riducenti (ad es., cloridrico) Rispetto a Hastelloy® C-276.
Domande frequenti 5: Quali sono i costi tipici dei tubi Hastelloy® X?
Risposta: I costi variano in base alle dimensioni, modulo (senza soluzione di continuità vs. saldati), e fornitore. I tubi Hastolloy® X senza soluzione di continuità sono più costosi di quanto saldati a causa della complessità della produzione. Per prezzi esatti, Contatta fornitori come Abtersteel (Abtersteel.com) o metalli speciali (pieun.com). La durata della lega spesso compensa i costi iniziali nelle applicazioni a lungo termine.
Domande frequenti 6: Come vengono lavorati o fabbricati Hastelloy® X Pipes?
Risposta: La lavorazione richiede:
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Setup rigidi e strumenti affilati in carburo per contrastare il lavoro.
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Basse velocità di taglio (ad es., 20–30 m/i) e ampio refrigerante.
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La fabbricazione comporta una formazione fredda o calda (Formazione calda a 2150 ° F/1177 ° C). I fornitori forniscono tubi pre-formati o servizi di fabbricazione personalizzati.
Domande frequenti 7: Quali test vengono eseguiti su Hastelloy® X Pipes?
Risposta: I test standard includono:
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Test idrostatici per l'integrità della pressione.
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Test della corrente di vordi per difetti di superficie.
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Test di appiattimento e svasatura per la duttilità.
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Test chimici e meccanici per soddisfare gli standard ASTM/AMS. certificati (IN 10204 3.1/3.2) sono forniti dai fornitori.
Domande frequenti 8: Sono tubi Hastelloy® X disponibili in dimensioni personalizzate?
Risposta: SÌ, Fornitori come Magellan Metals e Neonickel offrono OD personalizzato, spessore della parete, e lunghezze. I tubi a U e i tubi a spirale sono disponibili anche per scambiatori di calore e applicazioni specializzate.
Domande frequenti 9: Quali sono i limiti di Hastelloy® X Pipes?
Risposta: Le limitazioni includono:
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Resistenza moderata agli acidi altamente riducenti (ad es., HCl), dove è preferito Hastelloy® C-276.
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Costo più elevato rispetto all'acciaio inossidabile.
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Sfide di lavorazione a causa di un indurimento del lavoro, richiedere attrezzature specializzate.
Domande frequenti 10: Dove posso fonte di tubi Hastelloy® X?
Risposta: I fornitori affidabili includono:
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ABTERSTEEL COMPANY : www.abtersteel.com
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Metalli speciali: pipeun.com
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Nickel Steel Company: Avatur.com
8. Ulteriori considerazioni per il tubo in lega Hastelloy® X
Fabbricazione e installazione
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Formare: I tubi Hastelloy® X possono essere formati a freddo per piccole curve o formati a caldo per forme complesse. Formazione calda a 2150 ° F (1177° C) minimizza il cracking.
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Installazione: Allineamento e supporto adeguati sono fondamentali per prevenire la concentrazione di stress nei sistemi di tubazioni ad alta temperatura. Flange, raccordi, e le valvole in Hastelloy® X sono disponibili per l'integrazione senza soluzione di continuità.
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Pulizia: I tubi devono essere puliti per rimuovere i contaminanti (ad es., olio, grasso) prima dell'installazione per prevenire la corrosione o le imperfezioni della saldatura.
Analisi costi-benefici
Mentre i tubi Hastelloy® X sono più costosi dell'acciaio inossidabile o dell'acciaio al carbonio, Le loro prestazioni superiori in ambienti estremi riducono i costi di manutenzione e sostituzione. Per esempio, nelle turbine a gas, La longevità della lega sotto il ciclo termico supera l'investimento iniziale.
Considerazioni ambientali e di sicurezza
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Sostenibilità: Hastelloy® X è riciclabile, Supportare pratiche sostenibili in settori come l'aerospaziale e la generazione di energia.
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Sicurezza: La lega non è tossica, Ma la lavorazione o la saldatura richiede un'adeguata ventilazione per evitare l'inalazione di fumi. Schede di dati di sicurezza (SDS) sono disponibili da Haynes International (Abtersteel.com).
Confronto con altre leghe Hastelloy®
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Vs. Hastelloy® C-276: C-276 offre una migliore resistenza alla corrosione nella riduzione degli acidi ma una resistenza ad alta temperatura inferiore. X è preferito per le applicazioni termiche.
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Vs. Hastelloy® B-3: B-3 eccelle in ambienti di acido cloridrico ma manca della resistenza di ossidazione di x.
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Vs. Hastelloy® G-30: G-30 è ottimizzato per l'acido fosforico, mentre x è migliore per le condizioni di ossidamento ad alta temperatura.
9. Conclusione
Tubo in lega Hastelloy® X (US N06002) è un materiale principale per l'alta temperatura, corrosivo, e applicazioni meccanicamente esigenti. La sua composizione equilibrata di nichel, cromo, ferro, e il molibdeno garantisce prestazioni eccezionali in aerospaziale (turbine a gas), Lavorazione chimica (Scambiatori di calore), petrolchimico (tubazioni di raffineria), e produzione di energia (Tubi di caldaia). La forza ad alta temperatura della lega, resistenza all'ossidazione, e la saldabilità lo rende versatile per tubi e tubi senza soluzione di continuità e saldati, Incontrare severi standard ASTM e AMS.
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