1. Pengenalan kepada C276 Hastelloy Alloy
Hastelloy C276, Jadi dikenali sebagai US N10276 atau bahan no.. 2.4819, adalah superalloy nikel-molybdenum-chromium dengan penambahan tungsten, Direka untuk rintangan kakisan yang luar biasa dalam persekitaran yang teruk. Dibangunkan oleh Haynes International, Ia dianggap secara meluas sebagai salah satu aloi tahan karat yang paling serba boleh yang ada. Komposisi kimia yang unik membolehkannya menahan persekitaran kimia yang agresif, termasuk mengoksida dan mengurangkan keadaan, menjadikannya bahan pilihan dalam industri seperti pemprosesan kimia, kawalan pencemaran, pengeluaran pulpa dan kertas, dan kejuruteraan marin.
Kandungan karbon rendah aloi meminimumkan pemendakan karbida semasa kimpalan, memastikan bahawa rintangan kakisan dikekalkan dalam struktur yang dikimpal. Rintangannya terhadap pitting, Kakisan celah, dan retak kakisan tekanan terus meningkatkan kesesuaiannya untuk aplikasi yang keras. Hastelloy C276 boleh didapati dalam pelbagai bentuk, termasuk paip lancar dan dikimpal, tiub, cadar, pinggan, bar, dan kelengkapan, dengan paip menjadi komponen kritikal dalam banyak sistem perindustrian.
Analisis ini memberi tumpuan kepada paip keluli aloi C276 Hastelloy, memperincikan spesifikasi mereka, hartanah, dan aplikasi, dengan perbandingan saintifik dengan bahan yang setara dan pecahan saiz dan piawaian paip yang komprehensif.
2. Spesifikasi paip keluli aloi C276 Hastelloy
2.1 Piawaian
Paip Hastelloy C276 dihasilkan mengikut beberapa piawaian antarabangsa untuk memastikan kualiti dan keserasian. Piawaian utama merangkumi:
-
ASTM B622: Nikel Lancar dan Nikel-Cobalt Pipa dan Tiub Alloy
-
ASTM B619: Paip aloi nikel dan nikel-kobalt yang dikimpal
-
ASTM B626: Tiub aloi nikel dan nikel yang dikimpal
-
ASME SB622: Nikel Lancar dan Nikel-Cobalt Pipa dan Tiub Alloy
-
ASME SB619: Paip aloi nikel dan nikel-kobalt yang dikimpal
-
DARIPADA 17751: Aloi nikel dan nikel tiub lancar dan dikimpal
-
ISO 6207: Tiub aloi nikel dan nikel yang lancar
-
Vdtüv 400/12.98: Spesifikasi bahan untuk aloi nikel
Piawaian ini memastikan bahawa paip Hastelloy C276 memenuhi keperluan ketat untuk komposisi kimia, sifat mekanikal, dan toleransi dimensi.
2.2 Diameter luaran (OD)
Diameter luar paip Hastelloy C276 berbeza -beza bergantung kepada aplikasi dan proses pembuatan. Julat OD biasa termasuk:
-
Paip Lancar: 1/8" (3.175 mm) hingga 24 ” (609.6 mm)
-
Paip Dikimpal: Sehingga 150 ” (3810 mm) Untuk paip besar diameter
-
tiub: 1/16" (1.59 mm) hingga 4 ” (101.6 mm)
Diameter tersuai disediakan berdasarkan keperluan projek tertentu.
2.3 Ketebalan dinding
Ketebalan dinding ditentukan oleh nombor jadual (cth., SCH 5, SCH 10, SCH 40, SCH 80, SCH 160) atau dalam milimeter. Julat ketebalan biasa adalah:
-
Paip Lancar: 0.5 mm ke 50 mm
-
Paip Dikimpal: 0.5 mm ke 60 mm
-
tiub: 0.5 mm ke 10 mm
Ketebalan dinding mempengaruhi penarafan tekanan paip dan kekuatan mekanikal.
2.4 Panjang
Paip Hastelloy C276 boleh didapati dalam panjang standard dan adat:
-
Panjang rawak tunggal: 4.8 m ke 7.3 m (16 ft ke 24 ft)
-
Panjang dua rawak: 11.8 m ke 13.7 m (38 ft ke 45 ft)
-
Cut-to-Length: Seperti spesifikasi pelanggan, biasanya mulai dari 0.5 m ke 12 m
2.5 Teknik pembuatan
Paip Hastelloy C276 dihasilkan menggunakan pelbagai teknik:
-
Lancar: Penyemperitan panas atau lukisan sejuk, memastikan struktur seragam dan kekuatan tinggi.
-
Dikimpal: Kimpalan rintangan elektrik (EKAR), Kimpalan Fusion Elektrik (Efw), atau kimpalan arka tenggelam (Melihat), Sesuai untuk diameter yang lebih besar.
-
Direka: Dibentuk dari pinggan atau kepingan, Selalunya untuk bentuk atau saiz tersuai.
2.6 Kemasan Permukaan
Permukaan selesai meningkatkan rintangan kakisan paip dan rayuan estetik. Kemasan biasa termasuk:
-
Annealed dan acar: lancar, permukaan bebas oksida untuk rintangan kakisan yang dipertingkatkan.
-
Digilap: Kemasan seperti cermin untuk aplikasi estetik atau keperluan geseran rendah.
-
Penamat kilang: Permukaan yang dihasilkan, sesuai untuk aplikasi perindustrian.
-
Disalut: Salutan epoksi atau PTFE untuk perlindungan tambahan dalam persekitaran tertentu.
2.7 Gred (ASTM/UNS)
Aloi ditetapkan sebagai:
-
-
ASTM: Hastelloy C276
-
AS: N10276
-
Bahan no.: 2.4819
-
DALAM: Nimo16cr15w
-
GOST: HN65MVU
-
IT: NW 0276
-
3. Komposisi kimia
Komposisi kimia Hastelloy C276 sangat penting untuk prestasinya. Aloi adalah superalloy berasaskan nikel dengan molibdenum yang penting, Kromium, dan kandungan tungsten. Jadual berikut menggariskan komposisi biasa:
|
unsur
|
Peratusan (%)
|
|---|---|
|
Nikel (Ni)
|
55.0 – 57.0 (Baki)
|
|
Molibdenum (Mo)
|
15.0 – 17.0
|
|
Kromium (Cr)
|
14.5 – 16.5
|
|
Seterika (Fe)
|
4.0 – 7.0
|
|
Tungsten (W)
|
3.0 – 4.5
|
|
Kobalt (Co)
|
2.5 (maks)
|
|
Mangan (MN)
|
1.0 (maks)
|
|
Karbon (C)
|
0.01 (maks)
|
|
Silikon (Si)
|
0.08 (maks)
|
|
Fosforus (P)
|
0.04 (maks)
|
|
Sulfur (S)
|
0.03 (maks)
|
|
Vanadium (V)
|
0.35 (maks)
|
Analisis komposisi
-
Nikel (Ni): Menyediakan struktur austenit yang stabil dan meningkatkan ketahanan kakisan dalam mengurangkan persekitaran.
-
Molibdenum (Mo): Meningkatkan ketahanan terhadap kakisan pitting dan celah, terutamanya dalam persekitaran yang mengandungi klorida.
-
Kromium (Cr): Meningkatkan ketahanan terhadap media pengoksidaan, seperti asid nitrik.
-
Tungsten (W): Meningkatkan ketahanan terhadap kakisan setempat dan meningkatkan kekuatan keseluruhan.
-
Karbon rendah (C): Mengurangkan pemendakan karbida semasa kimpalan, mencegah kakisan intergranular.
-
Seterika (Fe): Baki kos dan sifat mekanikal tetapi terus rendah untuk mengelakkan rintangan kakisan yang menjejaskan.
4. Sifat Bahan
Hastelloy C276 mempamerkan mekanikal yang luar biasa, fizikal, dan sifat tahan kakisan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang menuntut.
4.1 Sifat mekanikal
Jadual berikut meringkaskan sifat mekanik Hastelloy C276 dalam keadaan anil:
|
Harta benda
|
Nilai
|
|---|---|
|
Kekuatan Tegangan
|
690 MPa (100 KSI) min
|
|
Kekuatan Hasil (0.2% mengimbangi)
|
283 MPa (41 KSI) min
|
|
Pemanjangan
|
40% min
|
|
Kekerasan (Rockwell b)
|
87 maks
|
|
Modulus Elastik
|
205 GPa (29.7 x 10⁶ psi)
|
-
Kekuatan Tegangan: Memastikan aloi dapat menahan tekanan tinggi dalam persekitaran yang agresif.
-
Kekuatan Hasil: Menunjukkan kemuluran yang baik, Membenarkan ubah bentuk tanpa patah.
-
Pemanjangan: Pemanjangan tinggi memastikan kebolehbaburan dan ketahanan terhadap kegagalan rapuh.
-
Kekerasan: Kekerasan sederhana membolehkan pemesinan sambil mengekalkan rintangan haus.
4.2 Sifat fizikal
|
Harta benda
|
Nilai
|
|---|---|
|
Ketumpatan
|
8.89 g/cm³ (0.321 lb/in³)
|
|
Takat lebur
|
1325 - 1370 ° C. (2417 - 2500 ° F.)
|
|
Kapasiti haba tertentu
|
427 J/kg · k (0.102 Btu/lb · ° F.)
|
|
Kekonduksian terma
|
10.2 W/m·K (70.6 Btu · in/hr · ft² · ° F.)
|
|
Resistiviti elektrik
|
1.23 μΩ · m (740 μΩ · in)
|
-
Ketumpatan: Agak tinggi kerana kandungan nikel dan molibdenum, mempengaruhi pertimbangan berat badan dalam reka bentuk.
-
Takat lebur: Julat lebur yang tinggi memastikan kestabilan dalam aplikasi suhu tinggi.
-
Kekonduksian terma: Sederhana, Sesuai untuk aplikasi penukar haba.
-
Resistiviti elektrik: Resistivity yang tinggi menjadikannya kurang sesuai untuk aplikasi elektrik tetapi sesuai untuk komponen tahan kakisan.
4.3 Rintangan kakisan
Hastelloy C276 terkenal dengan ketahanan kakisannya dalam pelbagai persekitaran:
-
Kakisan Lubang dan Celah: Rintangan yang luar biasa kerana kandungan molibdenum dan tungsten yang tinggi, terutamanya dalam persekitaran yang kaya dengan klorida (cth., air laut, Gas klorin basah).
-
Retak Kakisan Tekanan (SCC): Tahan terhadap SCC dalam suhu tinggi, persekitaran yang mengandungi klorida.
-
Media Pengoksidaan: Kandungan kromium memberikan ketahanan terhadap asid pengoksidaan seperti asid nitrik.
-
Mengurangkan Media: Nikel dan molibdenum meningkatkan prestasi dalam mengurangkan asid seperti asid hidroklorik dan sulfurik.
-
Hakisan Intergranular: Kandungan karbon rendah menghalang pemendakan karbida, memastikan ketahanan kakisan dalam struktur dikimpal.
4.4 Kebolehkimpalan
Hastelloy C276 sangat dikimpal menggunakan teknik standard seperti:
-
Kimpalan Arka Tungsten Gas (GTAW/TIG)
-
Kimpalan Arka Logam Gas (GMAW/MIG)
-
Kimpalan Arka Logam Terlindung (SMAW)
Kandungan karbon rendah dan ketahanan terhadap hujan sempadan bijian menghilangkan keperluan untuk rawatan haba pasca kimpalan dalam kebanyakan kes, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang dikimpal.
4.5 Kebolehmesinan
Hastelloy C276 agak sukar untuk mesin kerana kecenderungan pengerasan kerja dan kekuatan ricih yang tinggi. Pertimbangan utama termasuk:
-
Perkakas: Gunakan alat keluli karbida atau berkelajuan tinggi dengan sudut rake positif.
-
Kelajuan Pemotongan: Kelajuan rendah hingga sederhana untuk meminimumkan penjanaan haba.
-
Penyejuk: Penyejuk yang mencukupi untuk mengurangkan memakai alat dan meningkatkan kemasan permukaan.
5. Bahan yang setara
Hastelloy C276 sering dibandingkan dengan aloi berasaskan nikel lain dengan rintangan kakisan yang sama. Jadual berikut menyenaraikan bahan yang setara atau setanding:
|
Aloi
|
AS
|
Bahan Tidak..
|
Ciri-ciri Utama
|
|---|---|---|---|
|
Hastelloy C276
|
N10276
|
2.4819
|
Rintangan kakisan yang serba boleh, Cemerlang dalam kedua -dua pengoksidaan dan mengurangkan media.
|
|
Hastelloy C22
|
N06022
|
2.4602
|
Rintangan unggul terhadap media pengoksidaan, sedikit lebih baik.
|
|
Inconel 625
|
N06625
|
2.4856
|
Kekuatan tinggi, Rintangan kakisan yang baik, tetapi kurang berkesan dalam mengurangkan asid.
|
|
Monel 400
|
N04400
|
2.4360
|
Cemerlang dalam air laut, Tetapi ketahanan terhad kepada asid berbanding dengan C276.
|
|
Aloi 825
|
N08825
|
2.4858
|
Rintangan kakisan yang baik, tetapi kurang berkesan dalam persekitaran yang teruk.
|
Analisis Perbandingan
-
Hastelloy C276 vs.. C22:
-
C276: Rintangan yang lebih baik untuk mengurangkan persekitaran (cth., asid hidroklorik) kerana kandungan molibdenum yang lebih tinggi.
-
C22: Unggul dalam persekitaran pengoksidaan (cth., asid nitrik) dan kebolehkalasan sedikit lebih baik kerana kandungan besi yang lebih rendah.
-
Aplikasi: C276 lebih disukai untuk aplikasi serba boleh, Walaupun C22 digunakan dalam keadaan yang sangat mengoksidakan.
-
-
Hastelloy C276 vs.. Inconel 625:
-
C276: Rintangan kakisan yang unggul dalam persekitaran kimia yang agresif.
-
Inconel 625: Kekuatan yang lebih tinggi dan rintangan keletihan yang lebih baik, Sesuai untuk aplikasi struktur suhu tinggi.
-
Aplikasi: C276 untuk pemprosesan kimia; Inconel 625 untuk persekitaran aeroangkasa dan suhu tinggi.
-
-
Hastelloy C276 vs.. Monel 400:
-
C276: Jauh lebih unggul dalam persekitaran berasid dan klorida.
-
Monel 400: Cemerlang dalam keadaan air laut dan alkali tetapi tidak mempunyai ketahanan terhadap asid yang kuat.
-
Aplikasi: C276 untuk loji kimia; Monel 400 untuk sistem marin dan penyahgaraman.
-
-
Hastelloy C276 vs.. Aloi 825:
-
C276: Rintangan yang lebih baik terhadap kakisan pitting dan celah dalam persekitaran yang teruk.
-
Aloi 825: Kos efektif untuk keadaan kurang agresif tetapi kurang serba boleh.
-
Aplikasi: C276 untuk keadaan yang melampau; Aloi 825 untuk persekitaran kakisan sederhana.
-
6. Saiz dan jadual paip
Paip Hastelloy C276 boleh didapati dalam pelbagai saiz dan jadual untuk memenuhi keperluan aplikasi yang pelbagai. Jadual berikut memberikan maklumat terperinci dan jadual maklumat.
6.1 Saiz paip nominal (NPS)
|
NPS (inci)
|
OD (mm)
|
Jadual Biasa
|
Aplikasi
|
|---|---|---|---|
|
1/8
|
10.3
|
SCH 10, 40, 80
|
Garis kimia diameter kecil
|
|
1/2
|
21.3
|
SCH 10, 40, 80, 160
|
Proses paip, penukar haba
|
|
1
|
33.4
|
SCH 10, 40, 80, 160
|
Pemprosesan kimia umum
|
|
2
|
60.3
|
SCH 10, 40, 80, 160
|
Sistem kawalan pencemaran
|
|
4
|
114.3
|
SCH 10, 40, 80
|
Barisan proses diameter besar
|
|
12
|
323.8
|
SCH 10, 40, 80
|
Rawatan sisa industri
|
|
24
|
609.6
|
SCH 10, 40
|
Reaktor kimia berskala besar
|
6.2 Ketebalan dinding mengikut jadual
|
Jadual
|
Ketebalan dinding (mm)
untuk NPS 1 ” (33.4 mm dari)
|
Penilaian Tekanan (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 Pengiraan berat paip
Berat paip Hastelloy C276 dapat dikira menggunakan formula:
Di mana:
-
OF = diameter luar (mm)
-
Wt = ketebalan dinding (mm)
-
Ketumpatan = 8.89 g/cm³
Contoh pengiraan: Untuk 2 "NP (60.3 mm dari) Paip dengan Sch 40 (4.55 mm wt):
7. Permohonan paip Hastelloy C276
Paip Hastelloy C276 digunakan dalam industri yang memerlukan ketahanan dan kebolehpercayaan kakisan yang tinggi. Aplikasi utama termasuk:
-
Pemprosesan Kimia: Reaktor, penukar haba, dan paip untuk mengendalikan asid (Hydrochloric, sulfurik, nitrik).
-
Kawalan pencemaran: Sistem desulfurisasi gas serombong, scrubbers, dan liner timbunan.
-
Pulpa dan kertas: Tumbuhan pencernaan dan peluntur.
-
Kejuruteraan Marin: Peralatan air laut dan peralatan penggerudian minyak luar pesisir.
-
Farmaseutikal: Paip untuk proses steril dan menghakis.
-
Minyak dan Gas: Telaga dan peralatan gas masam yang terdedah kepada hidrogen sulfida.
-
Rawatan Sisa: Paip untuk mengendalikan aliran sisa yang menghakis.
8. Analisis dan perbandingan saintifik
8.1 Perbandingan rintangan kakisan
Jadual berikut membandingkan rintangan kakisan Hastelloy C276 dengan aloi lain dalam pelbagai persekitaran:
|
Persekitaran
|
Hastelloy C276
|
Hastelloy C22
|
Inconel 625
|
Monel 400
|
Aloi 825
|
|---|---|---|---|---|---|
|
Asid hidroklorik (10%)
|
Cemerlang
|
Baik
|
Sederhana
|
Miskin
|
Sederhana
|
|
Asid Sulfurik (50%)
|
Cemerlang
|
Cemerlang
|
Baik
|
Miskin
|
Baik
|
|
Asid Nitrik (65%)
|
Baik
|
Cemerlang
|
Baik
|
Miskin
|
Sederhana
|
|
Air laut (Klorida)
|
Cemerlang
|
Cemerlang
|
Baik
|
Cemerlang
|
Baik
|
|
Pitting Rintangan (Kayu*)
|
45
|
47
|
40
|
26
|
31
|
*Kayu (Nombor setara rintangan pitting) = %Cr + 3.3 × %mo + 16 × %n
8.2 Perbandingan harta mekanikal
|
Aloi
|
Kekuatan Tegangan (MPa)
|
Kekuatan Hasil (MPa)
|
Pemanjangan (%)
|
|---|---|---|---|
|
Hastelloy C276
|
690
|
283
|
40
|
|
Hastelloy C22
|
690
|
310
|
45
|
|
Inconel 625
|
830
|
415
|
30
|
|
Monel 400
|
550
|
240
|
40
|
|
Aloi 825
|
590
|
220
|
30
|
8.3 Analisis kos
Hastelloy C276 adalah aloi premium, dengan harga mulai $40 untuk $60 per kg, bergantung pada keadaan pasaran dan spesifikasi. Berbanding dengan aloi lain:
-
Hastelloy C22: Kos yang sedikit lebih tinggi disebabkan oleh sifat yang dipertingkatkan.
-
Inconel 625: Kos yang boleh dibandingkan tetapi kurang serba boleh dalam persekitaran kimia.
-
Monel 400: Kos yang lebih rendah tetapi aplikasi terhad.
-
Aloi 825: Lebih kos efektif tetapi kurang tahan dalam keadaan yang melampau.
8.4 Kajian Kes: Reaktor pemprosesan kimia
Tumbuhan pemprosesan kimia menggunakan paip Hastelloy C276 dalam reaktor yang terdedah kepada 20% asid hidroklorik pada suhu 80 ° C. Lebih dari lima tahun, paip menunjukkan kakisan yang tidak dapat dielakkan (0.01 mm/tahun), berbanding dengan keluli tahan karat 316L, yang gagal dalam masa enam bulan (kadar kakisan: 1.2 mm/tahun). Ini menunjukkan prestasi unggul C276 dalam mengurangkan persekitaran.
9. Kesimpulan
Hastelloy C276 Paip Keluli Alloy adalah bahan berprestasi tinggi yang direka untuk ketahanan kakisan yang melampau dan kebolehpercayaan mekanikal. Komposisi kimia yang unik, dengan nikel yang tinggi, molibdenum, dan kandungan kromium, memastikan fleksibiliti dalam kedua -dua persekitaran pengoksidaan dan pengurangan. Kandungan karbon rendah aloi dan penentangan terhadap hujan sempadan bijian menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang dikimpal tanpa rawatan haba pasca kimpalan.
Berbanding dengan bahan yang setara seperti Hastelloy C22, Inconel 625, Monel 400, dan aloi 825, Hastelloy C276 menawarkan gabungan rintangan kakisan yang seimbang, kekuatan mekanikal, dan kebolehkimpalan, menjadikannya pilihan pilihan untuk pemprosesan kimia, kawalan pencemaran, dan aplikasi marin. Ketersediaannya dalam pelbagai saiz, jadual, dan permukaan selesai meningkatkan kebolehsuaiannya.
anda mesti log masuk untuk menghantar komen.