Tubo de liga Hastelloy® X (US N06002): Visão geral abrangente
Hastelloy® X é uma superloy de níquel-cromo-ferro-molibdenum desenvolvida pela Haynes International, Inc. Para uma força excepcional de alta temperatura, resistência à oxidação, e resistência à corrosão em ambientes extremos. Designado como UNS N06002, Hastelloy® X é amplamente utilizado em tubos e tubos sem costura e soldados para aplicações no aeroespacial, Processamento químico, Indústrias petroquímicas, e geração de energia. Sua versatilidade, Formabilidade, e soldabilidade o tornam um material preferido para componentes como combustores de turbinas a gás, peças de forno industrial, e equipamento de processamento químico.
Esta seção fornece uma exploração detalhada do tubo de liga Hastelloy® X, incluindo suas especificações, composição química, propriedades físicas e mecânicas, aplicações, e perguntas frequentes (Perguntas frequentes). As tabelas são usadas para apresentar parâmetros claramente, garantindo um formato estruturado e acessível.
1. Descrição do tubo de liga Hastelloy® X (US N06002)
Hastelloy® x (US N06002) é uma super-alojamento baseado em níquel com solução sólida, projetada para ambientes de alta temperatura e corrosivos. Combina alta força, Excelente resistência a oxidação até 2200 ° F (1200° C), e boa resistência à rachadura de corrosão ao estresse, Carburização carburização, e nitreta. A composição equilibrada da liga de níquel, cromo, ferro, e o molibdênio fornece durabilidade nas atmosferas oxidantes e redutoras, tornando -o ideal para tubos e tubos em aplicações exigentes.
Principais recursos:
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Desempenho de alta temperatura: Mantém força e integridade estrutural a temperaturas elevadas, Adequado para turbinas a gás e fornos industriais.
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Resistência à corrosão: Resiste a oxidação, rachadura de corrosão de tensão induzida por cloreto, e colocando ambientes químicos agressivos.
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Facilidade de fabricação: Excelente formabilidade e soldabilidade, permitindo configurações complexas de tubos e tubos.
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Versatilidade: Usado em formas sem costura e soldado para tubos, tubos, e acessórios em aeroespacial, químico, e setores de energia.
Os tubos Hastelloy® X estão disponíveis de várias formas, incluindo tubos sem costura, tubos soldados, e tubulação, atendendo a padrões como ASTM B622 (desatado) e ASTM B619/B626 (soldada). A capacidade da liga de suportar o ciclismo térmico e o estresse mecânico o torna um material preferido para aplicações críticas.
2. Especificações do tubo de liga Hastelloy® X
Os tubos e tubos Hastelloy® X são fabricados para padrões precisos da indústria para garantir o desempenho em ambientes de alta temperatura e corrosivos. Abaixo está uma tabela resumindo as principais especificações para Hastelloy® x (US N06002) tubos e tubos, seguido de uma explicação detalhada.
Mesa 1: Especificações para Hastelloy® X LIGO PIPE (US N06002)
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Parâmetro
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Detalhes
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Designação de liga
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Hastelloy® x (US N06002)
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Padrões Comuns
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ASTM B622 (Tubo/tubo sem costura), ASTM B619/B626 (Tubo/tubo soldado), ASME SB-622, AMS 5587
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Tipos de tubo
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desatado, Soldado, ACRE (Resistência Elétrica Soldada), Fabricado
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Tipos de tubo
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desatado, Soldado, Tubos em U., Tubos capilares
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Faixa de tamanho
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– Diâmetro Externo (OD): 1/8″ a 48″ (3.175 mm para 1219 mm)
– Espessura de parede: SCH 5, 10, 40, 80, 160, XXS
– Comprimento: Até 12 metros (comprimentos personalizados disponíveis)
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Acabamento de superfície
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Recozido, Em conserva, Polido, Acabamento do moinho
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Formas
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Redondo, Quadrado, Retangular, Hidráulico, Tubos enrolados
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Teste
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Hidrostático, FORDDY CURENT, Achatando, Queimando, Tração, Dureza
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Certificações
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ISO 9001, COMO EU, ASTM, EM 10204 3.1/3.2
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Métodos de soldagem
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Gtaw (Tig), Gawn (MEU), SMAW, Soldagem de resistência
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Tratamento térmico
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Solução recozida a 2150 ° F (1177° C), seguido de resfriamento rápido
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Explicação detalhada:
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Padrões: ASTM B622 governa os tubos e tubos sem costura Hastelloy® x, garantir a uniformidade em dimensões e propriedades mecânicas. ASTM B619/B626 se aplica a tubos soldados, com B626 especificamente para tubulação. AMS 5587 é usado para aplicações aeroespaciais, Garantindo o desempenho de alta temperatura.
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Tamanho e formas: Os tubos estão disponíveis em uma ampla gama de diâmetros e espessuras da parede (por exemplo, Agendar 40, 80) Para se adequar a aplicações de tubos de pequeno diâmetro em trocadores de calor a tubulação de grande diâmetro em plantas químicas. Comprimentos e formas personalizados (por exemplo, Tubos U para trocadores de calor) também são oferecidos por fornecedores como Mega Mex e Neonickel.
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Teste: Os tubos passam por testes não destrutivos rigorosos (por exemplo, corrente parasita, hidrostático) para garantir o desempenho livre de defeitos sob pressão e temperatura.
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Tratamento térmico: O recozimento da solução aumenta a resistência e a ductilidade da corrosão, crítico para tubos expostos ao ciclismo térmico.
Fornecedores como Magellan Metals, Metais especiais americanos, E ligas de alto desempenho fornecem tubos Hastelloy® X atendendo a essas especificações, Com opções de personalização para necessidades específicas do projeto.
3. Aplicações do tubo de liga Hastelloy® X
Os tubos e tubos Hastelloy® X são usados em indústrias que requerem materiais que suportam temperaturas extremas, mídia corrosiva, e estresse mecânico. Abaixo está uma tabela resumindo os principais aplicativos, seguido de uma discussão detalhada.
Mesa 2: Aplicações do tubo de liga Hastelloy® X (US N06002)
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Indústria
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Aplicativos
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Aeroespaço
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Latas de combustor de turbinas a gás, Titulares de chama, dutos de transição, Afterburners, Pipes de escape
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Processamento químico
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Sistemas de tubulação, trocadores de calor, vasos de reação, colunas de destilação
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Petroquímico
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Tubulação de refinaria, pilhas de flare, Unidades de recuperação de enxofre
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Geração de energia
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Tubos de caldeira, Tubos de superaquecedor, Sistemas de dessulfurização de gases de combustão
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Fornos industriais
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Retorta, Muffl, tubos radiantes, Equipamento de tratamento térmico
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Nuclear
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Componentes de alta temperatura em reatores experimentais
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Discussão detalhada:
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Aeroespaço: Hastelloy® X é um item básico nos motores de turbina a gás devido à sua capacidade de manter a força e resistir a oxidação em temperaturas de até 2200 ° F (1200° C). Tubos e tubos são usados em latas de combustor, Titulares de chama, e pós -combinação, onde a resistência à fadiga térmica é crítica. Por exemplo, Dutos de transição em motores a jato dependem de Hastelloy® X para durabilidade sob aquecimento cíclico e resfriamento.
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Processamento químico: A resistência da liga a ambientes oxidantes e redutores o torna ideal para sistemas de tubulação que lidam com ácidos (por exemplo, sulfúrico, nítrico) e cloretos. Os trocadores de calor e os vasos de reação se beneficiam de sua resistência à corrosão e soldabilidade.
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Petroquímico: Em refinarias, Os tubos Hastelloy® X são usados em unidades de recuperação de enxofre e pilhas de flare, onde altas temperaturas e gases corrosivos (por exemplo, H2S) estão presentes. A resistência da liga à carburização e à nitragem garante a longevidade.
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Geração de energia: Tubos de caldeira e superaquecedor em usinas a carvão ou a gás usam hastelloy® x para sua força de alta temperatura e resistência à corrosão de gases de combustão.
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Fornos industriais: Tubos e sques radiantes em fornos de tratamento térmico Aproveitar a resistência da oxidação da liga e a estabilidade térmica.
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Nuclear: Embora menos comum, Hastelloy® X é usado em reatores experimentais de alta temperatura devido à sua estabilidade em condições extremas.
A versatilidade da liga garante seu uso em tubos sem costura para aplicações de alta pressão e tubos soldados para custo-benefício, sistemas de grande diâmetro.
4. Composição química da liga Hastelloy® X
A composição química do Hastelloy® X é cuidadosamente equilibrada para alcançar suas propriedades de alta temperatura e corrosão. Abaixo está uma tabela detalhando a composição, seguido de uma explicação do papel de cada elemento.
Mesa 3: Composição química de Hastelloy® x (US N06002)
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Elemento
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Peso %
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|---|---|
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Níquel (Ni)
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Equilíbrio (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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Molibdénio (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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Tungstênio (W)
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0.2–1.0
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Manganésio (MN)
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1.0 máx.
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Silício (Si)
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1.0 máx.
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Carbono (C)
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0.05–0.15
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Fósforo (P)
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0.04 máx.
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Enxofre (S)
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0.03 máx.
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Alumínio (Al)
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0.5 máx.
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Titânio (Ti)
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0.15 máx.
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Boro (B)
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0.008 máx.
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Papel dos elementos -chave:
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Níquel (Ni): Forma a matriz, fornecendo resistência à corrosão e estabilidade de alta temperatura. O alto teor de níquel garante a ductilidade e soldabilidade.
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Cromo (CR): Aumenta a resistência à oxidação e forma uma camada de óxido protetor em altas temperaturas, Crítico para aplicações de forno e turbina.
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Ferro (Fe): Melhora a força e reduz o custo, mantendo a resistência à corrosão.
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Molibdénio (Mo): Aumenta a resistência à corrosão de picadas e fendas, especialmente em ambientes ricos em cloreto, e aprimora a força de alta temperatura.
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Cobalto (Co): Melhora a força de alta temperatura e a resistência à fluência.
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Tungstênio (W): Contribui para o fortalecimento da solução sólida, Aumentar as propriedades mecânicas em temperaturas elevadas.
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Carbono (C): Controlado para minimizar a precipitação de carboneto durante a soldagem, garantir a resistência à corrosão na zona afetada pelo calor.
A composição precisa, Conforme especificado pelos padrões ASTM e AMS, Garante desempenho consistente entre os aplicativos.
5. Propriedades físicas da liga Hastelloy® X
As propriedades físicas do Hastelloy® X determinam sua adequação para ambientes de alta temperatura e corrosão. Abaixo está uma tabela resumindo as principais propriedades físicas, seguido de uma discussão.
Mesa 4: Propriedades físicas de Hastelloy® x (US N06002)
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Propriedade
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Valor
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|---|---|
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Densidade
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8.22 ³ de g/cm (0.297 lb/in³)
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Faixa de fusão
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2300–2470 ° F. (1260–1355 ° C.)
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Condutividade térmica
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11.6 W/m · k a 100 ° C. (8.0 Btu/ft · h · ° f)
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Capacidade de calor específico
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486 J/kg · k a 20 ° C. (0.116 Btu/lb · ° F.)
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Resistividade elétrica
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1.18 µω · m a 20 ° C.
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Coeficiente de expansão térmica
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13.3 µm/m · ° C a 20–1000 ° C. (7.4 µin/in · ° F.)
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Módulo de Elasticidade
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205 GPa (29.7 × 10⁶ psi) a 20 ° C.
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Discussão:
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Densidade: A densidade moderada de 8.22 G/cm³ torna Hastelloy® X adequado para componentes leves, porém fortes, em aplicações aeroespaciais.
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Faixa de fusão: A alta faixa de fusão (1260–1355 ° C.) Garante integridade estrutural em calor extremo, como em combustores de turbinas a gás.
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Condutividade térmica: Baixa condutividade térmica (11.6 W/m·K) Ajuda a reter calor nos componentes do forno, mas requer um design cuidadoso em trocadores de calor.
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Expansão Térmica: O coeficiente de 13.3 µm/m · ° C é moderado, reduzindo a tensão térmica em tubos durante o ciclo térmico.
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Módulo Elástico: O alto módulo (205 GPa) indica rigidez, garantir a estabilidade dimensional sob cargas mecânicas.
Essas propriedades tornam os tubos Hastelloy® X ideais para aplicações que requerem estabilidade térmica e resistência à deformação.
6. Propriedades mecânicas da liga Hastelloy® X
As propriedades mecânicas de Hastelloy® X garantem seu desempenho sob alto estresse e temperatura. Abaixo está uma tabela resumindo as principais propriedades, seguido de uma explicação.
Mesa 5: Propriedades mecânicas de Hastelloy® x (US N06002)
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Propriedade
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Valor (Condição recozida)
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|---|---|
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Resistência à tração (Final)
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725 MPa (105 Ksi) min
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força de rendimento (0.2% Desvio)
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310 MPa (45 Ksi) min
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Alongamento
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35% min
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Dureza
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241 Hb max (Brinell)
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Força de fluência
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48 MPA a 1500 ° F. (816° C) para 10,000 horas
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Força de fadiga
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~ 300 MPa a 10⁷ ciclos (temperatura ambiente)
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Tenacidade de impacto
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Bom, retém a ductilidade a baixas temperaturas
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Propriedades dependentes da temperatura (Aproximado):
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Temperatura
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Resistência à tração
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força de rendimento
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Alongamento
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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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Discussão:
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Resistência à tração e escoamento: Hastelloy® X oferece alta resistência à tração (725 MPa) e força de escoamento (310 MPa) na condição recozida, Adequado para sistemas de tubulação de alta pressão. A força diminui em temperaturas mais altas, mas permanece suficiente para aplicações de até 1200 ° C.
-
Alongamento: O alto alongamento (35–50%) indica excelente ductilidade, permitindo que os tubos sejam formados em formas complexas e resistam à expansão térmica.
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Resistência à fluência: A força de fluência da liga (48 MPA a 1500 ° F para 10,000 horas) Garante desempenho a longo prazo em fornos e turbinas.
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Resistência à fadiga: Boa força de fadiga (~ 300 MPa) Suporta carga cíclica em componentes aeroespaciais como latas de combustor.
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Dureza: Dureza moderada (241 Hb) facilita a usinagem, mantendo a resistência ao desgaste.
Essas propriedades tornam os tubos Hastelloy® X confiáveis para cargas estáticas e dinâmicas em condições extremas.
7. Hastelloy® X Tubo/FAQs de tubo
Abaixo estão frequentemente perguntas sobre os tubos e tubos de liga Hastelloy® X, abordar preocupações comuns e fornecer informações práticas.
Perguntas frequentes 1: O que torna o Hastelloy® X adequado para aplicações de alta temperatura?
Responder: Hastelloy® X's High Nickel, cromo, e o conteúdo de molibdênio fornece resistência e força de oxidação excepcionais até 2200 ° F (1200° C). Seu fortalecimento e resistência à resolução sólida ao carburização e nitragem garantem durabilidade em turbinas a gás, fornos, e reatores químicos.
Perguntas frequentes 2: Os tubos Hastelloy® X podem ser soldados, e que precauções são necessárias?
Responder: Sim, Hastelloy® X é altamente soldável usando GTAW (Tig), Gawn (MEU), SMAW, ou soldagem de resistência. As precauções incluem:
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Usando metais de preenchimento correspondentes (por exemplo, Hastelloy® X ou Inconel® 617).
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Evitando soldagem de arco submerso para evitar rachaduras a quente.
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Garantir superfícies limpas para evitar a contaminação.
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Tratamento térmico pós-solda (se necessário) para aliviar as tensões residuais.
Perguntas frequentes 3: Como o Hastelloy® X se compara a outras ligas de níquel como o Inconel® 718?
Responder: Comparado ao Inconel® 718, Hastelloy® X oferece:
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Melhor resistência a oxidação a temperaturas mais altas (até 2200 ° F vs. 1800°F para 718).
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Formabilidade superior e soldabilidade devido ao fortalecimento da solução sólida (contra. precipitação endurecendo 718).
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Força ligeiramente menor em temperaturas intermediárias, mas melhor resistência à fluência acima de 1500 ° F. Hastelloy® X é preferido para componentes de forno e turbina, Enquanto Inconel® 718 é usado em peças aeroespaciais de alta resistência.
Perguntas frequentes 4: Quais são as propriedades de resistência à corrosão dos tubos Hastelloy® x?
Responder: Hastelloy® X resiste:
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Oxidação no ar de até 2200 ° F (1200° C).
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Rachadura de corrosão por estresse induzida por cloreto em ambientes petroquímicos.
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Atmosferas de carburismo e nitragem em fornos. Contudo, é menos resistente a ácidos altamente redutores (por exemplo, clorídrico) Comparado ao Hastelloy® C-276.
Perguntas frequentes 5: Quais são os custos típicos dos tubos Hastelloy® X?
Responder: Os custos variam com base no tamanho, forma (sem costura vs.. soldada), e fornecedor. Os tubos sem costura Hastelloy® X são mais caros do que soldados devido à complexidade da fabricação. Para preços exatos, Entre em contato com fornecedores como Abtersteel (Abtersteel.com) ou metais especiais (pieun.com). A durabilidade da liga geralmente compensa os custos iniciais em aplicativos de longo prazo.
Perguntas frequentes 6: Como os tubos Hastelloy® X são usinados ou fabricados?
Responder: Usinagem requer:
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Configurações rígidas e ferramentas nítidas de carboneto para combater o endurecimento do trabalho.
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Baixas velocidades de corte (por exemplo, 20–30 m/i) e amplo refrigerante.
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A fabricação envolve formação a frio ou quente (formação quente a 2150 ° F/1177 ° C). Os fornecedores fornecem tubos pré-formados ou serviços de fabricação personalizados.
Perguntas frequentes 7: Que teste é realizado nos tubos Hastelloy® x?
Responder: Os testes padrão incluem:
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Teste hidrostático para integridade de pressão.
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Testes atuais de redemoinho para defeitos de superfície.
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Testes achatados e queimando para a ductilidade.
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Testes químicos e mecânicos para atender aos padrões ASTM/AMS. certificados (EM 10204 3.1/3.2) são fornecidos por fornecedores.
Perguntas frequentes 8: Os tubos Hastelloy® X estão disponíveis em tamanhos personalizados?
Responder: Sim, Fornecedores como Magellan Metals e Neonickel oferecem OD personalizado, espessura de parede, e comprimentos. Tubos em U e tubos enrolados também estão disponíveis para trocadores de calor e aplicações especializadas.
Perguntas frequentes 9: Quais são as limitações dos tubos Hastelloy® x?
Responder: As limitações incluem:
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Resistência moderada a ácidos altamente redutores (por exemplo, Hcl), onde Hastelloy® C-276 é preferido.
-
Custo mais alto em comparação com aço inoxidável.
-
Desafios de usinagem devido ao endurecimento do trabalho, exigindo equipamentos especializados.
Perguntas frequentes 10: Onde posso adquirir tubos hastelloy® x?
Responder: Fornecedores respeitáveis incluem:
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Companhia Abtersteel : www.abtersteel.com
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Metais especiais: Pipeun.com
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Nickel Steel Company: Avatur.com
8. Considerações adicionais para Hastelloy® X Ligloy Pipe
Fabricação e instalação
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Formando: Os tubos Hastelloy® X podem ser formados a frio para pequenas curvas ou formados a quente para formas complexas. Formação quente a 2150 ° F (1177° C) minimiza rachaduras.
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Instalação: O alinhamento e o suporte adequados são críticos para evitar a concentração de estresse em sistemas de tubulação de alta temperatura. flanges, acessórios, e válvulas em Hastelloy® X estão disponíveis para integração perfeita.
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Limpeza: Os tubos devem ser limpos para remover contaminantes (por exemplo, óleo, graxa) antes da instalação para evitar a corrosão ou as imperfeições da solda.
Análise de custo-benefício
Enquanto os tubos Hastelloy® X são mais caros que o aço inoxidável ou aço carbono, Seu desempenho superior em ambientes extremos reduz os custos de manutenção e reposição. Por exemplo, em turbinas a gás, A longevidade da liga sob ciclismo térmico supera o investimento inicial.
Considerações ambientais e de segurança
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Sustentabilidade: Hastelloy® X é reciclável, Apoiando práticas sustentáveis em indústrias como geração aeroespacial e de energia.
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Segurança: A liga não é tóxica, Mas a usinagem ou a soldagem requer ventilação adequada para evitar a inalação de fumos. Folhas de dados de segurança (Sds) estão disponíveis na Haynes International (Abtersteel.com).
Comparação com outras ligas Hastelloy®
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Vs.. Hastelloy® C-276: C-276 oferece melhor resistência à corrosão na redução de ácidos, mas menor força de alta temperatura. X é preferido para aplicações térmicas.
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Vs.. Hastelloy® B-3: B-3 se destaca em ambientes de ácido clorídrico, mas não possui a resistência a oxidação de x.
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Vs.. Hastelloy® G-30: G-30 é otimizado para ácido fosfórico, Enquanto X é melhor para condições de oxidação de alta temperatura.
9. Conclusão
Tubo de liga Hastelloy® X (US N06002) é um material principal para alta temperatura, corrosivo, e aplicações exigentes mecanicamente. Sua composição equilibrada de níquel, cromo, ferro, e o molibdênio garante um desempenho excepcional no aeroespacial (turbinas a gás), Processamento químico (trocadores de calor), petroquímico (tubulação de refinaria), e geração de energia (Tubos de caldeira). A força de alta temperatura da liga, resistência à oxidação, e soldabilidade o torna versátil para tubos e tubos sem costura e soldados, Atendendo aos padrões rigorosos da ASTM e AMS.
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