การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของ Hastelloy C-22 (ล้อแม็ก 22) ท่อเหล็ก
ชื่อการค้าทั่วไป: ฮาสเตลลอย C22, อินโคเนล 22, นิกเกิล 22, ล้อแม็ก 22, Nicrofer 5621.
เอกสารนี้ให้การวิเคราะห์โดยละเอียดของ Hastelloy C-22 (ล้อแม็ก 22, สหรัฐอเมริกา N06022, W. NR. 2.4602, NICR21MO14W) ท่อเหล็กผสม, ครอบคลุมการแนะนำ, ข้อมูลจำเพาะ, องค์ประกอบทางเคมี, คุณสมบัติของวัสดุ, คุณสมบัติเชิงกลที่ระบุในสภาพที่อบอ่อน, คุณสมบัติทางกายภาพทั่วไป, กระบวนการผลิต, และการเปรียบเทียบทางวิทยาศาสตร์กับโลหะผสมอื่น ๆ, รวมถึง Hastelloy C-276. เนื้อหามีโครงสร้างเพื่อตอบสนองความต้องการของอย่างน้อย 4000 คำ, ด้วยข้อมูลแบบตาราง, คำอธิบายโดยละเอียด, และการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์เป็นภาษาอังกฤษ.
1. รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ Hastelloy C-22 (ล้อแม็ก 22)
Hastelloy C-22, หรือที่เรียกว่าอัลลอยด์ 22, สหรัฐอเมริกา N06022, หรือวัสดุหมายเลข. 2.4602, เป็นซุปเปอร์อัลลอยนิกเกิล-โครเมียม-โมลิเบนเนียม-ตังสเตนที่พัฒนาโดย Haynes International. มีชื่อเสียงในด้านความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม, มันถูกออกแบบมาเพื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวสูง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่เกี่ยวข้องกับการออกซิไดซ์และลดเงื่อนไข. เมื่อเทียบกับรุ่นก่อน, Hastelloy C-276, ล้อแม็ก 22 เสนอความต้านทานต่อหลุมที่เพิ่มขึ้น, การกัดกร่อนของรอยแยก, และการร้าวการกัดกร่อนของความเครียด, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสื่อออกซิไดซ์, ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่สำคัญในอุตสาหกรรมเช่นการประมวลผลทางเคมี, การผลิตยา, การควบคุมมลพิษ, และพลังงานนิวเคลียร์.
องค์ประกอบที่สมดุลของอัลลอยด์, ด้วยธาตุเหล็กต่ำและปริมาณโครเมียมสูงกว่า C-276, ปรับประสิทธิภาพให้เหมาะสมในสภาพแวดล้อมที่มีเฟอร์ริกและคลอไรด์ cupric, คลอรีนเปียก, และกรดออกซิไดซ์เช่นกรดไนตริก. ปริมาณคาร์บอนต่ำช่วยลดปริมาณการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในระหว่างการเชื่อม, สร้างความมั่นใจในความต้านทานการกัดกร่อนในโครงสร้างที่เชื่อมแบบเชื่อม. Hastelloy C-22 มีอยู่ในรูปแบบต่าง ๆ, รวมถึงท่อที่ไร้รอยต่อและรอย, ท่อ, แผ่นงาน, จาน, และอุปกรณ์, ด้วยท่อมีความสำคัญต่อการขนส่งของเหลวในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน.
การวิเคราะห์นี้มุ่งเน้นไปที่ท่อเหล็กผสม Hastelloy C-22, ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของข้อกำหนดของพวกเขา, คุณสมบัติ, กระบวนการผลิต, และแอปพลิเคชัน, ด้วยการเปรียบเทียบทางวิทยาศาสตร์กับโลหะผสมอื่น ๆ, โดยเฉพาะ Hastelloy C-276, เพื่อเน้นข้อดีและข้อ จำกัด.
2. ข้อมูลจำเพาะของท่อเหล็กผสม Hastelloy C-22
2.1 มาตรฐาน
ท่อ Hastelloy C-22 ผลิตขึ้นเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานสากล, สร้างความมั่นใจในคุณภาพ, ความสม่ำเสมอ, และความเข้ากันได้. มาตรฐานที่สำคัญรวมถึง:
-
มาตรฐาน ASTM B622: ข้อมูลจำเพาะมาตรฐานสำหรับท่อและโลหะผสมนิกเกิลที่ไร้รอยต่อและท่อและท่อ
-
มาตรฐาน ASTM B619: ข้อมูลจำเพาะมาตรฐานสำหรับท่อโลหะผสมนิกเกิลและนิกเกิล-คอบบาล
-
มาตรฐาน ASTM B626: ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับท่อโลหะผสมนิกเกิลและนิกเกิล-ค็อต
-
ASME SB622: นิกเกิลที่ไร้รอยต่อและท่ออัลลอยด์นิกเกิล-ครอสต์และท่อ
-
ASME SB619: ท่อโลหะผสมนิกเกิลและโลหะผสมนิกเกิล
-
ของคุณ 17751: นิกเกิลและนิกเกิลอัลลอยด์ไร้รอยต่อและท่อเชื่อม
-
มาตรฐาน ISO 6207: นิกเกิลที่ไร้รอยต่อและท่อโลหะผสมนิกเกิล
-
Vdtüv 479: ข้อมูลจำเพาะวัสดุสำหรับโลหะผสมนิกเกิล
มาตรฐานเหล่านี้ควบคุมองค์ประกอบทางเคมี, คุณสมบัติทางกล, ความคลาดเคลื่อนมิติ, และข้อกำหนดการทดสอบ.
2.2 เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD)
เส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอกของท่อ Hastelloy C-22 นั้นแตกต่างกันไปตามแอปพลิเคชันและวิธีการผลิต:
-
ท่อไร้รอยต่อ: 1/8" (3.175 มม.) ถึง 24” (609.6 มม.)
-
ท่อเชื่อม: สูงถึง 100” (2540 มม.) สำหรับท่อขนาดใหญ่ขนาดใหญ่
-
หลอด: 1/16" (1.59 มม.) ถึง 4” (101.6 มม.)
เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดเองสามารถผลิตได้ตามความต้องการของโครงการเฉพาะ.
2.3 ความหนาของผนัง
ความหนาของผนังถูกระบุโดยหมายเลขกำหนด (เช่น, สช 5, สช 10, สช 40, สช 80, สช 160) หรือในมิลลิเมตร:
-
ท่อไร้รอยต่อ: 0.5 มม. ถึง 50 มม.
-
ท่อเชื่อม: 0.5 มม. ถึง 60 มม.
-
หลอด: 0.5 มม. ถึง 10 มม.
ความหนากำหนดระดับความดันของท่อและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง.
2.4 ความยาว
ท่อ Hastelloy C-22 มีให้เลือกตามมาตรฐานและความยาวที่กำหนดเอง:
-
ความยาวแบบสุ่มเดี่ยว: 4.8 m ถึง 7.3 ม (16 ฟุตถึง 24 ฟุต)
-
ความยาวแบบสุ่มสองครั้ง: 11.8 m ถึง 13.7 ม (38 ฟุตถึง 45 ฟุต)
-
ตัดความยาว: 0.5 m ถึง 12 ม, ปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของลูกค้า
2.5 พื้นผิวเสร็จสิ้น
พื้นผิวเสร็จสิ้นช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความสวยงาม. เสร็จสิ้นทั่วไปรวมถึง:
-
อบอ่อนและดอง: เรียบ, พื้นผิวที่ปราศจากออกไซด์เพื่อความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุด
-
ขัดเงา: เสร็จสิ้นเหมือนกระจกสำหรับแอปพลิเคชันที่มีแรงเสียดทานต่ำหรือสุนทรียศาสตร์
-
เสร็จสิ้นโรงสี: พื้นผิวที่ผลิตขึ้นสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม
-
เคลือบ: อีพ็อกซี่, ptfe, หรือการเคลือบเซรามิกเพื่อการป้องกันเพิ่มเติม
2.6 เกรด (ASTM/UNS)
โลหะผสมถูกกำหนดให้เป็น:
-
มาตรฐาน ASTM: Hastelloy C-22 (ล้อแม็ก 22)
-
เรา: N06022
-
วัสดุหมายเลข: 2.4602
-
ใน: NICR21MO14W
-
ไอที: NW 6022
-
GOST: HN60M
3. องค์ประกอบทางเคมี
องค์ประกอบทางเคมีของ Hastelloy C-22 ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว. โลหะผสมมีโครเมียมที่สูงกว่าและเหล็กต่ำกว่า Hastelloy C-276, เพิ่มประสิทธิภาพในสภาพออกซิไดซ์. ตารางต่อไปนี้มีรายละเอียดองค์ประกอบ:
|
องค์ประกอบ
|
เปอร์เซ็นต์ (%)
|
|---|---|
|
นิกเกิล (ใน)
|
สมดุล (55.0 - 59.0)
|
|
โครเมียม (Cr)
|
20.0 - 22.5
|
|
โมลิบดีนัม (โม)
|
12.5 - 14.5
|
|
ทังสเตน (W)
|
2.5 - 3.5
|
|
เหล็ก (เฟ)
|
2.0 - 6.0
|
|
โคบอลต์ (บริษัท)
|
2.5 (สูงสุด)
|
|
แมงกานีส (Mn)
|
0.50 (สูงสุด)
|
|
คาร์บอน (C)
|
0.015 (สูงสุด)
|
|
ซิลิคอน (และ)
|
0.08 (สูงสุด)
|
|
ฟอสฟอรัส (ป)
|
0.02 (สูงสุด)
|
|
กำมะถัน (S)
|
0.02 (สูงสุด)
|
|
วาเนเดียม (วี)
|
0.35 (สูงสุด)
|
การวิเคราะห์องค์ประกอบ
-
นิกเกิล (ใน): จัดเตรียมเมทริกซ์ออสเทนนิติกที่เสถียร, เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในการลดสภาพแวดล้อม.
-
โครเมียม (Cr): ปริมาณโครเมียมสูง (20.0–22.5%) ปรับปรุงความต้านทานต่อสื่อออกซิไดซ์, เช่นกรดไนตริกและเฟอร์ริกคลอไรด์.
-
โมลิบดีนัม (โม): เพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนและการกัดกร่อนของรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยคลอไรด์.
-
ทังสเตน (W): เพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นและเสริมความแข็งแกร่งของโลหะผสม.
-
คาร์บอนต่ำ (C): ลดปริมาณการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในระหว่างการเชื่อม, ป้องกันการกัดกร่อนระหว่างเกรน.
-
เหล็กต่ำ (เฟ): ลดความไวต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์เมื่อเทียบกับ C-276.
4. คุณสมบัติของวัสดุ
Hastelloy C-22 จัดแสดงกลไกที่ยอดเยี่ยม, ทางกายภาพ, และคุณสมบัติที่ทนต่อการกัดกร่อน, ทำให้เหมาะสำหรับการเรียกร้องแอปพลิเคชัน.
4.1 คุณสมบัติเชิงกลที่ระบุในสภาพการอบอ่อน
คุณสมบัติเชิงกลของ Hastelloy C-22 ในสภาพการอบอ่อนถูกระบุโดยมาตรฐาน ASTM. ตารางต่อไปนี้สรุปคุณสมบัติเหล่านี้:
|
คุณสมบัติ
|
ค่า
|
|---|---|
|
ความแข็งแรง
|
690 MPa (100 ksi) นาที
|
|
ความแข็งแรงให้ผลผลิต (0.2% ชดเชย)
|
310 MPa (45 ksi) นาที
|
|
การยืดตัว
|
45% นาที
|
|
ความแข็ง (Rockwell B)
|
90 สูงสุด
|
-
ความแข็งแรง: ทำให้มั่นใจได้ว่าโลหะผสมสามารถทนต่อความเครียดสูงในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน.
-
ความแข็งแรงให้ผลผลิต: บ่งบอกถึงความเหนียวที่ดี, อนุญาตให้มีการเสียรูปโดยไม่แตกหัก.
-
การยืดตัว: การยืดตัวสูงช่วยให้มั่นใจได้ว่าเกิดขึ้นได้อย่างยอดเยี่ยมและความต้านทานต่อความล้มเหลวที่เปราะบาง.
-
ความแข็ง: ความแข็งในระดับปานกลางช่วยอำนวยความสะดวกในการตัดเฉือนในขณะที่รักษาความทนทาน.
4.2 คุณสมบัติทางกายภาพทั่วไป
คุณสมบัติทางกายภาพของ Hastelloy C-22 มีความสำคัญต่อการพิจารณาการออกแบบและการใช้งาน:
|
คุณสมบัติ
|
ค่า
|
|---|---|
|
ความหนาแน่น
|
8.69 กรัม/ซม.³ (0.314 lb/in³)
|
|
จุดหลอมเหลว
|
1357 - 1399 ° C (2475 - 25550 ° F)
|
|
ความจุความร้อนเฉพาะ
|
414 j/kg · k (0.099 BTU/LB ·° F)
|
|
การนำความร้อน
|
11.1 W/ม·เค (76.8 btu · in/hr ·ft²·° F)
|
|
ความต้านทานไฟฟ้า
|
1.14 µΩ · m (678 µΩ ·ใน)
|
|
สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน
|
12.4 µm/m ·° C (6.9 µin/in ·° F) (20–100°ซ)
|
-
ความหนาแน่น: ต่ำกว่า C-276 เล็กน้อยเนื่องจากปริมาณธาตุเหล็กลดลงเล็กน้อย, มีผลต่อการคำนวณน้ำหนัก.
-
จุดหลอมเหลว: ช่วงการหลอมละลายสูงช่วยให้มั่นใจได้ถึงความมั่นคงในการใช้งานอุณหภูมิสูง.
-
การนำความร้อน: ปานกลาง, เหมาะสำหรับท่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน.
-
ความต้านทานไฟฟ้า: ขีด จำกัด ความต้านทานสูงใช้ในแอปพลิเคชันไฟฟ้า แต่รองรับส่วนประกอบที่ทนต่อการกัดกร่อน.
4.3 ทนต่อการกัดกร่อน
Hastelloy C-22 มีชื่อเสียงในด้านความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์:
-
การกัดกร่อนของรูพรุนและรอยแยก: ปริมาณโมลิบดีนัมและโครเมียมสูงให้ความต้านทานที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยคลอไรด์ (เช่น, น้ำทะเล, คลอรีนเปียก).
-
การกัดกร่อนจากความเครียด (เอสซีซี): ทนต่อ SCC ในอุณหภูมิสูง, สื่อที่มีคลอไรด์.
-
สื่อออกซิไดซ์: ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในกรดไนตริก, เฟอร์ริกคลอไรด์, และ cupric chloride เนื่องจากปริมาณโครเมียมสูง.
-
การลดสื่อ: มีประสิทธิภาพในกรดไฮโดรคลอริกและซัลฟูริก, แม้ว่าจะมีความต้านทานน้อยกว่า C-276 เล็กน้อยในสภาวะการลดที่แข็งแกร่ง.
-
การกัดกร่อนตามขอบเกรน: ปริมาณคาร์บอนต่ำช่วยป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์, การรักษาความต้านทานการกัดกร่อนในโครงสร้างรอยเชื่อม.
4.4 ความสามารถในการเชื่อม
Hastelloy C-22 สามารถเชื่อมได้อย่างมากโดยใช้เทคนิคมาตรฐาน, รวมทั้ง:
-
การเชื่อมอาร์กทังสเตนแก๊ส (GTAW/TIG)
-
การเชื่อมอาร์กโลหะแก๊ส (GMAW/มิก)
-
การเชื่อมอาร์คโลหะป้องกัน (สมาว)
ปริมาณคาร์บอนต่ำและองค์ประกอบที่เหมาะสมลดความเสี่ยงของการแพ้, ไม่จำเป็นต้องใช้การรักษาความร้อนแบบโพสต์-weld ในกรณีส่วนใหญ่.
4.5 ความสามารถในการแปรรูป
Hastelloy C-22 เป็นเรื่องยากพอที่จะเครื่องจักรได้เนื่องจากคุณสมบัติที่แข็งค่าในการทำงานและความแข็งแรงสูง:
-
การใช้เครื่องมือ: ใช้เครื่องมือเหล็กคาร์ไบด์หรือความเร็วสูงพร้อมมุมคราดบวก.
-
ความเร็วในการตัด: ความเร็วต่ำถึงปานกลางเพื่อลดการสะสมความร้อน.
-
สารหล่อเย็น: สารหล่อเย็นเพียงพอที่จะลดการสึกหรอของเครื่องมือและปรับปรุงพื้นผิว.
5. กระบวนการผลิต
Hastelloy C-22 ท่อผลิตโดยใช้เทคนิคการผลิตขั้นสูงเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพและประสิทธิภาพ. กระบวนการหลักรวมถึง:
5.1 การผลิตท่อไร้รอยต่อ
ท่อไร้รอยต่อผลิตผ่านกระบวนการทำงานที่ร้อนหรือเย็น:
-
การเตรียมบิลเล็ต:
-
นิกเกิลที่มีความบริสุทธิ์สูง, โครเมียม, โมลิบดีนัม, และทังสเตนจะละลายในเตาหลอมสุญญากาศหรือเตาอาร์คไฟฟ้า.
-
โลหะผสมหลอมเหลวถูกหล่อลงในรูปทรงกระบอก.
-
-
รีดร้อน:
-
บิลเล็ตถูกทำให้ร้อนถึง 1100–1200 ° C และอัดผ่านการตายเพื่อสร้างท่อกลวง.
-
ท่อที่อัดแน่นจะดับเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างจุลภาค.
-
-
การวาดภาพเย็น:
-
สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กหรือความคลาดเคลื่อนที่แม่นยำ, ท่อที่อัดแน่นเป็นเย็น ๆ ผ่านชุดของตาย.
-
การหลอมจะดำเนินการระหว่างขั้นตอนการวาดเพื่อบรรเทาความเครียดและฟื้นฟูความเหนียว.
-
-
รักษาความร้อน:
-
ท่อถูกอบที่ 1040–1080 ° C, ตามด้วยการดับอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคและความต้านทานการกัดกร่อนที่ต้องการ.
-
-
การตกแต่ง:
-
ท่อดอง, ขัดเงา, หรือเคลือบตามต้องการ.
-
การทดสอบแบบไม่ทำลาย (เช่น, เกี่ยวกับอัลตราโซนิก, กระแสน้ำวน) ทำให้มั่นใจได้ว่าท่อปราศจากข้อบกพร่อง.
-
5.2 การผลิตท่อเชื่อม
ท่อเชื่อมนั้นผลิตจากแผ่นหรือแผ่นรองพื้นแบบม้วนแบน:
-
การเตรียมแผ่น/แผ่น:
-
ล้อแม็ก 22 แผ่นหรือแผ่นถูกรีดไปตามความหนาที่ต้องการและตัดเป็นขนาด.
-
-
การขึ้นรูป:
-
วัสดุแบนถูกสร้างขึ้นเป็นรูปทรงกระบอกโดยใช้การขึ้นรูปม้วนหรือกดเบรก.
-
-
การเชื่อมโลหะ:
-
ตะเข็บตามยาวถูกเชื่อมโดยใช้เทคนิคเช่น:
-
การเชื่อมความต้านทานไฟฟ้า (เอเคอร์): กระแสไฟฟ้าความถี่สูงหลอมรวมขอบ.
-
การเชื่อมฟิวชั่นไฟฟ้า (อีเอฟดับบลิว): การเชื่อมโค้งสำหรับผนังหนา.
-
การเชื่อมอาร์คที่จมอยู่ใต้น้ำ (เลื่อย): สำหรับท่อขนาดใหญ่ขนาดใหญ่.
-
-
โลหะฟิลเลอร์ (เช่น, ernichrmo-10) การจับคู่องค์ประกอบโลหะผสมใช้เพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อน.
-
-
รักษาความร้อน:
-
ท่อเชื่อมอาจอบอ่อนเพื่อบรรเทาความเครียดที่เหลือและเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน.
-
-
การตกแต่งและการทดสอบ:
-
ท่อได้รับการรักษาพื้นผิว (เช่น, ดอง, ขัด) และการทดสอบอย่างเข้มงวด (เช่น, เกี่ยวกับน้ำ, เกี่ยวกับการถ่ายภาพรังสี) เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน.
-
5.3 การควบคุมคุณภาพ
-
การวิเคราะห์ทางเคมี: รับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านองค์ประกอบ ASTM B622/B619.
-
การทดสอบทางกล: แรงดึง, ความแข็ง, และการทดสอบการยืดตัวยืนยันคุณสมบัติ.
-
การทดสอบการกัดกร่อน: ASTM G28 (วิธี A) หรือการทดสอบ G48 ประเมินความต้านทานการกัดกร่อนและการกัดกร่อนระหว่างกัน.
-
การตรวจสอบมิติ: ยืนยัน OD, ความหนาของผนัง, และความคลาดเคลื่อนความยาว.
6. เปรียบเทียบกับ Hastelloy C-276 และโลหะผสมอื่น ๆ
Hastelloy C-22 มักจะเปรียบเทียบกับ Hastelloy C-276 และโลหะผสมนิกเกิลอื่น ๆ. ส่วนต่อไปนี้ให้การเปรียบเทียบทางวิทยาศาสตร์.
6.1 การเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมี
|
องค์ประกอบ
|
Hastelloy C-22 (%)
|
Hastelloy C-276 (%)
|
อินโคเนล 625 (%)
|
ล้อแม็ก 825 (%)
|
|---|---|---|---|---|
|
นิกเกิล (ใน)
|
55.0 - 59.0
|
55.0 - 57.0
|
58.0 นาที
|
38.0 - 46.0
|
|
โครเมียม (Cr)
|
20.0 - 22.5
|
14.5 - 16.5
|
20.0 - 23.0
|
19.5 - 23.5
|
|
โมลิบดีนัม (โม)
|
12.5 - 14.5
|
15.0 - 17.0
|
8.0 - 10.0
|
2.5 - 3.5
|
|
ทังสเตน (W)
|
2.5 - 3.5
|
3.0 - 4.5
|
-
|
-
|
|
เหล็ก (เฟ)
|
2.0 - 6.0
|
4.0 - 7.0
|
5.0 สูงสุด
|
22.0 นาที
|
|
คาร์บอน (C)
|
0.015 สูงสุด
|
0.01 สูงสุด
|
0.10 สูงสุด
|
0.05 สูงสุด
|
การวิเคราะห์:
-
C-22 vs. C-276: C-22 มีโครเมียมสูงกว่า (20.0–22.5% เทียบกับ. 14.5–16.5%) และโมลิบดีนัมลดลง (12.5–14.5% เทียบกับ. 15.0–17.0%), ทำให้สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ได้มากขึ้น แต่มีประสิทธิภาพน้อยลงเล็กน้อยในการลดกรดที่แข็งแกร่ง.
-
C-22 vs. อินโคเนล 625: C-22 มีโมลิบดีนัมสูงกว่า, เพิ่มความต้านทานต่อหลุม, ในขณะที่เนื้อหานิกเกิลที่สูงขึ้นของ Inconel 625 ช่วยเพิ่มความแข็งแรงอุณหภูมิสูง.
-
C-22 vs. ล้อแม็ก 825: ธาตุเหล็กที่ต่ำกว่าของ C-22 และปริมาณโมลิบดีนัมที่สูงขึ้นให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว.
6.2 การเปรียบเทียบความต้านทานการกัดกร่อน
|
สิ่งแวดล้อม
|
Hastelloy C-22
|
Hastelloy C-276
|
อินโคเนล 625
|
ล้อแม็ก 825
|
|---|---|---|---|---|
|
กรดไฮโดรคลอริก (10%)
|
ดี
|
ยอดเยี่ยม
|
ปานกลาง
|
ยากจน
|
|
กรดซัลฟูริก (50%)
|
ยอดเยี่ยม
|
ยอดเยี่ยม
|
ดี
|
ปานกลาง
|
|
กรดไนตริก (65%)
|
ยอดเยี่ยม
|
ดี
|
ดี
|
ปานกลาง
|
|
น้ำทะเล (คลอไรด์)
|
ยอดเยี่ยม
|
ยอดเยี่ยม
|
ดี
|
ดี
|
|
ความต้านทานต่อหลุม (ไม้*)
|
47
|
45
|
40
|
31
|
*รับ = %cr + 3.3 × %mo + 16 × %n
การวิเคราะห์:
-
C-22 vs. C-276: C-22 เก่งในกรดออกซิไดซ์ (เช่น, กรดไนตริก) และระบบกรดผสมเนื่องจากโครเมียมที่สูงขึ้น, ในขณะที่ C-276 ดีกว่าในการลดกรด (เช่น, กรดไฮโดรคลอริก).
-
C-22 vs. อินโคเนล 625: pren ที่สูงขึ้นของ C-22 บ่งบอกถึงความต้านทานต่อหลุมที่ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมคลอไรด์.
-
C-22 vs. ล้อแม็ก 825: C-22 มีประสิทธิภาพสูงกว่าโลหะผสมอย่างมีนัยสำคัญ 825 ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ก้าวร้าว.
6.3 การเปรียบเทียบคุณสมบัติเชิงกล
|
ล้อแม็ก
|
ความแข็งแรง (MPa)
|
ความแข็งแรงให้ผลผลิต (MPa)
|
การยืดตัว (%)
|
|---|---|---|---|
|
Hastelloy C-22
|
690
|
310
|
45
|
|
Hastelloy C-276
|
690
|
283
|
40
|
|
อินโคเนล 625
|
830
|
415
|
30
|
|
ล้อแม็ก 825
|
590
|
220
|
30
|
การวิเคราะห์:
-
C-22 vs. C-276: C-22 มีความแข็งแรงของผลผลิตและการยืดตัวสูงขึ้นเล็กน้อย, การปรับปรุงความสามารถในการสร้าง.
-
C-22 vs. อินโคเนล 625: อินโคเนล 625 ให้ความแข็งแรงสูงขึ้น แต่ลดลง, เหมาะสำหรับการใช้งานโครงสร้าง.
-
C-22 vs. ล้อแม็ก 825: C-22 ให้คุณสมบัติเชิงกลที่ดีกว่า, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน.
6.4 การวิเคราะห์ต้นทุน
Hastelloy C-22 เป็นโลหะผสมระดับพรีเมี่ยม, ด้วยราคาตั้งแต่ $45 ถึง $65 ต่อกิโลกรัม, สูงกว่า C-276 เล็กน้อย ($40- $ 60 ต่อกิโลกรัม) เนื่องจากคุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุง. เมื่อเทียบกับ:
-
อินโคเนล 625: ค่าใช้จ่ายเทียบเคียงได้ แต่มีความหลากหลายน้อยกว่าในสภาพแวดล้อมทางเคมี.
-
ล้อแม็ก 825: คุ้มค่ามากขึ้น แต่ จำกัด ในสภาพที่รุนแรง.
7. ขนาดท่อและตารางเวลา
ท่อ Hastelloy C-22 มีให้เลือกหลายขนาดและตารางเพื่อตอบสนองความต้องการทางอุตสาหกรรม.
7.1 ขนาดท่อเล็กน้อย (กรมอุทยานฯ)
|
กรมอุทยานฯ (นิ้ว)
|
OD (มม.)
|
ตารางเวลาทั่วไป
|
แอปพลิเคชั่น
|
|---|---|---|---|
|
1/8
|
10.3
|
สช 10, 40, 80
|
สายเคมีขนาดเล็ก
|
|
1/2
|
21.3
|
สช 10, 40, 80, 160
|
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, กระบวนการท่อ
|
|
1
|
33.4
|
สช 10, 40, 80, 160
|
เครื่องปฏิกรณ์เคมี
|
|
2
|
60.3
|
สช 10, 40, 80, 160
|
ระบบควบคุมมลพิษ
|
|
4
|
114.3
|
สช 10, 40, 80
|
สายกระบวนการขนาดใหญ่
|
|
12
|
323.8
|
สช 10, 40, 80
|
การบำบัดของเสีย
|
|
24
|
609.6
|
สช 10, 40
|
เครื่องปฏิกรณ์อุตสาหกรรม
|
7.2 ความหนาของผนังตามกำหนด
|
กำหนดการ
|
ความหนาของผนัง (มม.)
สำหรับ NPS 1” (33.4 มม. จาก)
|
ระดับความดัน (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)
|
|---|---|---|
|
สช 5
|
1.65
|
850
|
|
สช 10
|
2.77
|
1400
|
|
สช 40
|
3.38
|
1850
|
|
สช 80
|
4.55
|
2700
|
|
สช 160
|
6.35
|
4000
|
7.3 การคำนวณน้ำหนักท่อ
คำนวณน้ำหนักของ Hastelloy C-22 โดยใช้ท่อโดยใช้:
ที่ไหน:
-
ของ = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (มม.)
-
WT = ความหนาของผนัง (มม.)
-
ความหนาแน่น = 8.69 กรัม/ซม.³
ตัวอย่าง: สำหรับ NPS 2” (60.3 มม. จาก) ท่อด้วย sch 40 (4.55 mm wt):
8. การประยุกต์ใช้ท่อ Hastelloy C-22
ท่อ Hastelloy C-22 ใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า:
-
การแปรรูปทางเคมี: ท่อสำหรับเครื่องปฏิกรณ์, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, และคอลัมน์ที่จัดการกรดไนตริก, กรดผสม, และสารเคมีที่ใช้คลอรีน.
-
ยา: ระบบท่อที่ผ่านการฆ่าเชื้อสำหรับตัวกลางกัดกร่อน.
-
การควบคุมมลพิษ: ระบบ desulfurization ก๊าซไอเสีย, เครื่องขัด, และสแต็ค liners.
-
พลังงานนิวเคลียร์: ท่อสำหรับการจัดการของเสียกัมมันตภาพรังสีและระบบระบายความร้อน.
-
เยื่อกระดาษและกระดาษ: เครื่องย่อยอาหารและพืชฟอกขาวที่สัมผัสกับสุรากัดกร่อน.
-
วิศวกรรมทางทะเล: ท่อน้ำทะเลและอุปกรณ์นอกชายฝั่ง.
9. การวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์และกรณีศึกษา
9.1 ประสิทธิภาพการกัดกร่อน
กรณีศึกษา: เครื่องปฏิกรณ์กรดไนตริกโรงงานเคมีใช้ท่อ Hastelloy C-22 ในการประมวลผลเครื่องปฏิกรณ์ 65% กรดไนตริกที่ 90 ° C. หลังจาก 5 ปี, อัตราการกัดกร่อนเล็กน้อย (<0.01 มม./ปี), เมื่อเทียบกับสแตนเลส 316L, ซึ่งล้มเหลวภายใน 6 เดือน (1.5 มม./ปี). C-22 มีประสิทธิภาพสูงกว่า C-276 (0.03 มม./ปี), เน้นความเหนือกว่าในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์.
9.2 การต้านทานความไม่สมบูรณ์
ปริมาณเหล็กล่างของ C-22 ช่วยลดความไม่สมบูรณ์ของการเชื่อมเมื่อเทียบกับ C-276, ปรับปรุงความน่าเชื่อถือในระบบท่อเชื่อม. การทดสอบต่อ ASTM G28 แสดงรอยเชื่อมของ C-22 รักษาความต้านทานการกัดกร่อนในกรดเดือดซัลฟิวริก, ไม่เหมือนโลหะผสมระดับต่ำกว่า.
9.3 การวิเคราะห์ต้นทุนและผลประโยชน์
ในขณะที่ C-22 มีราคาแพงกว่า C-276, อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ (เช่น, 20% อีกต่อไปในระบบกรดไนตริก) แสดงให้เห็นถึงค่าใช้จ่ายสำหรับแอปพลิเคชันที่สำคัญ.
แอปพลิเคชัน:
10. บทสรุป
Hastelloy C-22 (ล้อแม็ก 22) ท่อเหล็กผสมเป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงวิศวกรรมเพื่อความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมในการออกซิไดซ์และการลดสภาพแวดล้อม. เนื้อหาโครเมียมสูง, เหล็กต่ำ, และองค์ประกอบของนิกเกิล-โมลิเบนเนม-ตังสเทนให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ก้าวร้าวเมื่อเทียบกับ Hastelloy C-276, อินโคเนล 625, และอัลลอยด์ 825. ความสามารถในการเชื่อมของโลหะผสม, ความสามารถในการพยากรณ์ได้, และคุณสมบัติเชิงกลทำให้เหมาะสำหรับการวางท่อที่ไร้รอยต่อและเชื่อมในการประมวลผลทางเคมี, ยา, และการควบคุมมลพิษ.
คุณต้อง เข้าสู่ระบบ การแสดงความคิดเห็น.