Hastelloy® X сплава (США N06002): Вичерпний огляд
Hastelloy® X-нікель-хроміум-залізо-молібдена Superalloy, розроблений Haynes International, Inc. для виняткової високої температури, стійкість до окислення, та резистентність до корозії в екстремальних умовах. Призначений як UNS N06002, Hastelloy® X широко використовується в безшовних і зварених трубах і трубах для застосування в аерокосмічній, хімічна обробка, нафтохімічна промисловість, і виробництво електроенергії. Його універсальність, Формування, і зварюваність робить його кращим матеріалом для таких компонентів, як спалювачі газової турбіни, Промислові запчастини, та хімічна обробка обладнання.
У цьому розділі подано детальне дослідження сплаву Hastelloy® X, включаючи його специфікації, хімічний склад, фізичні та механічні властивості, програми, і часто задаються питання (поширені запитання). Таблиці використовуються для чіткого представлення параметрів, Забезпечення структурованого та доступного формату.
1. Опис Hastelloy® X сплаву труби (США N06002)
Hastelloy® x (США N06002) -це тверда розчинення, що страждає від нікелю, розроблений для високотемпературних та корозійних середовищ. Він поєднує в собі високу силу, Відмінна стійкість до окислення до 2200 ° F (1200° С), і хороша стійкість до розтріскування стресу, Карбюризація карбюризація, і нітрування. Збалансований склад нікелю сплаву, хром, прасувати, а молібден забезпечує довговічність як в окислювальній, так і в зменшенні атмосфери, що робить його ідеальним для труб та труб у вимогливих додатках.
Ключові характеристики:
-
Високотемпературні показники: Підтримує міцність та структурну цілісність при підвищеній температурі, підходить для газових турбін та промислових печей.
-
Стійкість до корозії: Чинить опір окисленню, Індукована хлоридною стресовою розтріскуванням, і піттінг в агресивних хімічних умовах.
-
Легкість виготовлення: Відмінна формуваність та зварюваність, що дозволяє проводити складні конфігурації труб та трубки.
-
Універсальність: Використовується в безшовних і зварних формах для труб, трубки, та фурнітура в аерокосмічній, Хімічна, та енергетичні сектори.
Труби Hastelloy® X доступні в різних формах, включаючи безшовні труби, Зварені труби, і трубки, Стандарти дотримання, як ASTM B622 (безшовний) та ASTM B619/B626 (зварений). Здатність сплаву протистояти тепловому циклічному та механічному напруженню робить його матеріалом для критичних застосувань.
2. Технічні характеристики сплаву Hastelloy® X
Труби та трубки Hastelloy® X виготовляються для точних галузевих стандартів, щоб забезпечити продуктивність у високотемпературних та корозійних умовах. Нижче наведено таблицю, що підсумовує ключові специфікації для Hastelloy® x (США N06002) Труби та трубки, Далі йде детальне пояснення.
Таблиця 1: Технічні характеристики для сплаву Hastelloy® X (США N06002)
|
Параметр
|
Подробиці
|
|---|---|
|
Позначення сплаву
|
Hastelloy® x (США N06002)
|
|
Загальні стандарти
|
ASTM B622 (Безшовна труба/трубка), ASTM B619/B626 (Зварна труба/трубка), ASME SB-622, AMS 5587
|
|
Типи труб
|
Безшовні, Зварні, АКР (Електрозахисне зварювання), Сфабрикований
|
|
Типи трубки
|
Безшовні, Зварні, U-tubes, Капілярні трубки
|
|
діапазон розміру
|
– Зовнішній діаметр (ОД): 1/8″ до 48″ (3.175 мм до 1219 мм)
– Товщина стінки: SCH 5, 10, 40, 80, 160, XXS
– довжина: До 12 м. (Доступні на замовлення довжини)
|
|
Оздоблення поверхні
|
Відпалені, мариновані, Полірований, Млин обробка
|
|
Форми
|
Круглий, Квадратний, Прямокутний, гідравлічний, Згорнуті трубки
|
|
Тестування
|
Гідростатичний, Едді струм, Сплющування, Спалювання, Розтяг, Твердість
|
|
Сертифікати
|
ISO 9001, ЯК Я, ASTM, EN 10204 3.1/3.2
|
|
Методи зварювання
|
Gtaw (Тиг), Ганчір (МІГ), SMAW, Зварювання опору
|
|
Термічна обробка
|
Розчин відпалив при 2150 ° F (1177° С), з подальшим швидким охолодженням
|
Детальне пояснення:
-
Стандарти: ASTM B622 керує безшовними трубами та трубами Hastelloy® X, Забезпечення рівномірності розмірів та механічних властивостей. ASTM B619/B626 застосовується до зварних труб, з B626 спеціально для труб. AMS 5587 використовується для аерокосмічних застосувань, Забезпечення високотемпературних показників.
-
Розмір і форми: Труби доступні в широкому діапазоні діаметрів та товщини стінок (напр., розклад 40, 80) відповідно до застосувань від трубопроводів малого діаметру в теплообмінниках до трубопроводів великого діаметру на хімічних установах. На замовлення довжини та форми (напр., U-tubes для теплообмінників) пропонують такі постачальники, як Mega Mex та Neonickel.
-
Тестування: Труби проходять суворі неруйнівні тестування (напр., вихровий струм, гідростатичний) Для забезпечення без дефектів продуктивності під тиском та температурою.
-
Термічна обробка: Відпал розчину підвищує резистентність до корозії та пластичність, критично важливі для труб, що піддаються термічному циклу.
Такі постачальники, як Магеллан, метали, Американські спеціальні метали, і високоефективні сплави забезпечують труби Hastelloy® X, що відповідають цим специфікаціям, з параметрами налаштування для конкретних потреб проекту.
3. Застосування сплаву Hastelloy® X
Труби та трубки Hastelloy® X використовуються в галузях, що потребують матеріалів, які витримують екстремальні температури, корозійні медіа, і механічне напруження. Нижче наведено таблицю, що підсумовує ключові програми, Далі йде детальна дискусія.
Таблиця 2: Застосування сплаву Hastelloy® X (США N06002)
|
Промисловість
|
Додатки
|
|---|---|
|
Аерокосмічна
|
Банки спалювання газової турбіни, Власники полум'я, перехідні канали, післяпаври, хвостові труби
|
|
Хімічна обробка
|
Трубопровідні системи, теплообмінники, реакційні судна, ректифікаційні колони
|
|
Нафтохімічний
|
Трубопровідні нафтопереробні вироби, спалахи, одиниці відновлення сірки
|
|
Генерація електроенергії
|
Котельні, Перегрівачі, Системи пульфуризації димового газу
|
|
Промислові печі
|
Реторти, галат, променисті трубки, Обладнання для очищення тепла
|
|
Ядерний
|
Високотемпературні компоненти в експериментальних реакторах
|
Детальне обговорення:
-
Аерокосмічна: Hastelloy® x - це основна основа в газових турбінних двигунах через його здатність підтримувати міцність і протистояти окисленню при температурі до 2200 ° F (1200° С). Труби та трубки використовуються в банках спалювання, Власники полум'я, і післяпаври, де стійкість до термічної втоми є критичною. Наприклад, Перехідні канали в реактивних двигунах покладаються на Hastelloy® X для довговічності під циклічним нагріванням та охолодженням.
-
Хімічна обробка: Стійкість сплаву до окислювального та зменшення середовищ робить його ідеальним для трубопроводів, що обробляють кислоти (напр., сірчаний, азотний) і хлориди. Теплообмінники та реакційні судини користуються його резистентністю до корозії та зварювальністю.
-
Нафтохімічний: На нафтопереробні заводи, Труби Hastelloy® X використовуються в одиницях відновлення сірки та спалахів, де високі температури та корозійні гази (напр., H2S) присутні. Опір сплаву до карбюризації та нітриходрингу забезпечує довговічність.
-
Генерація електроенергії: Трубки котла та перегріву в електростанціях, що працюють на вугіллі, або газоподібні електростанції використовують Hastelloy® X для його високотемпературної міцності та стійкості до корозійного газового газу.
-
Промислові печі: Променисті трубки та муфти в термічних обробних печах використовують стійкість до окислення сплаву та теплову стабільність.
-
Ядерний: В той час як рідше, Hastelloy® X використовується в експериментальних високотемпературних реакторах через його стабільність в екстремальних умовах.
Універсальність сплаву забезпечує його використання в обох безшовних трубах для застосувань високого тиску, і зварених труб для економічно вигідних, Системи великого діаметру.
4. Хімічний склад сплаву Hastelloy® X
Хімічний склад Hastelloy® X ретельно збалансований для досягнення своїх високотемпературних та корозійних властивостей. Нижче наведено таблицю, в якій детально описується композиція, з подальшим поясненням ролі кожного елемента.
Таблиця 3: Хімічний склад Hastelloy® x (США N06002)
|
елемент
|
Вага %
|
|---|---|
|
Нікель (в)
|
Баланс (47–52%)
|
|
Хром (CR)
|
20.5–23.0
|
|
Залізо (Fe)
|
17.0–20.0
|
|
Молібден (пн)
|
8.0–10.0
|
|
Кобальт (Co)
|
0.5–2,5
|
|
Вольфрам (W)
|
0.2–1.0
|
|
Марганець (MN)
|
1.0 макс
|
|
Кремній (І)
|
1.0 макс
|
|
Карбон (C)
|
0.05–0.15
|
|
Фосфор (П)
|
0.04 макс
|
|
Сірка (S)
|
0.03 макс
|
|
алюміній (Ал)
|
0.5 макс
|
|
Титан (з)
|
0.15 макс
|
|
Бор (B)
|
0.008 макс
|
Роль ключових елементів:
-
Нікель (в): Утворює матрицю, забезпечення стійкості до корозії та стабільності високої температури. Вміст високого нікелю забезпечує пластичність та зварюваність.
-
Хром (CR): Підвищує стійкість до окислення та утворює захисний оксидний шар при високих температурах, критично важливі для застосувань печі та турбіни.
-
Залізо (Fe): Покращує силу та знижує витрати, зберігаючи резистентність до корозії.
-
Молібден (пн): Підвищує стійкість до піттінгу та корозії щілини, особливо в багатих на хлорид, і посилює високотемпературну силу.
-
Кобальт (Co): Покращує високотемпературну силу та стійкість до повзучості.
-
Вольфрам (W): Сприяє зміцненню твердого розвороту, Посилення механічних властивостей при підвищеній температурі.
-
Карбон (C): Контрольовано для мінімізації опадів карбіду під час зварювання, Забезпечення резистентності до корозії в зоні, що постраждала від тепла.
Точна композиція, як зазначено стандартами ASTM та AMS, забезпечує послідовну ефективність у програмах.
5. Фізичні властивості сплаву Hastelloy® X
Фізичні властивості Hastelloy® X визначають його придатність для високотемпературних та корозійних середовищ. Нижче наведено таблицю, що підсумовує ключові фізичні властивості, Далі йде дискусія.
Таблиця 4: Фізичні властивості Hastelloy® x (США N06002)
|
Власність
|
Значення
|
|---|---|
|
щільність
|
8.22 г/см³ (0.297 фунт/в³)
|
|
Дальність плавлення
|
2300–2470 ° F (1260–1355 ° C)
|
|
Теплопровідність
|
11.6 З/м · k при 100 ° C (8.0 Btu/ft · h · ° f)
|
|
Конкретна теплоємність
|
486 J/кг · k при 20 ° C (0.116 Btu/фунт · ° f)
|
|
Електричний опір
|
1.18 µω · м при 20 ° C
|
|
Коефіцієнт теплового розширення
|
13.3 мкм/м · ° С при 20–1000 ° C (7.4 µin/в · ° F)
|
|
Модуль пружності
|
205 ГПа (29.7 × 10⁶ psi) при 20 ° C
|
Обговорення:
-
щільність: Помірна щільність 8.22 g/cm³ робить Hastelloy® x придатним для легких, але сильних компонентів в аерокосмічному застосуванні.
-
Дальність плавлення: Високий діапазон плавлення (1260–1355 ° C) забезпечує структурну цілісність у екстремальній спеці, наприклад, у газових турбінних спалювачів.
-
Теплопровідність: Низька теплопровідність (11.6 Вт/м·К) Допомагає зберегти тепло в компонентах печі, але вимагає ретельної конструкції в теплообмінниках.
-
Теплове розширення: Коефіцієнт 13.3 мкм/м · ° С є помірним, зменшення теплового напруження в трубах під час термічного циклу.
-
Модуль пружності: Високий модуль (205 ГПа) вказує на жорсткість, Забезпечення розмірної стабільності при механічних навантаженнях.
Ці властивості роблять труби Hastelloy® X ідеальними для застосувань, що потребують теплової стійкості та стійкості до деформації.
6. Механічні властивості сплаву Hastelloy® X
Механічні властивості Hastelloy® X забезпечують його продуктивність під високим напруженням та температурою. Нижче наведено таблицю, що підсумовує ключові властивості, з подальшим поясненням.
Таблиця 5: Механічні властивості Hastelloy® x (США N06002)
|
Власність
|
Значення (Відпалений стан)
|
|---|---|
|
Міцність на розрив (Остаточний)
|
725 МПа (105 ksi) хв
|
|
Межа текучості (0.2% Компенсація)
|
310 МПа (45 ksi) хв
|
|
Подовження
|
35% хв
|
|
Твердість
|
241 HB Max (Брінель)
|
|
Сила повзучості
|
48 MPA при 1500 ° F (816° С) для 10,000 Годин
|
|
Сила втоми
|
~ 300 МПа на 10 ⁷ циклів (кімнатна температура)
|
|
Вплив міцність
|
добре, зберігає пластичність при низьких температурах
|
Температурно-залежні властивості (Приблизний):
|
температура
|
Міцність на розрив
|
Межа текучості
|
Подовження
|
|---|---|---|---|
|
20° С (68° F)
|
755 МПа (110 ksi)
|
345 МПа (50 ksi)
|
40%
|
|
1000° С (1832° F)
|
290 МПа (42 ksi)
|
165 МПа (24 ksi)
|
50%
|
Обговорення:
-
Наклад і сили врожаю: Hastelloy® X пропонує високу міцність на розрив (725 МПа) і врожайність (310 МПа) у відпаленому стані, підходить для трубопроводів високого тиску. Сила знижується при більш високих температурах, але залишається достатньою для застосування до 1200 ° C.
-
Подовження: Високе подовження (35–50%) вказує на відмінну пластичність, що дозволяє утворювати труби у складні форми та витримати теплове розширення.
-
Стійкість до повзучості: Сила повзучості сплаву (48 MPA при 1500 ° F для 10,000 Годин) забезпечує довгострокову продуктивність у печах та турбінах.
-
Втома: Хороша сила втоми (~ 300 МПа) Підтримує циклічне навантаження в аерокосмічні компоненти, такі як банки спалювання.
-
Твердість: Помірна твердість (241 HB) полегшує обробку, зберігаючи стійкість до зносу.
Ці властивості роблять труби Hastelloy® X надійними як для статичних, так і для динамічних навантажень у екстремальних умовах.
7. FAQ Hastelloy® X Tube/Pipe
Нижче часто задаються питання про труби та трубки Hastelloy® X, вирішення спільних проблем та надання практичних розумінь.
FAQ 1: Що робить Hastelloy® X придатним для високотемпературних додатків?
Відповідати: Високий нікель Hastelloy® X, хром, і вміст молібдену забезпечує виняткову стійкість до окислення та міцність до 2200 ° F (1200° С). Його зміцнення та стійкість до карбюризації та нітриду, печі, та хімічні реактори.
FAQ 2: Чи можна зварювати труби Hastelloy® X, і які запобіжні заходи потрібні?
Відповідати: так, Hastelloy® X дуже зварюється за допомогою GTAW (Тиг), Ганчір (МІГ), SMAW, або зварювання опору. Запобіжні заходи включають:
-
Використання відповідних металів наповнювача (напр., Hastelloy® X або Inconel® 617).
-
Уникнення зануреного дугового зварювання, щоб запобігти гарячому розтріскуванню.
-
Забезпечення чистих поверхонь для запобігання забрудненню.
-
Післяопрез (якщо потрібно) Щоб полегшити залишкові напруги.
FAQ 3: Як Hastelloy® X порівнюється з іншими нікелевими сплавами, як Inconel® 718?
Відповідати: Порівняно з Inconel® 718, Hastelloy® X пропонує:
-
Краща стійкість до окислення при більш високих температурах (до 2200 ° F. 1800°F для 718).
-
Вища формуваність та зварюваність за рахунок зміцнення твердого розвороту (проти. затвердіння опадів у 718).
-
Трохи нижча міцність при проміжних температурах, але краща стійкість до повзучості вище 1500 ° F. Hastelloy® X є кращим для компонентів печі та турбіни, в той час як Inconel® 718 використовується у високоміцних аерокосмічних частинах.
FAQ 4: Які властивості резистентності до корозій?
Відповідати: Hastelloy® x протистоїть:
-
Окислення повітря до 2200 ° F (1200° С).
-
Індукована хлоридною стресом розтріскування в нафтохімічних умовах.
-
Карбюризуюча та нітрування атмосфери в печах. проте, він менш стійкий до сильно відновлюючих кислот (напр., соляний) Порівняно з Hastelloy® C-276.
FAQ 5: Які типові витрати труб Hastelloy® X?
Відповідати: Витрати змінюються залежно від розміру, форма (Безшовний проти. зварений), та постачальник. Безшовні труби Hastelloy® X дорожчі, ніж зварені через складність виробництва. Для точного ціноутворення, Зверніться до таких постачальників, як Abtersteel (abtersteel.com) або спеціальні метали (pieun.com). Довговічність сплаву часто компенсує початкові витрати в довгострокових програмах.
FAQ 6: Як обробляються або виготовляються труби Hastelloy® X?
Відповідати: Обробка вимагає:
-
Жорсткі налаштування та гострі карбідні інструменти для протидії загартовуванні роботи.
-
Низькі швидкості різання (напр., 20–30 м/i) і достатньо охолоджуючої рідини.
-
Виготовлення передбачає холодне або гаряче формування (Гаряча утворення при 2150 ° F/1177 ° C). Постачальники надають заздалегідь сформовані труби або спеціальні послуги з виготовлення.
FAQ 7: Яке тестування проводиться на трубах Hastelloy® X?
Відповідати: Стандартні тести включають:
-
Гідростатичне випробування на цілісність тиску.
-
Випробування екранного струму на поверхневі дефекти.
-
Виплетення та спалахування тестів на пластичність.
-
Хімічні та механічні випробування на відповідність стандартам ASTM/AMS. сертифікати (EN 10204 3.1/3.2) надаються постачальниками.
FAQ 8: Є трубами Hastelloy® x, доступними у користувацьких розмірах?
Відповідати: так, Такі постачальники, як Magellan Metals та Neonickel, пропонують власні ОД, товщина стінки, і довжини. U-tubes та згорнуті трубки також доступні для теплообмінників та спеціалізованих застосувань.
FAQ 9: Які обмеження труб Hastelloy® x?
Відповідати: Обмеження включають:
-
Помірна стійкість до сильно відновлювальних кислот (напр., HCL), де є кращим Hastelloy® C-276.
-
Більш висока вартість порівняно з нержавіючої сталі.
-
Проблеми обробки через загартування роботи, вимагає спеціалізованого обладнання.
FAQ 10: Де я можу отримати труби Hastelloy® x?
Відповідати: Поважні постачальники включають:
-
Abtersteel Company : www.abtersteel.com
-
Спеціальні метали: pipeun.com
-
Нікельська сталева компанія: avatur.com
8. Додаткові міркування щодо сплаву Hastelloy® X
Виготовлення та встановлення
-
Формування: Труби Hastelloy® X можуть бути холодними для невеликих вигинів або гарячих форм для складних форм. Гаряча утворення при 2150 ° F (1177° С) мінімізує розтріскування.
-
монтаж: Правильне вирівнювання та підтримка є вирішальними для запобігання концентрації напруги у високотемпературних трубопроводних системах. Фланці, Арматура, і клапани в Hastelloy® X доступні для безшовної інтеграції.
-
прибирання: Труби повинні бути очищені для видалення забруднень (напр., масло, змастити) Перед встановленням для запобігання корозії або зварних недосконалостей.
Аналіз витрат і вигод
В той час як труби Hastelloy® X дорожчі, ніж нержавіюча сталь або вуглецева сталь, Їх чудові показники в екстремальних умовах знижують витрати на технічне обслуговування та заміну. Наприклад, в газових турбінах, Довговічність сплаву під термічним циклом переважає початкові інвестиції.
Екологічні та безпечні міркування
-
Стійкість: Hastelloy® X доступний, Підтримка стійких практик у галузях, таких як аерокосмічна та електроенергія.
-
Безпека: Сплав нетоксичний, але обробка або зварювання вимагає належної вентиляції, щоб уникнути вдихання випарів. Листи даних безпеки (SDS) доступні у Haynes International (abtersteel.com).
Порівняння з іншими сплавами Hastelloy®
-
Проти. Hastelloy® C-276: C-276 пропонує кращу резистентність до корозії у зниженні кислот, але нижча висока температура. X є кращим для теплових застосувань.
-
Проти. Hastelloy® B-3: B-3 переважає в умовах соляної кислоти, але не вистачає стійкості до окислення x.
-
Проти. Hastelloy® G-30: G-30 оптимізований для фосфорної кислоти, Хоча X краще для високотемпературних окислювальних умов.
9. Висновок
Hastelloy® X сплава (США N06002) є головним матеріалом для високої температури, корозійний, і механічно вимогливі програми. Його збалансований склад нікелю, хром, прасувати, а молібден забезпечує виняткові показники в аерокосмічній галузі (газові турбіни), хімічна обробка (теплообмінники), нафтохімічна (Трубопровідні нафтопереробні вироби), і виробництво електроенергії (котельні). Високотемпературна сила сплаву, стійкість до окислення, і зварюваність робить його універсальним для безшовних і зварних труб та труб, Дотримання жорстких стандартів ASTM та AMS.
Ви повинні бути увійти в систему щоб залишити коментар.