Għaliex il-pajp bla saldaturi Incoloy 27-7MO huwa preferut għal ambjenti estremi ta' ilma baħar u b'klorur għoli?

1. Q: X'inhuma d-differenzi fundamentali fil-kompożizzjoni u fil-proprjetà bejn il-pajpijiet tal-liga Incoloy 27-7MO u A-286?

A:Incoloy 27-7MO u A-286 huma t-tnejn ligi ta'-prestazzjoni għolja, iżda jservu applikazzjonijiet fundamentalment differenti{-waħda hija azzar inossidabbli super-awstenitiku għall-korrużjoni milwiema, filwaqt li l-oħra hija preċipitazzjoni-superliga b'bażi ​​ta' ħadid li jwebbsu għal saħħa għolja.

Incoloy 27-7MO (UNS S31277)huwa azzar super-awstenitiku li ma jissaddadx iddisinjat għal reżistenza għall-korrużjoni milwiema estrema, partikolarment f'ambjenti ta 'ilma baħar u klorur aggressiv. Il-kompożizzjoni nominali tagħha hija 27-29% nikil, 20-22% kromju, 6.0-7.0% molibdenu, 1.5-2.5% ram, 0.25-0.35% nitroġenu, u ħadid tal-bilanċ. Id-denominazzjoni "27-7" tirreferi għal madwar 27% nikil u 7% molibdenu. Din il-liga għandha molibdenu għoli ħafna (6-7%) u nitroġenu għoli (0.25-0.35%), li jagħtiha numru ekwivalenti ta 'reżistenza għall-pitting (PREN) eċċezzjonalment għoli ta' 50-55-wieħed mill-ogħla ta 'kwalunkwe azzar inossidabbli awstenitiku disponibbli kummerċjalment. Il-kontenut għoli ta 'nikil (27-29%) jipprovdi reżistenza għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur pendenti. Incoloy 27-7MO huwa soluzzjoni solida msaħħa b'qawwa ta 'rendiment tipiku ta' 50-65 ksi (345-448 MPa) f'temperatura tal-kamra, ogħla mill-awstenitiċi standard minħabba t-tisħiħ tan-nitroġenu. MHIX iddisinjata għal servizz f'temperatura għolja 'l fuq minn madwar 600 grad F (316 grad).

A-286 (UNS S66286)hija superliga ta' bażi tal-ħadid-imsaħħa bit-twebbis tal-preċipitazzjoni. Il-kompożizzjoni nominali tagħha hija 24-27% nikil, 13.5-16.0% kromju, 1.0-1.5% molibdenu, 1.9-2.35% titanju, 0.1-0.5% aluminju, 0.003-0.01% boron, 0.1-0.5% vanadium, u bilanċ i Innota l-preżenza ta' titanju, aluminju, u boron-dawn l-elementi jippermettu t-twebbis tal-preċipitazzjoni permezz tal-formazzjoni ta' partiċelli gamma-prime (Ni₃(Al,Ti)). A-286 mhuwiex azzar li ma jissaddadx; hija superliga ddisinjata għal saħħa f'temperatura għolja u reżistenza għall-ossidazzjoni sa madwar 1300 grad F (704 grad). Is-saħħa ta 'rendiment tipika wara t-trattament bis-sħana hija 90-110 ksi (621-758 MPa) f'temperatura tal-kamra, niżel għal 70-80 ksi f'1200 grad F (649 grad). Il-liga fiha wkoll ħafna inqas kromju (13.5-16%) minn Incoloy 27-7MO, li jagħmilha inqas reżistenti għall-korrużjoni milwiema.

Implikazzjonijiet metallurġiċi:Incoloy 27-7MO huwa ddisinjat għalservizz ta' korrużjoni milwiema, imxarrba, baxxa-sa-moderata (sa 600 grad F / 316 grad )fl-ilma baħar, ipproċessar kimiku, u desulfurization tal-gass taċ-ċmieni. M'għandha l-ebda saħħa sinifikanti ta' temperatura għolja-jew reżistenza għall-ossidazzjoni. A-286 huwa ddisinjat għalservizz ta' -temperatura għolja (sa 1300 grad F / 704 grad) b'rekwiżiti ta' saħħa għoljafl-applikazzjonijiet aerospazjali, tat-turbini tal-gass u tal-karozzi. Għandu biss reżistenza moderata għall-korrużjoni milwiema u jniżżel u jissaddad fl-ilma baħar.

Għażla bejniethom:Jekk l-applikazzjoni tinvolviilma baħar, salmura, jew kloruri aċidużi f'temperaturi moderati b'rekwiżiti ta 'saħħa moderati, agħżel Incoloy 27-7MO. Jekk l-applikazzjoni tinvolvitemperaturi għoljin (1000–1300 grad F / 538–704 grad) li jeħtieġu saħħa għolja u reżistenza għall-ossidazzjoni, agħżel A-286. Hemm sovrappożizzjoni minima fl-envelops tas-servizz tagħhom.

---

2. Q: Liema standards u speċifikazzjonijiet ta 'l-industrija jirregolaw il-pajpijiet mingħajr saldatura ta' liga Incoloy 27-7MO u A-286?

A:Dawn iż-żewġ ligi huma rregolati minn oqfsa ta' speċifikazzjoni kompletament differenti-marina/kimika għal 27-7MO, u turbina aerospazjali/tal-gass għal A-286.

Għal pajp bla saldatura Incoloy 27-7MO:

ASTM B677 / ASME SB677– Speċifikazzjoni standard għal nikil-ħadid-kromju-molibdenu-ram-pajp ta' liga tan-nitroġenu. Din hija l-ispeċifikazzjoni primarja għal UNS S31277 u gradi simili super-awstenitiċi.

ASTM B829– Rekwiżiti ġenerali għal pajp mingħajr saldatura ta' liga tan-nikil (supplimentari għal B677).

NORSOK M-630– Standard Norveġiż taż-żejt u tal-gass li jinkludi 27-7MO għas-servizz tal-ilma baħar u tas-salmura.

Kodiċi tal-Boiler u Reċipjent tal-Pressjoni ASME Taqsima II, Parti D– Jipprovdi valuri ta' stress permissibbli għal S31277 f'temperaturi sa madwar 600 grad F (316 grad).

Għal pajp mingħajr saldatura A-286:

ASTM A453 / ASME SA453– Speċifikazzjoni standard għal materjal tal-bolting ta'-temperatura għolja, iżda ħafna drabi estiża għal pajpijiet u tubi b'rekwiżiti supplimentari. Grad A, Klassi B jew Ċ (skond it-trattament tas-sħana) ikopri A-286.

AMS 5731– Speċifikazzjoni tal-Materjal Aerospazjali għal tubi mingħajr saldatura A-286, ittrattati b'soluzzjoni u mwebbsa bil-preċipitazzjoni. Din hija l-aktar speċifikazzjoni komuni għall-pajp/tubu A-286 f'applikazzjonijiet aerospazjali.

AMS 5732– Simili għal 5731 iżda għal ebusija aktar baxxa u makkinarju mtejjeb.

ASTM B983(xi kultant referenza) – Preċipitazzjoni-pajp ta' liga tan-nikil-ħadid-ebusija tal-kromju, għalkemm A-286 huwa inqas komunement fornut bħala pajp milli bħala bar jew forġa.

Kodiċi tal-Boiler u Reċipjent tal-Pressjoni ASME Taqsima II, Parti D– Jipprovdi valuri ta' stress permissibbli għal A-286 (UNS S66286) f'temperaturi sa 1300 grad F (704 grad).

Konsiderazzjonijiet dwar l-akkwist:Il-pajp bla saldaturi Incoloy 27-7MO huwa grad ta 'speċjalità b'sorsi ta' mitħna limitati; jistennew ħinijiet ta' tmexxija ta' 12-18-il ġimgħa. Il-pajp mingħajr saldatura A-286 huwa wkoll prodott ta 'speċjalità, tipikament manifatturat fuq ordni tad-dwana b'ħinijiet ta' tmexxija ta '12-20 ġimgħa. Għal A-286, ix-xerrejja għandhom jispeċifikaw il-kondizzjoni mixtieqa tat-trattament tas-sħana (soluzzjoni trattata u maturata), u għal applikazzjonijiet kritiċi, ittestjar tat-tensjoni b'temperatura elevata skont l-ispeċifikazzjonijiet AMS huwa meħtieġ.

---

3. Q: Għaliex il-pajp bla saldaturi Incoloy 27-7MO huwa preferut għal ambjenti estremi ta 'ilma baħar u b'klorur għoli?

A:Il-pajp mingħajr saldatura Incoloy 27-7MO jirrappreżenta l-ogħla livell ta 'reżistenza għall-korrużjoni tal-pitting u xquq disponibbli fi azzar inossidabbli awstenitiku, li jagħmilha l-materjal tal-għażla għall-applikazzjonijiet ta' servizz tal-ilma baħar u tas-salmura l-aktar impenjattivi. Tliet karatteristiċi speċifiċi jispjegaw is-superjorità tiegħu.

L-ewwel, numru ekwivalenti ta 'reżistenza għall-pitting eċċezzjonalment għoli (PREN).PREN huwa kkalkulat bħala %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Għal Incoloy 27-7MO:

Kromju: 20-22%

Molibdenu: 6.0–7.0%

Nitroġenu: 0.25–0.35%

Dan jagħti PREN ta' madwar 50-55. B'paragun:

Azzar li ma jissaddadx 316L: PREN ∼24–26

Duplex 2205: PREN ~35–38

Incoloy 825: PREN ~ 30–33

Incoloy 926 (6% Mo): PREN ∼40–45

PREN 'il fuq minn 40 huwa meqjus eċċellenti għas-servizz tal-ilma baħar. PREN 'il fuq minn 50 huwa eċċezzjonali. Incoloy 27-7MO jirreżisti l-korrużjoni tal-ħofor u xquq fl-ilma baħar f'temperaturi sa bejn wieħed u ieħor 180–200 grad F (82–93 grad )- ferm ogħla mit-temperaturi tipiċi tal-ilma baħar. Dan jagħmilha adattata għal sistemi ta 'tkessiħ ta' ilma baħar fi klimi tropikali, kif ukoll għal konċentraturi tas-salmura u applikazzjonijiet ta 'ilma salmastru f'temperatura għolja fejn ligi oħra ta' 6% Mo jistgħu xorta jesperjenzaw attakk lokalizzat.

It-tieni, reżistenza pendenti għall-klorur stress korrużjoni cracking (SCC).B'27–29% nikil, Incoloy 27-7MO għandu kontenut ta' nikil ferm ogħla minn gradi super-awstenitiċi standard (Incoloy 926 għandu 24–26% Ni). Kontenut ogħla ta 'nikil jipprovdi marġni akbar ta' sigurtà kontra l-klorur SCC. Il-liga tirreżisti SCC fit-temperaturi kollha li jiltaqgħu magħhom fis-servizz milwiema, inkluż f'salmura kkonċentrata, kondensat tal-fwar b'riport tal-klorur, u kundizzjonijiet atmosferiċi tal-baħar bi sprej tal-melħ.

It-tielet, saħħa ogħla minn ligi standard ta '6% Mo.Il-kontenut għoli tan-nitroġenu (0.25–0.35%) jipprovdi tisħiħ tas-soluzzjoni solida, li jagħti Incoloy 27-7MO saħħiet ta 'rendiment tipiku ta' 50-65 ksi (345-448 MPa)-madwar 30-40% ogħla minn standard 6% Mo ligi (li tipikament rendiment 35-45ksi). Din is-saħħa ogħla tippermetti sezzjonijiet irqaq tal-pajpijiet tal-ħajt, tnaqqas il-piż u l-ispiża f'xi applikazzjonijiet.

Prestazzjoni komparattiva:F'impjant tad-desalinizzazzjoni tal-ilma baħar tar-reverse osmosis (SWRO) nixxiegħa tas-salmura ta'{0}}pressjoni għolja f'160 grad F (71 grad) b'70,000 ppm kloruri:

Duplex 2205 jesperjenza korrużjoni f'xquq fi żmien 6–12-il xahar

Incoloy 926 (6% Mo) jista' jgħix 2-3 snin iżda l-ħofor jibda mal-gaskits

Incoloy 27-7MO jipprovdi 10+ snin ta' servizz mingħajr ebda pitting li jista' jinduna

Applikazzjonijiet tipiċi:Ilma baħar reverse osmosis (SWRO) pajpijiet ta' pressjoni għolja-, konċentraturi tas-salmura, sistemi tal-ilma tan-nar ta' pjattaforma offshore (lokazzjonijiet tropikali), sistemi ta' tkessiħ tal-ilma baħar f'impjanti tal-enerġija (darba-li jgħaddu u ċirkolati), linji tal-merkanzija tat-tankers kimiċi li jimmaniġġjaw salmura aggressiva, u sistemi ta' reatturi farmaċewtiċi li jeħtieġu reżistenza massima għall-klorur.

---

4. Q: Għaliex il-pajp ta 'liga A-286 jintuża f'applikazzjonijiet aerospazjali u turbini tal-gass minkejja l-kontenut moderat ta' kromju tiegħu?

A:Il-pajp tal-liga A-286 kien materjal ta’ żiemel ta’ xogħol fl-applikazzjonijiet aerospazjali, turbini tal-gass u turbocharger tal-karozzi mill-1950s minħabba l-kombinazzjoni unika tiegħu ta’saħħa ta'-temperatura għolja, manifattura, u kost-effettività. Tliet karatteristiċi speċifiċi jispjegaw il-popolarità dejjiema tiegħu.

L-ewwel, il-preċipitazzjoni-qawwa mwebbsa sa 1300 grad F (704 grad ).Permezz ta' trattament tas-sħana kkontrollat ​​b'żewġ -passi (ittemprar ta' soluzzjoni f'1800 grad F / 982 grad segwit minn tixjiħ f'1325 grad F / 718 grad u 1150 grad F / 621 grad), A-286 tiżviluppa dispersjoni fina ta 'preċipitati ta' gamma982(Ni)) (Al primarju) (Ni ₃). Dawn il-preċipitati huma koerenti mal-matriċi awstenitika, u jipprovdu tisħiħ sostanzjali mingħajr fraġilità. Qawwiet ta 'rendiment tipiċi huma 90-110 ksi (621-758 MPa) f'temperatura tal-kamra, u importanti, il-liga żżomm 70-80% ta' din is-saħħa f'1200 grad F (649 grad). Din il-kombinazzjoni mhix imqabbla minn azzar li ma jissaddadx awstenitiku standard (li irattab malajr 'il fuq minn 1000 grad F / 538 grad) u jikkompeti b'mod favorevoli ma' superligi bbażati fuq in-nikil aktar għaljin bħal Inconel 718 f'temperaturi taħt 1300 grad F.

It-tieni, reżistenza tajba għall-ossidazzjoni għal-livell tal-kromju tagħha.Bi 13.5–16% kromju biss, A-286 ma jintgħażelx għal servizz ta' ossidazzjoni estrema. Madankollu, għal temperaturi sa 1300 grad F (704 grad), dan il-livell tal-kromju huwa adegwat biex jifforma skala protettiva tal-ossidu tal-kromju. Il-liga tibbenefika wkoll minn żidiet żgħar ta 'aluminju (0.1-0.5%), li tkompli ttejjeb ir-reżistenza għall-ossidazzjoni. Fil-pajpijiet ta 'skariku tal-kompressur tat-turbini tal-gass (tipikament 800–1200 grad F / 427–649 grad), A-286 jipprovdi ħajja ta' servizz eċċellenti mingħajr il-ħtieġa għal ligi ta 'kromju ogħla (u aktar għaljin).

It-tielet, manifattura eċċellenti u weldjabbiltà.B'differenza minn ħafna superligi ta' preċipitazzjoni-ebusija li huma suxxettibbli għal strain-xquq ta' età, A-286 jista' jiġi wweldjat fil-kundizzjoni-ittemprat tas-soluzzjoni u sussegwentement imxejjen. It-twebbis aktar baxx tal-liga meta mqabbel ma 'superligi bbażati fuq in-nikil jagħmilha aktar tordna waqt l-iwweldjar u l-iffurmar. Dan għamilha favorita għal komponenti fabbrikati bħal manifolds tal-egżost, housings tat-turbocharger, u każijiet tal-kompressuri tal-magni bil-ġett. Il-liga wkoll magni raġonevolment tajjeb fil-kondizzjoni ta 'età, għalkemm xedd għodda huwa ogħla milli għall-istainless steel standard.

Prestazzjoni komparattiva fl-applikazzjonijiet tat-turbocharger:F'turbocharger ta' magna diesel li jaħdem f'1250 grad F (677 grad) b'tagħbija termali ċiklika:

Azzar li ma jissaddadx 304H: saħħa inadegwata, deformazzjoni creep tikkawża distorsjoni tad-djar fi żmien 1-2 snin

Inconel 718: prestazzjoni eċċellenti iżda spiża għolja (3–5× A-286) u diffiċli biex tiffabbrika

A-286: jipprovdi 5–8 snin ta’ servizz bi spiża bejn wieħed u ieħor 1.5–2× dik ta’ 304H

Applikazzjonijiet tipiċi:Kaxxi tal-kompressuri tal-magni bil-ġett u ducting tal-arja fsada, pajpijiet ta 'skariku tal-kompressur tat-turbini tal-gass, housings tat-turbocharger tal-magna diesel u roti tat-turbini, valvi tal-egżost tal-karozzi u manifolds (applikazzjonijiet ta' prestazzjoni għolja), qfieli u boltijiet aerospazjali (ASTM A453 Grad A), u boltijiet u studs tat-turbini tal-fwar.

---

5. Q: X'inhuma r-rekwiżiti kritiċi ta 'l-iwweldjar u t-trattament tas-sħana għall-pajpijiet ta' liga Incoloy 27-7MO kontra A-286?

A:L-iwweldjar ta' dawn iż-żewġ liegi jeħtieġ approċċi fundamentalment differenti-Incoloy 27-7MO hija soluzzjoni solida-imsaħħa b'weldjabbiltà tajba (b'prekawzjonijiet biex tinżamm ir-reżistenza għall-pitting), filwaqt li A{-286 huwa twebbis bil-preċipitazzjoni u jeħtieġ li tixjieħ wara l-iwweldjar biex tinkiseb saħħa sħiħa.

Għal pajp Incoloy 27-7MO (super-awstenitiku, soluzzjoni solida):

Għażla tal-metall tal-mili:UżuERNiCrMo-3(Inconel 625) jewERNiCrMo-10(Inconel 622) bħala fillers standard. Il-mili għandu jaqbel jew jaqbeż il-kontenut tal-molibdenu tal-metall bażiku (6-7%) biex iżomm ir-reżistenza għall-pitting.ERNiCrMo-4(C-276) hija wkoll aċċettabbli. Qatt tuża fillers tal-istainless steel (308L, 316L) - huma joħolqu ċellula ta 'korrużjoni galvanika u m'għandhomx molibdenu.

Kontroll tad-dħul tas-sħana:Temperatura massima interpass: 250 grad F (121 grad). Input tas-sħana limitat għal 20–40 kJ/pulzier (8–16 kJ/ċm). Input ta' sħana ogħla jista' jikkawża preċipitazzjoni tal-fażi rikka tal-molibdenu-(fażijiet sigma jew chi) li jnaqqas ir-reżistenza għall-pitting b'50% jew aktar. Uża żibeġ stringer aktar milli insiġ.

Tindif minn qabel-weldjatura:Naddaf bl-aċetun jew xkupilji apposta tal-istainless steel. Uża roti tat-tħin riżervati għal-ligi tan-nikil. Neħħi l-kontaminazzjoni kollha tal-azzar tal-karbonju-partiċelli tal-ħadid inkorporati se jissaddu u jibdew il-pitting.

Trattament tas-sħana ta' wara-weldjatura (ġeneralment mhux meħtieġ):Għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet, Incoloy 27-7MO jintuża fil-kundizzjoni kif iwweldjat. Għal reżistenza massima għall-korrużjoni f'ambjenti severi (eż., ilma baħar sħun b'kundizzjonijiet staġnati), ittemprar ta 'soluzzjoni f'1950-2050 grad F (1066-1121 grad) segwit minn quench rapidu tal-ilma jerġa' jġib ir-reżistenza sħiħa tal-pitting. Dan rarament isir fuq il-pajp minħabba riskji ta 'distorsjoni.

Għal pajp A-286 (twebbis bil-preċipitazzjoni):

Għażla tal-metall tal-mili:UżuA-286 mili li jaqbel(spiss indikat bħala ERNiCrFe-? jew proprjetarja). Dan il-mili fih titanju u aluminju biex jippermetti t-twebbis tal-preċipitazzjoni fid-depożitu tal-weldjatura. Qatt tuża fillers standard ta 'l-istainless steel jew fillers tan-nikil komuni bħal ERNiCr-3-mhux se jiksbu s-saħħa meħtieġa f'temperatura għolja.

Kontroll tad-dħul tas-sħana:Temperatura massima interpass: 200 grad F (93 grad). Input tas-sħana limitat għal 15-30 kJ/pulzier (6-12 kJ/ċm). Input ta' sħana aktar baxx jimminimizza l-wisa' taż-żona milquta tas-sħana-u jnaqqas l-istress residwu.

Pre{0}}kondizzjoni tal-weldjatura:Dejjem iwweldja fis-soluzzjoni-kondizzjoni ittemprat (artab)-qatt fil-kondizzjoni ta' età. L-iwweldjar ta' materjal antiki jikkawża strain-xquq ta' età fiż-żona affettwata tas-sħana-.

It-trattament tas-sħana ta' wara-weldjatura huwa obbligatorju għal servizz b'saħħa sħiħa:

Ittemprar tas-soluzzjoni(jekk meħtieġ wara l-iwweldjar): 1800 grad F (982 grad) għal siegħa għal kull pulzier ħxuna, segwit minn tkessiħ rapidu (quench bl-arja jew taż-żejt)

Trattament tat-tixjiħ:Saħħan sa 1325 grad F (718 grad), żomm 16-il siegħa, kessaħ il-forn għal 1150 grad F (621 grad) f'massimu ta' 200 grad F (93 grad)/siegħa, żomm 16-il siegħa, imbagħad kessaħ bl-arja

Mingħajr it-tixjiħ ta' wara-weldjatura, il-ġonta tal-weldjatura għandha biss saħħa ta' rendiment ta' 40–50 ksi (276–345 MPa)-kompletament inadegwata għal servizz aerospazjali jew bit-turbini tal-gass li jeħtieġ 90+ ksi.

Twissijiet kritiċi:

Għal Incoloy 27-7MO:Tużax fillers ta' l-istainless steel-m'għandhomx il-molibdenu u joħolqu żona ta' weldjatura suxxettibbli għall-korrużjoni-. Issaħħanx iżżejjed-Il-formazzjoni tal-fażi sigma hija irriversibbli mingħajr ittemprar tas-soluzzjoni sħiħa. Tużax roti tat-tħin kontaminati-partiċelli tal-azzar tal-karbonju inkorporati jikkawżaw pitting.

Għal A-286:Qatt iwweldja mingħajr proċedura kwalifikata. Qatt iwweldja fil-kondizzjoni ta 'età. Qatt taqbeż it-tixjiħ tal-post-weldjatura għal komponenti li fihom il-pressjoni-jew b'temperatura-għola. Is-sensittività tal-liga għal strain-xquq tal-età teħtieġ kontroll bir-reqqa tar-rata tar-rampa tat-trattament tas-sħana. Il-kontenut tal-boron (0.003–0.01%) itejjeb is-saħħa tal-creep iżda jżid is-suxxettibilità tal-qsim tas-sħana-ikkontrolla l-input tas-sħana bir-reqqa.

Rekwiżiti ta' kwalifika:

Għal Incoloy 27-7MO fis-servizz tal-ilma baħar, il-kwalifika tal-proċedura tal-iwweldjar għandha tinkludi ttestjar tal-korrużjoni tal-pitting skont ASTM G48 (klorur ferriku) f'temperatura elevata (tipikament 104 grad F / 40 grad) biex tivverifika li ż-żoni wweldjati u affettwati bis-sħana jżommu prestazzjoni ekwivalenti għal PREN.

Għal A-286 fis-servizz aerospazjali jew bit-turbini tal-gass, il-kwalifika tal-proċedura tal-iwweldjar għandha tinkludi ittestjar tat-tensjoni-temperatura elevata (f'temperatura ta' servizz intenzjonata) u, għal applikazzjonijiet kritiċi, ittestjar ta' creep-rupture. L-ispeċifikazzjonijiet AMS tipikament jeħtieġu spezzjoni radjografika 100% tal-weldjaturi kollha.