Aşırı deniz suyu ve yüksek klorürlü ortamlar için neden Incoloy 27-7MO dikişsiz boru tercih ediliyor?

1. S: Incoloy 27-7MO ve A-286 alaşımlı borular arasındaki temel bileşim ve özellik farklılıkları nelerdir?

A:Incoloy 27-7MO ve A-286'nın her ikisi de yüksek-performans alaşımlarıdır, ancak temelde farklı uygulamalara hizmet ederler:-biri sulu korozyon için süper-östenitik paslanmaz çelik, diğeri ise yüksek sıcaklıkta mukavemet için çökeltmeyle sertleşen demir bazlı bir süper alaşımdır-.

Incoloy 27-7MO (UNS S31277)özellikle deniz suyu ve agresif klorür ortamlarında aşırı sulu korozyon direnci için tasarlanmış süper-östenitik bir paslanmaz çeliktir. Nominal bileşimi %27-29 nikel, %20-22 krom, %6,0-7,0 molibden, %1,5-2,5 bakır, %0,25-0,35 nitrojen ve denge demirden oluşur. "27-7" tanımı yaklaşık %27 nikel ve %7 molibden anlamına gelir. Bu alaşım, çok yüksek molibden (%6–7) ve yüksek nitrojen (%0,25–0,35) içerir; bu da ona, piyasada satılan tüm ostenitik paslanmaz çelikler arasında en yüksek olanlardan biri olan 50–55-lik olağanüstü derecede yüksek çukurlaşma direnci eşdeğer sayısı (PREN) verir. Yüksek nikel içeriği (%27-29) olağanüstü klorür stresli korozyon çatlama direnci sağlar. Incoloy 27-7MO, oda sıcaklığında 50–65 ksi (345–448 MPa) tipik akma dayanımıyla katı çözeltiyle güçlendirilmiştir; nitrojen güçlendirmesi nedeniyle standart östenitiklerden daha yüksektir. Yaklaşık 600 F (316 derece) üzerindeki yüksek sıcaklıktaki servisler için TASARLANMAMIŞTIR.

A-286 (UNS S66286)çökeltmeyle sertleştirmeyle güçlendirilmiş demir-bazlı bir süper alaşımdır. Nominal bileşimi %24-27 nikel, %13,5-16,0 krom, %1,0-1,5 molibden, %1,9-2,35 titanyum, %0,1-0,5 alüminyum, %0,003-0,01 bor, %0,1-0,5 vanadyum ve denge demirdir. Titanyum, alüminyum ve borun-varlığına dikkat edin; bu elementler, gama-prime (Ni₃(Al,Ti)) parçacıklarının oluşumu yoluyla çökelme sertleşmesine olanak sağlar. A-286 paslanmaz çelik değildir; yaklaşık 1300 derece F'ye (704 derece) kadar yüksek sıcaklık dayanımı ve oksidasyon direnci için tasarlanmış bir süper alaşımdır. Isıl işlemden sonra tipik akma mukavemeti oda sıcaklığında 90–110 ksi (621–758 MPa) olup, 1200 derece F'de (649 derece) 70–80 ksi'ye düşer. Alaşım ayrıca Incoloy 27-7MO'ya göre önemli ölçüde daha az krom (%13,5-16) içerir, bu da onu sulu korozyona karşı daha az dirençli hale getirir.

Metalurjik çıkarımlar:Incoloy 27-7MO aşağıdakiler için tasarlanmıştır:ıslak, düşük-ile-orta sıcaklıkta (600 derece F / 316 dereceye kadar) sulu korozyon hizmetideniz suyu, kimyasal işleme ve baca gazı kükürt gidermede. Önemli bir yüksek-sıcaklık dayanımı veya oksidasyon direnci yoktur. A-286 aşağıdakiler için tasarlanmıştır:yüksek-yüksek dayanıklılık gereksinimleriyle yüksek sıcaklıkta hizmet (1300 derece F / 704 dereceye kadar)havacılık, gaz türbini ve otomotiv uygulamalarında. Sadece orta derecede sulu korozyon direncine sahiptir ve deniz suyunda çukurlaşıp paslanır.

Aralarında seçim yapmak:Uygulama şunları içeriyorsaorta dereceli mukavemet gereksinimleri ile orta sıcaklıklarda deniz suyu, tuzlu su veya asidik klorürlerIncoloy 27-7MO'yu seçin. Uygulama şunları içeriyorsaYüksek mukavemet ve oksidasyon direnci gerektiren yüksek sıcaklıklar (1000–1300 derece F / 538–704 derece), A-286'yı seçin. Hizmet zarflarında minimum örtüşme vardır.

---

2. S: Incoloy 27-7MO ve A-286 alaşımlı dikişsiz borular hangi endüstri standartları ve spesifikasyonlara tabidir?

A:Bu iki alaşım, 27-7MO için-denizcilik/kimyasal ve A-286 için havacılık/gaz türbini için tamamen farklı spesifikasyon çerçevelerine tabidir.

Incoloy 27-7MO dikişsiz boru için:

ASTM B677 / ASME SB677– Dikişsiz nikel-demir-krom-molibden-bakır-azot alaşımlı boru için standart spesifikasyon. Bu, UNS S31277 ve benzer süper-östenitik kaliteler için birincil spesifikasyondur.

ASTM B829– Nikel alaşımlı dikişsiz borular için genel gereksinimler (B677'ye ek).

NORSOK M-630– Deniz suyu ve tuzlu su hizmeti için 27-7MO'yu içeren Norveç petrol ve gaz standardı.

ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu Bölüm II, Kısım D– Yaklaşık 600 derece F'ye (316 derece) kadar sıcaklıklarda S31277 için izin verilen gerilim değerlerini sağlar.

A-286 dikişsiz boru için:

ASTM A453 / ASME SA453– Yüksek-sıcaklık cıvatalama malzemesi için standart spesifikasyon, ancak genellikle ek gereksinimlerle boru ve boruları da kapsayacak şekilde genişletilir. A Sınıfı, B Sınıfı veya C (ısıl işleme bağlı olarak) A-286'yı kapsar.

AMS 5731– A-286 dikişsiz borular için Havacılık ve Uzay Malzemesi Şartnamesi, çözeltiyle işlenmiş ve çökeltmeyle sertleştirilmiş. Bu, havacılık uygulamalarında A-286 boru/tüp için en yaygın spesifikasyondur.

AMS 5732– 5731'e benzer ancak daha düşük sertlik ve geliştirilmiş işlenebilirlik sağlar.

ASTM B983(bazen başvurulur) – Yağış-sertleşen nikel-demir-krom alaşımlı boru, ancak A-286 çubuk veya dövme olarak boru olarak daha az tedarik edilir.

ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu Bölüm II, Kısım D– 1300 derece F'ye (704 derece) kadar sıcaklıklarda A-286 (UNS S66286) için izin verilen gerilim değerlerini sağlar.

Tedarik hususları:Incoloy 27-7MO dikişsiz boru, sınırlı hadde kaynaklarına sahip özel bir kalitedir; 12-18 haftalık teslim süreleri bekliyoruz. A-286 dikişsiz boru da özel bir üründür ve genellikle 12-20 haftalık teslim süreleri ile özel sipariş üzerine üretilir. A-286 için, alıcıların istenen ısıl işlem koşulunu (çözeltiye tabi tutulmuş ve eskitilmiş) belirtmesi gerekir ve kritik uygulamalar için, AMS spesifikasyonlarına göre yüksek sıcaklıkta çekme testi gereklidir.

---

3. S: Aşırı deniz suyu ve yüksek klorürlü ortamlar için neden Incoloy 27-7MO dikişsiz boru tercih ediliyor?

A:Incoloy 27-7MO dikişsiz boru, östenitik paslanmaz çelikte mevcut olan en yüksek çukurlaşma ve aralık korozyon direncini temsil eder ve bu da onu en zorlu deniz suyu ve tuzlu su servis uygulamaları için tercih edilen malzeme haline getirir. Üç spesifik özelliği üstünlüğünü açıklamaktadır.

İlk olarak, olağanüstü derecede yüksek oyuklanma direnci eşdeğer numarası (PREN).PREN, %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N olarak hesaplanır. Incoloy 27-7MO için:

Krom: %20–22

Molibden: %6,0–7,0

Azot: %0,25–0,35

Bu yaklaşık 50-55'lik bir PREN verir. Karşılaştırıldığında:

316L paslanmaz çelik: PREN ∼24–26

Dubleks 2205: PREN ∼35–38

Incoloy 825: PREN ∼30–33

Incoloy 926 (%6 Mo): PREN ∼40–45

40'ın üzerindeki bir PREN, deniz suyu hizmeti için mükemmel kabul edilir. 50'nin üzerindeki bir PREN olağanüstüdür. Incoloy 27-7MO, tipik deniz suyu sıcaklıklarının çok üzerinde yaklaşık 180–200 derece F'ye (82–93 derece)- varan sıcaklıklarda deniz suyunda çukurlaşma ve çatlak korozyonuna karşı direnç gösterir. Bu, onu tropik iklimlerdeki deniz suyu soğutma sistemlerinin yanı sıra diğer %6 Mo alaşımlarının hala lokal saldırılara maruz kalabileceği tuzlu su yoğunlaştırıcıları ve yüksek sıcaklıktaki acı su uygulamaları için uygun kılar.

İkincisi, klorür stresli korozyon çatlamasına (SCC) karşı olağanüstü direnç.%27–29 nikel içeren Incoloy 27-7MO, standart süper ostenitik kalitelere göre önemli ölçüde daha yüksek nikel içeriğine sahiptir (Incoloy 926, %24–26 Ni içerir). Daha yüksek nikel içeriği, klorür SCC'ye karşı daha büyük bir güvenlik marjı sağlar. Alaşım, konsantre tuzlu sular, klorür taşınan buhar yoğuşması ve tuz spreyi ile deniz atmosferik koşulları da dahil olmak üzere sulu hizmette karşılaşılan tüm sıcaklıklarda SCC'ye direnç gösterir.

Üçüncüsü, standart %6 Mo alaşımlarından daha yüksek mukavemet.Yüksek nitrojen içeriği (%0,25–0,35), Incoloy 27-7MO'ya 50–65 ksi (345–448 MPa) değerinde tipik akma mukavemeti vererek katı çözelti güçlendirmesi sağlar; bu, standart %6 Mo alaşımlarından (tipik olarak 35–45 ksi verir) yaklaşık %30–40 daha yüksektir. Bu daha yüksek mukavemet, daha ince duvarlı boru bölümlerine izin vererek bazı uygulamalarda ağırlığı ve maliyeti azaltır.

Karşılaştırmalı performans:Bir deniz suyu ters ozmoz (SWRO) tuzdan arındırma tesisinde, 70.000 ppm klorür içeren, 160 derece F'de (71 derece) yüksek-basınçlı tuzlu su akışı:

Duplex 2205'te 6-12 ay içinde çatlak korozyonu yaşanır

Incoloy 926 (%6 Mo) 2-3 yıl dayanabilir ancak contalarda oyuklanma başlar

Incoloy 27-7MO, tespit edilebilir çukurlaşma olmadan 10+ yıl hizmet sağlar

Tipik uygulamalar:Deniz suyu ters ozmoz (SWRO) yüksek-basınçlı borular, tuzlu su yoğunlaştırıcıları, açık deniz platformu yangın suyu sistemleri (tropikal konumlar), enerji santrallerindeki deniz suyu soğutma sistemleri (bir kez-geçişli ve devridaimli), agresif tuzlu suları taşıyan kimyasal tanker kargo hatları ve maksimum klorür direnci gerektiren farmasötik reaktör sistemleri.

---

4. Soru: Orta düzeyde krom içeriğine rağmen havacılık ve gaz türbini uygulamalarında neden A-286 alaşımlı boru kullanılıyor?

A:A-286 alaşımlı boru, benzersiz kombinasyonu nedeniyle 1950'lerden bu yana havacılık, gaz türbini ve otomotiv turboşarj uygulamalarında en çok kullanılan malzeme olmuştur.yüksek-sıcaklık dayanımı, üretilebilirlik ve maliyet-etkinliği. Üç spesifik özelliği kalıcı popülaritesini açıklıyor.

İlk olarak, yağış-1300 derece F'ye (704 derece) kadar dayanıklılığı güçlendirdi.Kontrollü iki-adımlı ısıl işlem (1800 derece F / 982 derecede çözelti tavlaması, ardından 1325 derece F / 718 derece ve 1150 derece F / 621 derece'de yaşlandırma) yoluyla A-286, gama-prime (Ni₃(Al,Ti)) çökeltilerinin ince bir dağılımını geliştirir. Bu çökeltiler ostenitik matris ile uyumludur ve gevrekleşme olmadan önemli bir güçlendirme sağlar. Tipik akma mukavemetleri oda sıcaklığında 90-110 ksi'dir (621-758 MPa) ve daha da önemlisi, alaşım 1200 derece F'de (649 derece) bu mukavemetin %70-80'ini korur. Bu kombinasyon, (1000 derece F / 538 derecenin üzerinde hızla yumuşayan) standart östenitik paslanmaz çeliklerle karşılaştırılamaz ve 1300 derece F'nin altındaki sıcaklıklarda Inconel 718 gibi daha pahalı nikel bazlı süper alaşımlarla avantajlı bir şekilde rekabet eder.

İkincisi, krom düzeyine göre iyi oksidasyon direncidir.Yalnızca %13,5–16 krom içeren A-286, aşırı oksidasyon hizmeti için seçilmez. Bununla birlikte, 1300 derece F'ye (704 derece) kadar olan sıcaklıklar için bu krom seviyesi, koruyucu bir krom oksit tabakası oluşturmaya yeterlidir. Alaşım ayrıca oksidasyon direncini daha da artıran küçük alüminyum (%0,1-0,5) ilavelerinden de yararlanır. Gaz türbini kompresörü tahliye borularında (tipik olarak 800–1200 derece F / 427–649 derece), A-286, daha yüksek kromlu (ve daha pahalı) alaşımlara ihtiyaç duymadan mükemmel hizmet ömrü sağlar.

Üçüncüsü, mükemmel üretilebilirlik ve kaynaklanabilirlik.Gerinim-yaş çatlamasına eğilimli olan birçok çökeltme-sertleştirici süper alaşımdan farklı olarak-, A-286 çözeltide-tavlanmış durumda kaynaklanabilir ve ardından yaşlandırılabilir. Alaşımın nikel bazlı süper alaşımlarla karşılaştırıldığında daha düşük sertleşebilirliği, kaynak ve şekillendirme sırasında onu daha bağışlayıcı kılar. Bu durum onu ​​egzoz manifoldları, turboşarj muhafazaları ve jet motoru kompresör muhafazaları gibi fabrikasyon bileşenler için favori haline getirmiştir. Alaşım aynı zamanda eskimiş durumda da oldukça iyi işlenir, ancak takım aşınması standart paslanmaz çeliklere göre daha yüksektir.

Turboşarj uygulamalarında karşılaştırmalı performans:Döngüsel termal yüklemeyle 1250 derece F (677 derece) sıcaklıkta çalışan bir dizel motor turboşarjında:

304H paslanmaz çelik: mukavemet yetersiz, sürünme deformasyonu 1-2 yıl içinde muhafazanın bozulmasına neden olur

Inconel 718: mükemmel performans ancak yüksek maliyet (3–5× A-286) ve imalatı zor

A-286: 304H'nin yaklaşık 1,5–2 katı maliyetle 5–8 yıllık hizmet sağlar

Tipik uygulamalar:Jet motoru kompresör mahfazaları ve tahliye havası kanalları, gaz türbini kompresörü tahliye boruları, dizel motor turboşarj muhafazaları ve türbin çarkları, otomotiv egzoz valfleri ve manifoldları (yüksek-performans uygulamaları), havacılık bağlantı elemanları ve cıvataları (ASTM A453 Grade A) ve buhar türbini cıvataları ve saplamaları.

---

5. S: Incoloy 27-7MO ve A-286 alaşımlı borular için kritik kaynak ve ısıl işlem gereksinimleri nelerdir?

A:Bu iki alaşımın kaynaklanması temelde farklı yaklaşımlar gerektirir-Incoloy 27-7MO, iyi kaynaklanabilirlik ile güçlendirilmiş katı-çözümdür (oyuklanma direncini korumak için önlemler alınır), A-286 ise çökelmeyle sertleşir ve tam güce ulaşmak için kaynak sonrası yaşlandırma gerektirir.

Incoloy 27-7MO boru için (süper-östenitik, katı çözelti):

Dolgu metali seçimi:KullanmakERNiCrMo-3(Inconel 625) veyaERNiCrMo-10(Inconel 622) standart dolgu maddesi olarak. Çukurlaşma direncini korumak için dolgu maddesinin ana metalin molibden içeriğini (%6-7) karşılaması veya aşması gerekir.ERNiCrMo-4(C-276) da kabul edilebilir. Asla paslanmaz çelik dolgu maddeleri (308L, 316L) kullanmayın; galvanik korozyon hücresi oluştururlar ve molibden içermezler.

Isı girişi kontrolü:Maksimum geçiş sıcaklığı: 250 derece F (121 derece). Isı girişi 20–40 kJ/inç (8–16 kJ/cm) ile sınırlıdır. Daha yüksek ısı girişi molibden-zengin faz çökelmesine (sigma veya chi fazları) neden olabilir ve bu da çukurlaşma direncini %50 veya daha fazla azaltır. Dokuma yerine stringer boncuklar kullanın.

Kaynak öncesi-temizlik:Asetonla veya özel paslanmaz çelik fırçayla temizleyin. Nikel alaşımları için ayrılmış taşlama disklerini kullanın. Tüm karbon çeliği kirliliğini giderin-gömülü demir parçacıkları paslanacak ve çukurlaşmayı başlatacaktır.

Kaynak sonrası ısıl işlem-(genellikle gerekli değildir):Çoğu uygulama için, kaynaklanmış durumda Incoloy 27-7MO kullanılır. Zorlu ortamlarda (örneğin, durgun koşullardaki sıcak deniz suyu) maksimum korozyon direnci için, 1950–2050 derece F'de (1066–1121 derece) çözelti tavlaması ve ardından hızlı su söndürme, tam oyuklanma direncini geri kazandırır. Bu, distorsiyon riskleri nedeniyle boru üzerinde nadiren gerçekleştirilir.

A-286 boru için (çöktürme-sertleştirme):

Dolgu metali seçimi:KullanmakA-286 uyumlu dolgu maddesi(genellikle ERNiCrFe-? veya tescilli olarak adlandırılır). Bu dolgu maddesi, kaynak birikintisinde çökelme sertleşmesine izin vermek için titanyum ve alüminyum içerir. Asla standart paslanmaz çelik dolgular veya ERNiCr-3 gibi yaygın nikel dolgular kullanmayın; bunlar gerekli yüksek sıcaklık dayanımını sağlayamaz.

Isı girişi kontrolü:Maksimum geçiş sıcaklığı: 200 derece F (93 derece). Isı girişi 15–30 kJ/inç (6–12 kJ/cm) ile sınırlıdır. Daha düşük ısı girişi, ısıdan- etkilenen bölgenin genişliğini en aza indirir ve artık gerilimleri azaltır.

Kaynak-öncesi durumu:Her zaman çözeltide-tavlanmış (yumuşak) durumda-kaynak yapın, asla eskimiş durumda değil. Kaynakla yaşlandırılmış malzeme, ısıdan etkilenen bölgede gerinim-yaş çatlamasına{-neden olur.

Tam güçte servis için-kaynak sonrası ısıl işlem zorunludur:

Çözüm tavlaması(kaynaktan sonra gerekirse): İnç başına kalınlık için 1 saat boyunca 1800 derece F (982 derece), ardından hızlı soğutma (hava veya yağla söndürme)

Yaşlanma tedavisi:1325 derece F'ye (718 derece) ısıtın, 16 saat tutun, fırında maksimum 200 derece F (93 derece)/saatte 1150 derece F'ye (621 derece) soğutun, 16 saat tutun, ardından havayla soğutun

Kaynak sonrası-yaşlandırma olmadan, kaynak bağlantısı yalnızca 40–50 ksi (276–345 MPa) akma dayanımına sahiptir-, 90+ ksi gerektiren havacılık veya gaz türbini hizmetleri için tamamen yetersizdir.

Kritik uyarılar:

Incoloy 27-7MO için:Paslanmaz çelik dolgu maddeleri kullanmayın-bunlar molibden içermez ve korozyona- yatkın bir kaynak bölgesi oluşturur. Aşırı ısınmayın-sigma fazı oluşumu tam çözelti tavlaması olmadan geri döndürülemez. Kirlenmiş taşlama çarklarını kullanmayın-gömülü karbon çeliği parçacıkları çukurlaşmaya neden olur.

A-286 için:Nitelikli bir prosedür olmadan asla kaynak yapmayın. Asla eskimiş durumda kaynak yapmayın. Basınç içeren veya yüksek-sıcaklık içeren bileşenler için-kaynak sonrası yaşlandırmayı asla atlamayın-. Alaşımın gerinim yaşı çatlamasına karşı duyarlılığı, dikkatli bir ısıl işlem rampa hızı kontrolü gerektirir. Bor içeriği (%0,003–0,01) sürünme mukavemetini artırır ancak sıcak çatlamaya duyarlılığı artırır-ısı girişini dikkatli bir şekilde kontrol edin.

Yeterlilik gereksinimleri:

Deniz suyu hizmetinde Incoloy 27-7MO için kaynak prosedürü kalifikasyonu, kaynaklı ve ısıdan-etkilenen bölgelerin PREN eşdeğeri performansı koruduğunu doğrulamak amacıyla yüksek sıcaklıkta (tipik olarak 104 derece F / 40 derece) ASTM G48'e (ferrik klorür) göre çukurlaşma korozyonu testini içermelidir.

Havacılık veya gaz türbini hizmetlerinde A-286 için kaynak prosedürü kalifikasyonu, yüksek-sıcaklık çekme testini (amaçlanan hizmet sıcaklığında) ve kritik uygulamalar için sürünme kopma testini içermelidir. AMS spesifikasyonları tipik olarak tüm kaynakların %100 radyografik muayenesini gerektirir.