1.
تم تصميم Inconel 686 و 693 ، في حين تم تصنيف كلاهما على أنه Nickel - ، لحل مشكلتين صناعيتين مختلفتين تمامًا ، مما يؤدي إلى تركيبات كيميائية متباينة ومبادئ معدنية.
Inconel 686 (UNS N06686): قمة مقاومة التآكل المائي
فلسفة التصميم: لإنشاء أكثر ما تنوعا ، جميع- حول التآكل - نيكل مقاوم - للبيئات المائية (الرطبة) المائية ، وخاصة تلك التي تحتوي على أحماض مؤكسدة وخفض قوية.
آلية التقوية: صلبة - حل الحل. يتم تحقيق قوته الرائعة ومقاومة التآكل عن طريق إذابة مستويات عالية جدًا من الكروم (19 - 23 ٪) و molybdenum (15 - 17 ٪) في مصفوفة النيكل. يوفر محتوى الموليبدينوم الهائل مقاومة استثنائية لتقليل الأحماض مثل الهيدروكلوريك والكبريتيك ، في حين أن محتوى الكروم العالي يدافع عن الأحماض المؤكسدة مثل النيتريك والكروم. يوفر التنغستن (3-4.4 ٪) تعزيزًا إضافيًا للحل الصلب. يتم استخدامه في حالة الصلب وليس قابلاً للسن.
Inconel 693 (UNS N06693): المتخصص في التآكل الغازي في درجة الحرارة العالية
فلسفة التصميم: لإنشاء الدفاع النهائي ضد آلية تدهور درجة الحرارة العالية -: شكل كارثي من الكربن يدمر المعادن في الأجواء الكربونية - الغلاف الجوي الغني.
تقوية آلية: تكوين مقياس وقائي. يتم اشتقاق قوتها من الحل الصلب القياسي - Nickel - مصفوفة الكروم. ومع ذلك ، فإن قوته العظمى هي محتوى الألمنيوم العالي للغاية (2.5-4.0 ٪). في درجات حرارة عالية ، يشكل الألومنيوم طبقة كثيفة ومستمرة ومستقرة بشكل لا يصدق من أكسيد الألومنيوم (al₂o₃) على السطح. هذا المقياس غير محاصر فعليًا لدخول الكربون ، ويعمل كحاجز قمع يمنع تفاعل الغبار المعدني من البدء. قوتها كافية لغرضها ، ولكن قيمتها في مقياس الحماية ، وليس خصائص الشد.
باختصار ، 686 هو محارب تآكل "رطب" يعززه كيمياءها بالجملة ، في حين أن 693 هو أخصائي تآكل "جاف" محمي من قبل كيمياء السطح.
2. في أي تطبيقات محددة وشديدة تعتبر كل سبيكة حل لا غنى عنها أو "الملاذ الأخير"؟
يتم تحديد هذه السبائك ليس كخيارات أولى ولكن كحلول أساسية عندما فشلت جميع المواد الأخرى.
تطبيقات Inconel 686:
المعالجة الكيميائية: بالنسبة للمفاعلات والأعمدة والأنابيب التي تتعامل مع الخلائط الأكثر عدوانية للأحماض ، وخاصة حمض الهيدروكلوريك (HCL) ، وحمض الكبريتيك (H₂SO₄) ، والمخاليط التي تحتوي على أملاح مؤكسدة (على سبيل المثال ، كلوريد الحديديك والكأس). غالبًا ما تكون المادة الوحيدة التي يمكنها التعامل مع حمض الكبريتيك الملوث.
التحكم في التلوث: أجهزة التنظيف والبطانة في أنظمة إزالة الكبريتات غاز المداخن (FGD) التي تتعامل مع أبخرة حمض الكبريتيك الساخنة والكلوريد.
حرق النفايات: المكونات المعرضة لمنتجات احتراق التآكل من النفايات الكيميائية.
صناعة الأدوية: بالنسبة للعمليات التي تنطوي على المحفزات والكواشف للغاية التي تتآكل فيها حيث يكون نقاء المنتج أمرًا بالغ الأهمية ويجب تجنب التلوث المعدني.
تطبيقات Inconel 693:
Syngas وغازات الفحم: بالنسبة لأنابيب المبادل الحراري ، والداخلية ، والبطانات حيث يكون غاز العملية غنيًا بأول أكسيد الكربون (CO) في درجات حرارة وضغوط مرتفعة.
إنتاج الإيثيلين: في مكونات فرن الانحلال الحراري مثل شماعات الأنبوب المشع ، والحرب ، والبطانات حيث يكون الجو شديد الكربون.
وحدات المصلحين: في نباتات الهيدروجين والأمونيا لأنابيب النقل ، أسلاك التوصيل المصنوعة ، و Thermowells المعرضة لغاز الإصلاح.
صناعة المعالجة الحرارية: التركيبات والسلال والصواني لأفران المكربن والكربون ، وتوسيع نطاق عمر المكون بشكل كبير مقارنة بالسبائك القياسية.
قاعدة الإبهام هي: إذا كانت البيئة رطبة وحمضية بعنف ، حدد 686. إذا كانت البيئة ساخنة والكربون - غني ، حدد 693.
3. ما هي التحديات المهمة والتقنيات المتخصصة المطلوبة للحام وتصنيع هذين الفائقين المتقدمين؟
يتطلب تصنيع هذه السبائك الخبرة للحفاظ على خصائصها المهندسة ، مع تحديات تختلف بشكل كبير بينها.
اللحام Inconel 686:
التحدي: يمنحه محتوى السبائك العالية للغاية (MO ، CR ، W) قابلية عالية للتجميع الدقيق وتكوين الطور الثانوي (مثل مراحل MU و Sigma) في حرارة اللحام - المنطقة المتأثرة (HAZ) إذا لم يتم التحكم في إدخال الحرارة. هذا يمكن أن يستنفد مصفوفة الموليبدينوم والكروم ، مما يخلق مناطق محلية عرضة للتآكل.
أفضل الممارسات:
العملية: لحام تنغستن الغاز (GTAW/TIG) إلزامي للتطبيقات الحرجة.
حشو المعدن: استخدم مطابقة Ernicrmo-14 أو Ernicrmo-17 Filler Metal للحفاظ على مقاومة التآكل للحام.
مدخلات الحرارة: استخدم درجة حرارة المدخلات المنخفضة للحرارة والتحكم في درجة حرارة صارمة (عادة أقل من 100 درجة / 212 درجة فهرنهايت) لتقليل الوقت في نطاق درجة الحرارة الحرج حيث تتشكل المراحل الضارة.
Post - معالجة حرارة اللحام (PWHT): غالبًا ما ينصح حل الصلب بإعادة حل أي مراحل ثانوية واستعادة أقصى مقاومة للتآكل.
اللحام Inconel 693:
التحدي: إن محتوى الألمنيوم العالي يجعل السبائك أقل دكتايل ويمكن أن يجعل تجمع اللحام "لزجة" ، مما يؤثر على التدفق والاختراق. من المعتاد أيضًا تكسير اللحام إذا لم يتم تحسين الإجراءات.
أفضل الممارسات:
العملية: GTAW/TIG هي العملية المفضلة.
Filler Metal: باستخدام معدن حشو تكوين مطابقة (على سبيل المثال ، سلك 693 - أمر بالغ الأهمية للحفاظ على مقاومة التآكل عالية الحرارة للمعدن اللحام.
التدريع: التدريع الممتاز للغاز أمر بالغ الأهمية. ينصح بشدة استخدام غاز دعم الأرجون على جانب الجذر لمنع الأكسدة (السكر) لجذر اللحام ، مما قد يتنازل عن مقاومة التآكل.
النظافة: بالنسبة لكلا السبائك ، فإن النظافة التي لا تشوبها شائبة هي غير قابلة للتفاوض لمنع التلوث الذي يؤدي إلى احتضان.
4. كيف تقارن ملفات تعريف مقاومة التآكل من Distiel 686 و 693 مع Dister أكثر شيوعا 625 و C-276؟
إن فهم موقفهم في التسلسل الهرمي للتآكل - سبائك المقاومة هو مفتاح اختيار المواد.
مقابل Inconel 625 (UNS N06625):
686: Vastly superior to 625 in resistance to reducing acids like hydrochloric and sulfuric, especially when oxidizing contaminants are present. Its PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) is significantly higher (>50 مقابل ~ 45 ل 625).
693: ليس منافسًا مباشرًا . 625 للتآكل المائي ؛ 693 مخصص لـ High - هجوم غازي في درجة الحرارة . 625 سيؤدي أداءً سيئًا في بيئة الغبار المعدنية -.
مقابل Hastelloy C-276 (UNS N10276):
686: في كثير من الأحيان يعتبر الخلف التطوري لـ C-276. على الرغم من أن C-276 ممتاز ، فإن 686 تقدم عمومًا مقاومة تآكل محسنة في نطاق أوسع من البيئات الكيميائية العدوانية الشديدة ، وخاصة في خدمات الحمض المختلط والكلوريد ، نظرًا لمحتوى الكروم الأعلى المحسن.
693: مرة أخرى ، ليس منافسًا مباشرًا. C-276 هو للتآكل الرطب.
التحديد هو تطبيق - محدد: للأخطرمبتلالتآكل ، 686> C-276> 625.غبار المعادن، 693 في فئة خاصة بها.
5. ما هي آليات الفشل الشائعة التي يجب أن تكون على دراية بها لكل سبيكة ، وكيف يتم تخفيفها في التصميم والتشغيل؟
حتى هذه السبائك المتقدمة لها حدودها ، والتي يجب احترامها.
Inconel 686:
آلية الفشل: تآكل شق. في حين أن لديها مقاومة عالية للغاية ، في ظل ظروف راكدة شديدة بما فيه الكفاية (على سبيل المثال ، تحت الودائع أو في مفاصل حشيشة ضيقة) ، يمكن أن ينهار الفيلم السلبي. انها ليست محصنة ، فقط مقاومة للغاية.
التخفيف: تصميم جيد لتجنب الشقوق ، وضمان الصرف الكامل ، واختيار مواد الحشية المناسبة. تعمل ضمن حدود درجة الحرارة الآمنة وتركيز الوسائط التآكل المحددة.
Inconel 693:
آلية الفشل: التعب الحراري و spallation. في حين أن مقياس ألومينا ملتصق للغاية ، فإن ركوب الدراجات الحرارية المتطرفة والسريعة يمكن أن يؤدي في النهاية إلى حدوثه (تقشر). إذا تضرر المقياس ولم يكن بإمكانه إعادة التوليد ، يصبح المعدن الأساسي ضعيفًا.
التخفيف: معدلات التدفئة والتبريد التي يتم التحكم فيها لتقليل الصدمة الحرارية. تصميم أنظمة لتجنب التدرجات الحرارية الحادة عبر المكونات.
لكليهما ، يعد التصنيع غير السليم (الذي يؤدي إلى التوعية أو اللحامات الملوثة) خطرًا كبيرًا يمكن أن يقدم نقاط الضعف. يأتي التخفيف من خلال الالتزام الصارم بإجراءات اللحام المؤهلة و Post - معالجة حرارة اللحام.
