1. ما هي أهمية تسميات "601GC" و "أنبوب الحديد" لـ Inconel 600 ، وما هي المشكلة المحددة التي يحلها هذا المنتج؟
يشير تعيين "Inconel uns n 06600 601 GC Iron Pipe" إلى شكل منتج محدد ومتخصص للغاية من Distiel 600 مصمم لمكافحة وضع الفشل الحرج في إنتاج الإيثيلين. إنها ليست سبيكة جديدة ، ولكنها متغير من Distression 600 (UNS N06600) مع البنية المجهرية التي يتم التحكم فيها.
"601GC" (تحكم في الحبوب): تشير هذه اللاحقة إلى أن المادة خضعت لمسار معالجة ميكانيكي حراري متخصص. النتيجة الرئيسية هي حجم الحبوب الخشنة للغاية ، وعادة ما يكون ASTM 3-4 أو حتى خشن. بنية الحبوب الخشنة لها كثافة أقل من حدود الحبوب لكل وحدة حجم.
"أنبوب الحديد": هذا مصطلح صناعة تاريخي. هذا لا يعني أن الأنبوب مصنوع من الحديد. إنه يشير إلى وظيفة الأنبوب: إنه أنبوب "أنا" أو وسيطة في فرن تكسير الإيثيلين. يحمل الغاز المتشقق من الملفات المشعة إلى مبادل خط النقل (TLE) للتخفيف السريع.
المشكلة التي تحلها: في الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي (على سبيل المثال ، 304h) وحتى الحبوب القياسية - لا يوفر الكثافة العالية لحدود الحبوب مسارات نشر سريعة للكربون. في بيئة المكربن داخل فرن الإيثيلين ، يؤدي ذلك إلى المكربن الكارثية السريعة. يخترق الكربون المادة ، ويشكل كربيد الكروم الهش عند حدود الحبوب. هذا يستنفد المصفوفة المحيطة بالكروم (تقليل مقاومة التآكل) ويسبب تورمًا داخليًا هائلاً وتوترًا ، مما يؤدي إلى فشل مبكر عن طريق التكسير.
الحل: بنية الحبوب الخشنة لـ 601GC يقلل بشكل كبير من عدد مسارات حدود الحبوب لنشر الكربون. هذا يبطئ بشكل كبير معدل المكربن ، ويمتد عمر خدمة الأنبوب من بضع سنوات إلى أكثر من عام10+ ، وبالتالي تقليل تكاليف التوقف عن الفرن وصيانته بشكل كبير.
2. في السياق المحدد لفرن تكسير الإيثيلين ، ما هو دور وبيئة التشغيل لأنبوب الحديد 601GC؟
"أنبوب الحديد" هو مكون حاسم في قسم الحمل الحراري في فرن تكسير الإيثيلين ، ويعمل في ظل ظروف شديدة فريدة.
الدور: إنه بمثابة خط إخماد وسيط أو أنبوب كروس. يربط مخرج الملفات الإشعاعية العالية- (حيث يحدث الانحلال الحراري / التكسير في درجة 800-900 / 1470-1650 درجة فهرنهايت) إلى مدخل مبادل خط النقل (TLE). تتمثل وظيفتها الأساسية في نقل خليط الغاز الساخن الشديد للغاية (الذي يحتوي على الإيثيلين ، والبروبيلين ، والهيدروجين ، وغيرها) إلى tles حيث يتم إخماد الغاز بسرعة لإيقاف تفاعلات التكسير.
بيئة التشغيل: يخضع هذا الأنبوب لبيئة عدوانية بشكل لا يصدق:
درجة الحرارة القصوى: يمكن أن تتراوح درجات حرارة الجلد الخارجي من 950 درجة إلى 1100 درجة (1740 درجة فهرنهايت إلى 2010 درجة فهرنهايت).
الجو شديد المكربن: الأجواء الداخلية غنية بالهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون (CO) ، وهو المكربن للغاية.
الإجهاد الحراري الدوري: يخضع الفرن لدورات ديكورج متكررة (لحرق رواسب فحم الكوك) ، والتي تنطوي على ركوب الدراجات الحرارية من درجة حرارة التشغيل إلى درجات حرارة أقل بكثير والظهر. هذا يستحث ضغوط التعب الحرارية الكبيرة.
الضغط الداخلي: يجب أن يحتوي الأنبوب على غاز العملية عند الضغط التشغيلي.
تم تصميم أنبوب الحديد 601GC على وجه التحديد لتحمل هذا المزيج من درجة الحرارة العالية والمكربن وركوب الدراجات الحرارية بشكل أفضل من أي مادة قياسية أخرى.
3. لماذا يتمثل البنية الدقيقة الخشنة - فعالة للغاية ضد المكربن ، وكيف يتم تحقيق هذا الهيكل أثناء التصنيع؟
يتم تأصيل الفعالية في المبادئ المعدنية الأساسية المتعلقة بالانتشار ودور حدود الحبوب.
علم الانتشار: في المعادن متعددة الكريستالات ، يمكن أن تنتشر الذرات من خلال مسارين أساسيين: من خلال الشبكة البلورية نفسها (انتشار الشبكة) وعلى طول حدود الحبوب (انتشار حدود الحبوب). في درجات الحرارة المرتفعة التي شوهدت في أفران الإيثيلين ، فإن انتشار حدود الحبوب هو أوامر ذات حجم أسرع من انتشار الشبكة. تعد حدود الحبوب عالية - مع بنية ذرية أقل ترتيبًا ، مما يسمح لذرات مثل الكربون بالتحرك من خلالها بسرعة.
الفائدة من الحبوب الخشنة: من خلال إنتاج مادة محببة - (على سبيل المثال ، ASTM 3 بدلاً من ASTM 6-8) ، تقلل الشركة المصنعة بشكل كبير من طول حدود الحبوب لكل وحدة حجم. هذا يلغي "الممرات السريعة" لدخول الكربون. يتم إجبار تغلغل الكربون على المضي قدمًا عبر آلية نشر الشبكة الأبطأ بكثير ، مما يؤخر بشكل عميق ظهور الكربنة الداخلية الضارة.
عملية التصنيع (المعالجة الميكانيكية الحرارية): إن تحقيق هذا الهيكل الخشن الخشن الذي يتم التحكم فيه يتطلب معالجة دقيقة:
العمل الساخن: يتكون الأنبوب في درجة حرارة عالية محددة.
الحل الصلب: الخطوة الرئيسية. يتم تسخين الأنبوب إلى درجة حرارة الصلب عالية المحلول (عادة أعلى من 2150 درجة f / 1177 درجة) لوقت يتم التحكم فيه. هذه درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي لإذابة كربيد ثانوية وتسمح بنمو الحبوب غير الطبيعي أو إعادة التبلور الثانوي ، حيث تنمو عدد قليل من الحبوب بشكل كبير على حساب الآخرين.
التبريد المتحكم فيه: يتم تبريد المادة بسرعة (مغمورة) من المحلول في درجة حرارة الصلب إلى "قفل" بنية الحبوب الخشنة ومنع إعادة ترسيب الكربيد في حدود الحبوب.
هذا المعالجة الحرارية التي يتم التحكم فيها بعناية هي ما يميز 601GC عن Distorn Distory 600 وهو مصدر أدائها المتفوق.
4. ما هي اعتبارات التثبيت واللحام والصيانة الرئيسية الخاصة بأنبوب الحديد 601GC؟
يتطلب العمل مع المواد الخشنة - خبرة محددة للحفاظ على خصائصها المهندسة.
اللحام: هذا هو الجانب الأكثر أهمية. يجب أن يكون إجراء اللحام مؤهلاً للتأكد من أن اللحام لا يصبح الرابط الضعيف.
Filler Metal: غالبًا ما يتم استخدام المعادن الحشو الكريمية nickel - ، مثل Ernicr-3 (FM 82) أو حشو متخصص مثل ernicrocomo-1. الهدف هو مطابقة مقاومة التآكل المعدنية والقوة.
التحكم في مدخلات الحرارة: يعد المدخلات الحرارية المنخفضة إلى المتوسطة أمرًا ضروريًا لتجنب نمو الحبوب المفرط في الحرارة - المتأثرة (HAZ) ولمنع التكسير.
Post - معالجة حرارة اللحام (PWHT): غالبًا ما ينصح حل الصلب بعد اللحام لاستعادة مقاومة التآكل لـ HAZ وتخفيف الضغوط. ومع ذلك ، هذه هي عملية ميدانية معقدة للأنابيب الكبيرة.
التثبيت: يجب دعم الأنبوب بشكل صحيح لحساب التمدد الحراري. يتم استخدام الدعم والأدلة المنزلق للسماح للأنبوب بالتوسع والتقلص بحرية أثناء الدورات الحرارية دون بناء إجهاد مفرط.
الصيانة والتفتيش: من الضروري الفحص الخارجي المنتظم لعلامات التشويه أو الركوع أو التكسير. التفتيش الداخلي أثناء التحول ، يقوم بالتحقق من تراكم فحم الكوك ويقيس مدى أي المكربن. يتم استخدام تقنيات الاختبار المدمرة المدمرة (NDT) المتقدمة مثل الاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) لمراقبة سمك الجدار واكتشاف الأضرار الداخلية.
5. كيف يقارن عرض الأداء والقيمة لأنبوب 601GC مع مواد أخرى مثل HK-40 (25CR-20NI) أنبوب مصبوب مركزي؟
يمثل الاختيار بين هذه المواد تطورًا في التكنولوجيا لتصميم فرن الإيثيلين.
HK-40 (HP Modified Cashings): كانت هذه هي المادة التقليدية للعديد من أجزاء الفرن. إنها سبيكة مصبوب مع محتوى كروم عالي لمقاومة المكربن.
المزايا: انخفاض التكلفة الأولية ، قابلية جيدة للأشكال المعقدة.
العيوب: الهيكل المصبوب هش بطبيعته وله ليونة أقل ومقاومة التعب الحراري مقارنة بالمنتجات المطاورة مثل 601GC. إنه أكثر عرضة للتكسير أثناء الدورات الحرارية.
أنبوب مدني 601GC:
المزايا:
مقاومة المكربن المتفوقة: يوفر الهيكل المشعّب الخشن - مقاومة أفضل بكثير من بنية المصطلحات لـ HK-40.
مقاومة التعب الحرارية الممتازة: يتمتع المنتج المطاوع به ليونة ومتانة أعلى ، مما يسمح له بتحديد ضغوط البدء المتكرر - ups ، وأغلق - ، ودورات decking دون تكسير.
حياة خدمة أطول: هذا هو اقتراح القيمة الأساسية. على الرغم من أن التكلفة الأولية أعلى من HK-40 ، فإن طول التشغيل الممتد بين البدائل وتقليل وقت التوقف غير المخطط له يؤدي إلى انخفاض تكلفة الملكية.
العيب: ارتفاع المواد الأولية والتصنيع.
انتقلت الصناعة إلى حد كبير نحو 601GC المطبوعة للتطبيقات المهمة مثل أنابيب كروس بسبب عمرها الأطول وموثوقية فائقة ، والتي تفوق الاستثمار الأعلى المقدم.
