مشخصات کلیدی ASTM حاکم بر صفحه Inconel 690 (UNS N06690) چیست؟

Q1: چه ویژگی خاصی باعث می شود آلیاژ Inconel UNS N06690 به ماده ترجیحی برای تجهیزات ترشی، به ویژه در مورد مخلوط اسید نیتریک/هیدروفلوریک (HNO3/HF) تبدیل شود؟

A:آلیاژ Incoloy UNS N06690 (معمولاً به عنوان Inconel 690 شناخته می شود) دارای محتوای کروم فوق العاده بالایی است (27.0-31.0%) که به طور قابل توجهی بالاتر از آلیاژهای نیکل استاندارد مانند Inconel 600 (که حاوی 15٪ کروم است) است. این سطح بالای کروم عامل تعیین کننده ای است که به آلیاژ مقاومت فوق العاده ای در برابر محلول های اسیدی بسیار اکسید کننده، به ویژه مخلوط اسید نیتریک و هیدروفلوئوریک مورد استفاده در خطوط ترشی صنعتی می دهد.

چرا مخلوط HNO3/HF تهاجمی است:اسیدهای ترشی برای از بین بردن رسوب اکسید (به عنوان مثال، زنگ زدگی یا رنگ حرارتی) از سطوح فولاد ضد زنگ استفاده می شود. اسید نیتریک به عنوان یک اکسید کننده عمل می کند، در حالی که اسید هیدروفلوریک به شدت به بستر فلزی حمله می کند. در حالی که فولاد ضد زنگ استاندارد به سرعت در این مخلوط حل می شود، Inconel 690 در برابر آن مقاومت می کند زیرا کروم یک لایه اکسید پایدار و غیرفعال را تشکیل می دهد که علی رغم وجود یون های فلوراید دست نخورده باقی می ماند.

کنتراست با سایر آلیاژها:

فولاد ضد زنگ 304/316:به دلیل شکستن لایه غیرفعال HF به سرعت مورد حمله قرار گرفت.

اینکونل 600 (کروم پایین):در چنین محیط هایی از حمله بین دانه ای رنج می برد.

Inconel 690 (High Cr):به طور خاص برای مقاومت در برابر این اسیدهای مخلوط ساخته شده است و آن را به ماده استاندارد برای گرم کردن کویل ها، مخازن و سبدها در کارخانه های ترشی فولاد ضد زنگ تبدیل می کند.

Q2: پرداخت سطح "ترشی" چگونه بر عملکرد صفحات Inconel 690 در کاربردهای مولد بخار هسته ای تأثیر می گذارد؟

A:در کاربردهای هسته ای (به ویژه راکتورهای آب تحت فشار)، Inconel 690 ماده اولیه برای لوله ها و صفحات مولد بخار است. در حالی که "ترشی" یک فرآیند رسوب زدایی شیمیایی است، در زمینه صفحه هسته ای-، سطح ترشی یا "روشن" برای مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است.

نقش ترشی در خدمات هسته ای:

حذف رنگ حرارتی:در طول نورد گرم یا عملیات حرارتی صفحات Inconel 690، یک مقیاس اکسید کم‌شده کروم- روی سطح تشکیل می‌شود. اگر این مقیاس در جای خود باقی بماند، محلی برای خوردگی موضعی ایجاد می کند.

بازیابی کروم:فرآیند ترشی این مقیاس را از نظر شیمیایی از بین می برد و سطحی تازه، همگن و غنی از کروم- را نمایان می کند. این مقاومت آلیاژ را به حداکثر می رساندترک خوردگی تنشی (SCC).

پاکیزگی:راکتورهای هسته ای به خلوص مطلق نیاز دارند. ترشی آلودگی آهن (آهن آزاد) را که می تواند منجر به خوردگی گالوانیکی یا انتقال فعالیت در هسته راکتور شود، از بین می برد.

نتیجه عملکرد:یک صفحه Inconel 690 که به درستی ترشی شده باشد، تضمین می‌کند که این ماده با معیارهای خوردگی سخت ASME بخش III و RCC{1}}M (کد هسته‌ای فرانسه) مطابقت دارد، و در برابر محیط‌های آب با دمای بالا و خلوص بالا مقاومت می‌کند که در غیر این صورت آلیاژهای دیگر را ترک می‌کنند.

Q3: مشخصات کلیدی ASTM حاکم بر صفحه Inconel 690 (UNS N06690) چیست و چه خواص مکانیکی باید داشته باشند؟

A:صفحه Inconel 690 معمولاً در زیر عرضه می شودASTM B168 / ASME SB-168، که «نیکل-کروم-آلیاژهای آهن (UNS N06690)، ورق و نوار را پوشش می‌دهد». برای آهنگری های مشتق شده از صفحه، ASTM B564 نیز مرتبط است.

ترکیب شیمیایی (بر اساس UNS N06690):
برای اطمینان از عملکرد در اسیدهای ترشی و آب{0}در دمای بالا، شیمی به شدت کنترل می شود:

نیکل (Ni):58.0٪ دقیقه (موجودی)

کروم (Cr):27.0٪ - 31.0٪ (برای مقاومت در برابر اکسیداسیون حیاتی است)

آهن (آهن): 7.0% – 11.0%

کربن (C):حداکثر 0.05% (کم کربن از ایجاد حساسیت جلوگیری می کند)

گوگرد (S):حداکثر 0.015٪

ویژگی های مکانیکی مورد نیاز (فرم صفحه):
برای تایید ASTM B168، مواد باید حداقل های زیر را در دمای اتاق به دست آورند:

مقاومت کششی:حداقل 580 مگاپاسکال (84 ksi).

قدرت بازده (0.2% جبران):حداقل 240 مگاپاسکال (35 ksi).

ازدیاد طول:حداقل 30% (از شکل پذیری برای شکل دهی اطمینان می دهد).

Q4: فراتر از ترشی، چه محیط های شدید دیگری را می توان صفحه Inconel 690 تحمل کرد، به ویژه در مورد سولفیداسیون در دمای بالا؟

A:اگرچه اینکونل 690 به دلیل مقاومت در برابر اسید ترشی معروف است، اما محتوای کروم بالای Inconel 690 آن را نیز بسیار مقاوم می کند.سولفید شدن{0}}در دمای بالاو اکسیداسیون که برای آلیاژهای مبتنی بر آهن{0}}در کارخانه‌های پتروشیمی و تصفیه زباله مخرب است.

مقاومت در برابر سولفیداسیون (خوردگی در حرارت بالا):
وقتی آلیاژها در حضور گوگرد گرم می‌شوند (مثلاً در گازسازی یا سوزاندن زغال‌سنگ)، اغلب سولفیدهایی با نقطه ذوب پایین تشکیل می‌دهند که باعث شکست سریع فاجعه‌بار می‌شوند. Inconel 690 در برابر این مقاومت مقاومت می کند زیرا کروم ترجیحاً با گوگرد واکنش می دهد و سولفید کروم تشکیل می دهد که پایدارتر و محافظ تر از سولفید آهن یا نیکل است.

برنامه‌های ویژه دمای بالا{0}}:

واحدهای گازسازی زغال سنگ:انتقال گاز سنتز خام حاوی H2S در دمای 500 درجه +.

انجماد شیشه ای:تجهیزات مورد استفاده برای بی حرکت کردن زباله های رادیواکتیو (تا 1150 درجه عمل می کند).

کوره های پتروشیمی:مشعل‌ها و مجراهایی که با روغن‌های سوخت سنگین (با سولفور بالا) کار می‌کنند.

محدودیت های اکسیداسیون:
در اتمسفرهای اکسید کننده غیر گوگردی، Inconel 690 را می توان به طور مداوم در دمای حداکثر استفاده کرد.1150 درجه (2100 درجه فارنهایت)، عملکرد قابل توجهی بهتر از فولاد ضد زنگ 310 دارد که در این دماها به سرعت مقیاس می شود.

Q5: تفاوت بین Inconel 690 و Inconel 625 چیست و چرا 690 را به طور خاص برای ترشی صفحات انتخاب کنید؟

A:در حالی که هر دو آلیاژهای نیکل-با عملکرد بالا هستند، Inconel 625 (UNS N06625) با مولیبدن و نیوبیم تقویت شده است، در حالی که Inconel 690 یک آلیاژ کروم{4}}آهن ساده‌تر است که برای مقاومت شیمیایی خاص بهینه شده است.

تحلیل تطبیقی:

چرا 690 را برای ترشی انتخاب کنیم؟
محتوای بالای کروم (~30٪) به طور خاص برای مقاومت در برابر اکسید کننده-کاهش دینامیک اسید نیتریک{2}}هیدروفلوریک اسید مورد استفاده در ترشی طراحی شده است. اینکونل 625، اگرچه در برابر آب دریا قوی تر و مقاوم تر است، اما فاقد شیمی غیرفعال سازی سطحی خاص مورد نیاز برای زنده ماندن در حمام های ترشی فولاد ضد زنگ بدون خوردگی است. برعکس، برای محیط های بسیار اسیدی حاوی عوامل احیا کننده قوی (مانند اسید فسفریک مرطوب)، 625 ترجیح داده می شود.