309/309Yüksek sıcaklık hizmeti için alaşımlı çelik kaynaklı paslanmaz boru

Alaşımın bilimsel analizi 309 ve yüksek sıcaklık hizmeti için alaşım 309s kaynaklı paslanmaz çelik boru
Alaşım 309 (ABD S30900) ve alaşım 309'lar (ABD S30908) yüksek sıcaklıklı ortamlarda olağanüstü performanslarıyla tanınan östenitik krom-nikel paslanmaz çeliklerdir. Bu alaşımlar, oksidasyon direncinin bulunduğu uygulamalar için özel olarak tasarlanmıştır., yüksek sıcaklık dayanımı, ve korozyon direnci kritiktir. Şirketimiz, bu alaşımlardan kaynaklı paslanmaz çelik boruların üretiminde uzmanlaşmıştır., Petrokimya gibi sektörlerde yüksek sıcaklık hizmeti için tasarlanmıştır, enerji üretimi, ve fırın üretimi. Alaşım arasındaki birincil ayrım 309 ve 309'lar karbon içeriğinde yatıyor; 309S Kaynak kabiliyetini arttırmak ve kaynak sırasında karbür yağışını en aza indirmek için daha düşük bir karbon seviyesine sahiptir., kaynaklı boru yapıları için özellikle avantajlı. Bilimsel olarak, Bu alaşımların östenitik yapısı, Yüksek nikel içeriği ile stabilize edilmiş, Yüksek sıcaklıklarda bile süneklik ve tokluk sağlar. Krom içeriği, 1900 ° F'ye kadar ölçeklendirmeye ve oksidasyona direnen koruyucu bir oksit tabakası oluşturur. (1038°C) Sürekli hizmette ve 2000 ° F (1093°C) aralıklı hizmette. Kaynaklı borularda, Bu, ısı eşanjörlerinde güvenilir performansa dönüşür, kazan boruları, ve termal döngünün yaygın olduğu parlak tüpler. Üretim süreçlerimiz elektrik füzyon kaynağını içeriyor (EFW) veya batık ark kaynağı (TESTERE), Alaşımın doğal özelliklerinden ödün vermeden kesintisiz entegrasyon sağlamak. Mikroyapısal analiz, minimal delta ferritine sahip tamamen östenitik bir matrisi ortaya çıkarır, uzun süreli maruz kalma sırasında Sigma fazının kucaklamasına karşı direnci arttırır. Thermo-Calc gibi yazılım kullanan termodinamik modelleme, faz stabilitesini öngörüyor, 1500 ° F'nin altındaki zararlı aşamaların yokluğunu doğrulamak. Simüle edilmiş yüksek sıcaklık ortamlarındaki elektrokimyasal testler düşük korozyon oranları göstermektedir, daha az 0.1 Sülfür taşıyan atmosferlerde mm/yıl. Kaynaklı borularımız programlarda mevcuttur. 10 ile 160, 1/2'den çaplar″ 24'e″, ve uzunluklar 12 metre, Belirli uygulamalar için özelleştirilebilir. Kalite güvencesi hidrostatik test içerir, ultrasonik denetim, ve kaynak kusurlarını tespit etmek için girdap akım testi. Çevresel düşünceler erimede geri dönüştürülmüş hurda içerir, Karbon ayak izini azaltmak. Tip ile karşılaştırmalı çalışmalar 304 309/309'ların üstün yüksek sıcaklık performansını ortaya çıkarın, artan alaşım elemanları nedeniyle daha yüksek maliyetle de olsa. Bu giriş, alaşımımızın bilimsel temelini ve pratik faydasını vurgular 309 ve 309s kaynaklı boru, derinlemesine analiz için aşamayı ayarlamak.
Bu alaşımların bilimsel gücü, dengeli bileşimlerinden kaynaklanmaktadır., nerede krom (22-24%) ve nikel (12-15%) kararlı bir CR2O3 ölçeğinin oluşumu yoluyla sinerjik olarak oksidasyon direncini arttırır, 1000 ° C'de 10^-12 g²/cm⁴/s hız sabitleriyle parabolik oksidasyon kinetiği ile kanıtlandığı gibi. Kaynaklı borular için, Isıdan etkilenen bölge (HAZ) 309'larda düşük karbon nedeniyle bütünlüğü korur, duyarlılaşmayı önleme ve büyük korozyonun önlenmesi. Sürünme Rüptür Testleri, ötesinde yaşam uzantıları gösterir 10,000 Altında 1200 ° F saat 10 KSI stresi, katı çözelti güçlendirmeye atfedilir. Yorgunluk özellikleri, dayanıklılık sınırları aşmak 200 MPa, Türbin egzozları gibi titreşimli ortamlarda dayanıklılığı sağlayın. Üretimimiz saflık için vakum arkı yeniden kullanılmaktadır, Aşağıdaki safsızlık seviyeleri ile 50 Oksijen ve azot için PPM. Optik mikroskopi kullanan metalografik muayeneler eşit taneler göstermektedir (ASTM 4-8), Mekanik izotropiyi optimize etmek. Tavlama fırınları gibi uygulamalarda, Borularımız karbürleme atmosferine dayanıyor, Koruyucu karbürlerin çekilmesi olmadan oluşturulması. Tahribatsız değerlendirme (NDE) protokoller, ASME standartlarına göre radyografik testler dahil, Kusursuz kaynakları garanti. Kaynak sırasında enerji tasarruflu indüksiyon ısıtma yoluyla sürdürülebilirlik önceliklendirilir. Bu genişletilmiş genel bakış, ürünlerimize gömülü mühendislik mükemmelliğinin altını çiziyor, Gelişmiş yüksek sıcaklık çözümlerinin kolaylaştırılması.
Ürün Açıklaması
Alaşımımız 309 ve 309s kaynaklı paslanmaz çelik borular, yüksek sıcaklık hizmetinde üstün performans için tasarlanmıştır., Endüstriyel uygulamalar talep eden sağlam bir çözüm sunmak. Bu borular, TIG gibi gelişmiş kaynak teknikleri kullanılarak üretilir, MİG, Ve testere, Tam penetrasyon ve minimum bozulma ile yüksek kaliteli kaynakların sağlanması. Kesintisiz eşdeğerlerde mevcuttur, ancak daha büyük çaplarda maliyet etkinliği için kaynaklı formlara odaklanmıştır, Borularımız NPS 1/2 arasında değişir″ 24'e″, SCH 5S'den SCH'ye duvar kalınlıkları ile 160, ve özel uzunluklar 40 ayak. Yüzey kaplaması turşu olabilir, tavlanmış, veya korozyon direncini ve estetiği arttırmak için parlatılmış. Alaşım 309 1900 ° F'ye kadar olan sıcaklıklarda mükemmel bir güç sağlar, 309'ların düşük karbon içeriği (0.08% maksimum) Kaynaklanabilirliği artırır, imal edilmiş yapılar için ideal hale getirmek. Bilimsel olarak, Kaynak işlemi, aşağıdaki ısı girişini kontrol etmek için optimize edilmiştir. 1.5 KJ/mm, Schaeffler diyagramı tahminlerine göre HAZ'da aşırı tane büyümesini önlemek. Oda sıcaklığında ~ 15 w/m · k termal iletkenlik, ısı geri kazanım sistemlerinde verimli ısı transferi sağlar. Yoğunluk 7.89 G/cm³ uygun bir güç/ağırlık oranı sunar. Borularımız, 1900-2100 ° F'de anaç sonrası ısıl işlemden geçirilir ve ardından korozyon direncini geri yüklemek için hızlı söndürülür. Uygulamalar fırın astarları içerir, termal şoka direnç aştığı yer 500 Çatlamadan döngüler. Petrokimya krakerlerinde, 1800 ° F'de hidrokarbon akışlarını ele alıyorlar, Silikon ilaveleri ile koklamaya direnmek. Enerji santralleri için, Kazan süper ısıtıcı tüpler, sürünme direncinden yararlanır, uzun süreli stabiliteyi gösteren Larson-Miller parametreleri ile. Kalite Kontrol ASTM E8 başına gerilme testini entegre eder, tutarlı değerler vermek. Özelleştirme kolay kurulum için eğim uçları içerir. Tuzakta kapalı döngü su sistemleri yoluyla çevresel etki en aza indirilir. Alaşım ile karşılaştırmalı analiz 310 Benzer performansı gösterir, ancak maliyet tasarrufu için 309’un düşük nikeli. Bu açıklama, güvenilir sunma taahhüdümüzü göstermektedir., Yüksek performanslı kaynaklı borular.
Daha derine inmek için, Bu boruların üretimi, kaynak parametrelerinin kesin kontrolünü içerir, Sıcak çatlamayı önlemek için 300 ° F'nin altındaki sıcaklık sıcaklığı gibi, anayasal likasyon teorileri tarafından yönlendirilen. Kaynak sırasında mikroyapısal evrim, SEM yoluyla izlenir, Kaynak metalinde sertliği artıran ince dendritik yapıların ortaya çıkması. Oda sıcaklığı verim enerjilerinde Charpy darbe testleri 100 J, mükemmel sünekliği gösteren. Yüksek sıcaklık hizmetinde, borular’ Sülfidasyona direnme yeteneği, yüksek CR içeriğine bağlıdır, düşük difüzyon oranlarına sahip CRS katmanlarının oluşturulması. 309'lar için, Azaltılmış karbon M23C6 yağışını en aza indirir, zaman-sıcaklık-söndürme diyagramları ile ölçüldüğü gibi, Hassasiyet koşullarında hizmet ömrünü uzatmak. Envanterimiz, ısı eşanjörleri için düz ve U-Bend konfigürasyonlarını içerir, Bend yarıçapları ile kırışmadan 1.5D kadar sıkı. Hidrostatik basınçlar 10,000 PSI test edildi, ASME B31.3 başına bütünlüğün sağlanması. Fırın uygulamalarından gelen vaka çalışmaları 20% fazla tip 304 borular. İşlenebilirlik, Zorlu olsa da (hız 30-50 SFM), yüksek hızlı araçlarla yönetilir. Fabrikasyon sonrası temizlik kirletici maddeleri kaldırır, Crevice korozyonunu önlemek. Bu kapsamlı ürün profili, alaşım 309/309s kaynaklı borularımızın bilimsel ve pratik avantajlarını vurgular.
Kimyasal nominal bileşim
Alaşımın kimyasal bileşimi 309 ve 309'lar, optimal yüksek sıcaklık özelliklerine ulaşmak için dikkatle formüle edilmiştir.. Alaşım için 309, Karbon 0.20%, Karbür oluşumu yoluyla güç sağlamak, manganez iken (2.00% maksimum) AIDS deoksidasyon. Silikon (1.00% maksimum) oksidasyon direncini arttırır, fosfor (0.045% maksimum) ve kükürt (0.030% maksimum) Embritasyonu önlemek için sınırlıdır. Krom (22.0-24.0%) korozyon direnci için anahtardır, nikel (12.0-15.0%) östenit stabilize eder, ve demir karışımı dengeler. Alaşım 309s bunu yansıtır, ancak karbon ile ≤0.08%, Hassasiyet risklerini azaltmak. Bu kompozisyon, tamamen östenitik bir yapı sağlar, gelişmiş sıcak mukavemet için ferrit olmadan. Bilimsel olarak, CR-NI oranı pasifliği teşvik eder, çevresinde pren değerleri ile 25, Çukurlaşmaya direnme. Termodinamik hesaplamalar, 309'lar için ~ 900 ° C'de karbür solvusunu gösterir, Yollayıcı Tavlama. Kaynaklı borularda, Tekdüzen kompozisyon ayrımı önler, AOD rafinasyonu ile elde edildi. Spektroskopik analiz (Oes) uyumluluğu doğrular. Daha yüksek CR, sülfidasyon direncini iyileştirir, Wagner’in oksidasyon teorisine göre. N gibi küçük unsurlar (0.10% maksimum) İnterstisyel sertleştirme yoluyla mukavemete katkıda bulun. Kaynak kullanmamız düşük artıklar sağlar. Karşılaştırmalı 304 (18CR-8ni) 309’un üstün ısı direncini vurgular. Bu bileşim alaşımları destekler’ çok yönlülük.
Unsurların rolünü genişletmek, Krom yüksek sıcaklıklarda spinel oksitler oluşturur, saf Cr2O3'e kıyasla oynaklığı azaltma. Nikel, kafes içindeki oksijen difüzyon katsayısını azaltır, Yavaş ölçek büyümesi. Karbonla girmek 309 ikincil sertleştirmeyi sağlar, Ama 309'larda, Kaynak çürümesini önlemek için kontrol edilir, ASTM A262'ye göre, büyük bir saldırı göstermeyen testler. Manganez kükürt bağlar, Kaynak sırasında sıcak kısalmayı önlemek. Silikon kaynaklarda sıvı cürufunu teşvik eder, Boncuk kalitesini geliştirmek. Fosfor, Sınırlı olsa da, eser miktarlarda işlenebilirliği artırabilir. Denge diyagramları erime noktasına kadar östenit stabilitesini gösterir ~ 1400 ° C. Boru üretiminde, Kompozisyon Ayarlamaları Belirli hizmetler için ince ayar özellikleri, Karbürleme direnci için artan SI gibi. EN için sertifika 10204 3.1 İzlenebilirlik sağlar. Çevresel değerlendirmeler alaşımların düşük sızıntısını doğrulamaktadır. Bu ayrıntılı kompozisyon analizi, performans için bilimsel temeli ortaya koymaktadır..
Öğe | Alaşım 309 Min-Max | Alaşım 309s min-max |
---|---|---|
Karbon (C) | – | 0.08 maksimum |
Manganez (Mn) | – | 2.00 maksimum |
Silikon (Ve) | – | 1.00 maksimum |
Fosfor (P) | – | 0.045 maksimum |
Sülfür (S) | – | 0.030 maksimum |
Krom (CR) | 22.0-24.0 | 22.0-24.0 |
Nikel (İçinde) | 12.0-15.0 | 12.0-15.0 |
Ütü (Fe) | Denge | Denge |
Mekanik Özellikler
Alaşımın mekanik özellikleri 309 ve 309'lar onları yüksek sıcaklıklı kaynaklı boru uygulamaları için ideal hale getirir. Oda sıcaklığında, gerilme mukavemeti yaklaşık olarak 620 MPa, akma dayanımı 310 MPa, uzama 45%, ve sertlik 147 Brinell. Bunlar östenitik yapı ve katı çözelti güçlendirmesinden türetilir. Yüksek sıcaklıklarda, Güç iyi koruyor, ile 50% 1200 ° F'de oda-temp gerilme. Sürünme direnci, düşük stres altında 1500 ° F'de hizmete izin verir, Rüptür süreleri ile >1000 saatlerce 5 ksi. Yorgunluk mukavemeti ~ 10^7 döngüde 250 MPa. Kaynaklı borular için, ER309 gibi eşleşen dolgu maddeleri nedeniyle özellikler sağlanır. TEM aracılığıyla bilimsel analiz, Cr atomları ile sapma sabitleme gösterir. Kırık Tokluk Kic ~ 150 MPA√m. ASTM E21 başına testimiz verileri doğrular. Isıl işleme ile varyasyonlar; 1950 ° F'de tavlama sünekliği optimize eder. Hizmette, termal genişleme (17.3 μm/m · k) tasarım için kabul edilir. Karşılaştırmalı 316 Daha iyi ısı mukavemeti gösterir.
Daha öte, Creep davranışı Norton-Bailey Yasası'nı takip ediyor, üs ile ~ 5 ikincil sürünme için. Yüksek temp yorgunluğu tabut-manon tarafından modellenmiştir, plastik suşa dayalı döngüleri tahmin etmek. Kaynaklı eklemler sergiler 90% ana metal gücü, Enine gerilme testlerine göre. Etki tokluğu yüksek kalır, >50 J -100 ° C'de. Esneklik modülü ~ 193 GPa 150 GPA 1000 ° F'de. Borularda, Barlow başına patlama basıncı hesaplamaları bu özellikleri kullanın, Güvenlik faktörlerini sağlamak >4. Yaşlanma çalışmaları 10,000 1400 ° F saat. Bu sağlam profil güvenilir yüksek temp hizmetini destekler.
Mülk | Değer | Birim |
---|---|---|
Çekme Dayanımı | 620 | MPa |
Akma Dayanımı (0.2% Telafi etmek) | 310 | MPa |
Uzama | 45 | % |
Sertlik | 147 | Brinell |
Esneklik Modülü | 193 | not ortalaması |
Sıcaklık (°F) | Çekme Dayanımı (MPa) | Akma Dayanımı (MPa) |
---|---|---|
Oda | 620 | 310 |
1000 | 450 | 200 |
1500 | 250 | 120 |
1800 | 150 | 80 |
Ortak özellikler
Alaşım 309 ve 309'lu kaynaklı borular, yüksek sıcaklık hizmeti için temel özelliklere uygundur. ASTM A312 sorunsuz ve kaynaklı boruları kapsar, Genel korozif hizmet için TP309 ve TP309'lar ile. ASTM A358, yüksek TEMP için EFW boruları belirtir, sınıflarla 1-5 kaynak ve testlere dayanarak. ASME SA312/SA358, basınç kapları için eşdeğerdir. Diğer kaynaklı tüpler için ASTM A249 içerir, ve ekşi hizmet için NACE MR0175. Borularımız bunları karşılıyor, Standartlar başına toleranslarla (örneğin, ±% 0.5). Bilimsel olarak, Özellikler, kontrollü ısıl işlem yoluyla mülkiyet tutarlılığını sağlar. 1900 ° F'de tavlama karbürleri çözer. Testler düzleştirmeyi içerir, ışıl ışıl, ve A262 başına büyük korozyon. Sertifikasyon 3.1 mevcut. Tüpler için A213 ile karşılaştırmalı, benzer ancak boru odaklı. Bağlılık güvenilirliği garanti eder.
Özellikler, kaynaklar için UT gibi zorunludur, kusurları tespit etmek <5% duvar kalınlığı. Isıl işlem parametreleri karbon için difüzyon kinetiği ile hizalanır. 309'lar için, Düşük C Kaynaklanabilirlik Gereksinimlerine Uyum sağlar. Kalite Sistemimiz ISO 9001 sertifikalı. Bu ürün mükemmelliğini sağlar.
Şartname | Tanım |
---|---|
ASTM A312 / ASME SA312 | Kesintisiz ve kaynaklı östenitik paslanmaz çelik borular |
ASTM A358 / ASME SA358 | Elektrik-Füzyon Kaynaklı Östenitik Paslanmaz Çelik Boru |
ASTM A249 / ASME SA249 | Kaynaklı östenitik çelik kazan tüpleri |
NACE MR0175 | Sülfür stres çatlamasına dirençli malzemeler |
Korozyon direnci ve yüksek sıcaklık performansı
Alaşımın korozyon direnci 309 ve yüksek sıcaklık ortamlarında 309'lar olağanüstü, Öncelikle koruyucu bir oksit tabakası oluşturan yüksek krom içeriği nedeniyle. Oksitleyici atmosferlerde, ölçeklendirme direnci 1900 ° F'ye kadar mükemmeldir, kilo kaybı ile <1 Mg/cm² sonra 1000 saat. Kükürt taşıyan gazlarda, Alaşımlar sıcak korozyona karşı daha düşük CR sınıflarından daha iyi, stabil sülfitler oluşturma. Kaynaklı borular için, 309'larda düşük karbon, HAZ'da bıçak çizgisi saldırısını önler. Bilimsel çalışmalar, pasif akımlarla polarizasyon eğrilerini göstermektedir <1 Sıcak asitlerde μA/cm². Karbürizasyon direnci iyidir, derinlemesine <0.5 maruz kaldıktan sonra mm. Amonyak atmosferlerinde nitridasyon minimaldir. Yakma fırınları gibi uygulamalarda, Borular çatlamadan klorür stresine dayanır. Potentiodinamik testler yüksek çukur potansiyellerini doğrulamaktadır. Bu direniş, hizmet ömrünü önemli ölçüde genişletir.
Ayrıntılı analiz, XPS yoluyla oksit ölçek bileşimini ortaya çıkarır, yapışma için ni spinels ile CR açısından zengin katmanları göstermek. Kinetik parabolik yasaları takip eder, K_P ~ 10^-13 g²/cm⁴/s 1000 ° C'de. Koşulları azaltmada, Dahili oksidasyon yüksek Ni ile sınırlıdır. 309'lar için, Kaynak bütünlüğü korunur, Huey test oranlarına göre <0.3 mm/yıl. Karşılaştırmalı 310 (25CR-20NI) Benzer ancak 309’un maliyet avantajı. Nem gibi çevresel faktörler performansı etkiler, Ama alaşımlar mükemmel. Bu bölüm, dayanıklılık için bilimsel temeli vurgulamaktadır.
Yüksek sıcaklık ortamlarında uygulamalar
Alaşım 309 ve 309'lu kaynaklı borular, yüksek sıcaklık uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Fırınlarda, Radyant tüpler ve muffles görevi görürler, minimal deformasyon ile 1800 ° F'ye dayanan. Petrokimyada, katalitik reformcuları idare ediyorlar, Hidrojen saldırısına direnmek. Enerji üretimi bunları kazan tüplerinde kullanır, sürünme direncinin çok önemli olduğu yer. Egzoz sistemleri için havacılık kullanımları. Saha denemeleri yoluyla bilimsel doğrulama, uzun ömürlü. Isı eşanjörlerinde, Termal yorgunluk direnci aşıyor 1000 döngü. Klorür direncinden atık yakma faydaları. Bu çok yönlülük anahtardır.
Daha öte, Tavanma fırınlarında, borular sıcak gaz taşıma, oksidasyon oranları düşük. FEM modelleme, kurulumlarda stresi öngörür. Rafinerilerden gelen vaka çalışmaları başarısızlık olmadan 5 yıllık hizmet göstermektedir. Seramiklerle karşılaştırma metalleri vurgular’ süneklik. Güneş Termalinde Gelecek Uygulamaları. Bu pratik faydayı gösterir.
Kaynak Özellikleri
Alaşım kaynağı 309 ve 309S boruları GTAW gibi standart işlemlerle basittir., ER309 Dolguları Kullanma. Düşük ısı girişi bozulmayı en aza indirir. 309S’nin düşük C duyarlılaşmasını azaltır. Çoğu için isteğe bağlı kılıf sonrası tavlama. Bilimsel analiz, çatlak direnci için delta ferritli kaynak metal mikro yapısını göstermektedir. Hazır ~ 200 HV'de sertlik. Tabanla karşılaştırılabilir kaynaklarda yorgunluk. Bu güvenilir eklemler sağlar.
Parametrelerle ilgili ayrıntılar: Amper 100-150A, Voltaj 10-15V. Koruyucu Gaz AR+%2 O2. Tanjranlar arası korozyon testleri geçti. Bu imalat kolaylaştırır.
Nazaran 304, 309 Daha iyi ısı direnci sunar ancak daha düşük genel korozyon. vs 310, Benzer ancak maliyet için daha düşük Ni/Cr. Vs inconel, Daha ucuz ama daha düşük sıcaklık sınırı. Oksidasyon oranları gibi bilimsel metrikler 309 Orta derecede yüksek temp için. Bu en iyi şekilde konumlandırır.
Ayrıntılı: 1800 ° F, 309 Ölçek kalınlığı 20μm vs 304’ün 50μm. Maliyet ~ 1.5x 304. Bu seçimi bilgilendirir.