Dades de ruptura de fluïdesa Incoloy 800H: Codi de caldera ASME Tensió permès a temperatures elevades

Incoloy 800H (UNS N08810)Les tensions permeses per a ASME Secció I i Secció VIII Divisió 1 es publiquen a la Secció II (Materials), Part D (Propietats).

La construcció de la Secció I (calderes de potència) amb 800H està permesa a 1500 graus F (816 graus); Es permet la construcció de la Secció VIII Divisió 1 a 1800 graus F (982 graus).

La cobertura de la Secció VIII Divisió 2 per a 800H és molt més estreta - només fins a 800 graus F (427 graus).

Incoloy 800HT (UNS N08811) porta tensions permeses més altes que 800H entre 1100 graus F i 1650 graus F, i cada calor de 800HT també compleix els requisits de 800H.

800H ha de tenir un 0,05-0,10 % de carboni i una mida de gra ASTM No. 5 o més gruixuda; L'Incoloy 800 normal (UNS N08800) no té terra de carboni ni cap requisit de mida de gra.

En el rang de fluència, ASME estableix la tensió permesa a partir de la resistència a la ruptura de 100.000 hores. El criteri de ruptura es va elevar del 62,5% al ​​67% el 1969.

La resistència a la ruptura representativa de 100.000 hores per a 800H/800HT cau de 13,0 ksi (90 MPa) a 1200 graus F a 0,8 ksi (5,5 MPa) a 1800 graus F.

Com establir la tensió permesa ASME per a un component de 800H

1. Confirmeu el número UNS i la mida del gra al MTR.Verifiqueu UNS N08810 (800H) o N08811 (800HT), carboni a la banda del 0,05-0,10 % i una mida mitjana de gra de ASTM No. 5 o més gruixuda. Sense aquests, no s'apliquen les tensions permeses de rang de fluència més alts.
2. Confirmeu quin llibre de codi governa el component.Les peces de la caldera elèctrica segueixen ASME Secció I; els recipients a pressió segueixen la Secció VIII Divisió 1. Tots dos llegeixen la seva tensió de disseny a la Secció II, Part D, però la Secció I s'atura a 1500 graus F (816 graus) mentre que la Secció VIII Divisió 1 s'estén a 1800 graus F (982 graus).
3. Llegeix l'estrès del disseny a la temperatura de disseny, no a l'ambient.800H perd aproximadament la meitat de la seva tensió permesa entre 1100 graus F i 1400 graus F. Interpoleu sempre la taula a la temperatura de disseny del metall utilitzada en el càlcul.
4. Comproveu si el control de les regles-depenent de l'hora-l'hora.Per sota d'aproximadament 1100 graus F (593 graus) la tracció i la resistència a la fluència estableixen els permesos. Per sobre d'això, la velocitat de fluïdesa i la resistència a la ruptura de 100.000 hores prenen el relleu i l'admesa cau amb força.
5. Apliqueu les regles d'-eficiència i gruix-de la paret del llibre de govern.Utilitzeu la fórmula de la Secció I o la Secció VIII Divisió 1 amb la tensió permesa que acabeu de llegir i, a continuació, -comproveu el sostre de temperatura per oxidació, carburació i exposició en fase sigma-, que les taules de codi no cobreixen.

Incoloy 800H és un dels pocs aliatges on el número del certificat del molí i el número del càlcul del disseny s'uneixen per una cadena de lògica que la majoria dels enginyers mai veuen. Una prova de ruptura-que s'executa durant 100.000 hores - més d'onze anys - produeix un sol punt en un gràfic. A continuació, ASME divideix aquest punt per un factor de seguretat, el compara amb altres dos criteris de fluïdesa i publica el resultat com una línia en una taula. Aquesta línia decideix el gruix que ha de ser el vostre tub reformador. Aquest article obre tota la cadena: les dades de prova, les regles del Codi, les temperatures publicades i les conseqüències pràctiques per al gruix de la paret, la selecció del grau i l'adquisició.

Què és Incoloy 800H i per què la "H" canvia l'estrès permès?

La "H" és una especificació de compra, no una etiqueta de màrqueting. Garanteix un sòl de carboni del 0,05-0,10% i una mida mitjana de gra de ASTM No. 5 o més gruixut, i només el material que compleix ambdues condicions guanya les tensions permeses per a temperatura elevada a les taules ASME. Compreu Incoloy 800 normal i no s'aplica cap d'aquests valors.

La raó és microestructural més que química. Els tres graus de la sèrie 800 comparteixen essencialment la mateixa anàlisi base - 30.0-35.0 % níquel, 19,0-23,0 % crom, 39,5 % mínim ferro -, de manera que a temperatura ambient es comporten gairebé de la mateixa manera. La separació només apareix quan el temps i la temperatura entren a la imatge. La fluència en un aliatge austenític és en gran part un lliscament-del límit de gra: els grans llisquen entre si al llarg dels seus límits, i com més àrea de límit hi hagi, més ràpida serà la deformació. Els grans gruixuts signifiquen menys àrea de límit per unitat de volum, de manera que s'arrosseguen més lentament. El carboni ajuda d'una segona manera. Durant el recuit a alta-temperatura, precipita com a carburs de límit de gra que fixen aquests límits i resisteixen el lliscament.

ASME ho tracta seriosament perquè la taula de codis és un producte estadístic, no un únic resultat de la prova. Per publicar una tensió admissible en l'interval-depenent del temps, el comitè ha de tenir una base de dades de ruptura per calor múltiple prou ajustada perquè una regressió de límit-inferior sigui defensable. Les calors-de gra fi i baix-carboni s'escampen massa per suportar aquesta regressió, de manera que 800 caigudes de la taula de temperatures-elevades mentre que 800H i 800HT hi romanen.

Taula 1 - Limitació de la composició química i la mida del gra: Incoloy 800, 800H i 800HT

Font: Butlletí tècnic de metalls especials per a l'aliatge INCOLOY 800H/800HT, Taula 1. Tingueu en compte que la finestra de composició 800HT es troba completament dins de la finestra 800H, per això cada calor 800HT es pot certificar amb els dos números UNS. Per a comandes específiques, alguns compradors restringeixen l'alumini i el titani en 800 H al 0,4-0,7 % per al servei entre 1000 graus F i 1400 graus F (540-760 graus), on la ductilitat a temperatura intermèdia importa més que la resistència a la ruptura màxima.

Com converteix ASME les dades de ruptura-de fluència en una tensió permesa?

En l'interval{0}}depenent del temps, ASME pren el més baix dels tres valors - 100% de la tensió que produeix una velocitat de fluència del 0,01% per 1.000 hores, el 67% de la tensió mitjana que causa ruptura en 100.000 hores i el 80% de la tensió mínima que causa ruptura en 100.000 hores. L'autorització publicada és la que sigui més petita.

Aquesta comparació-triple és tot el motor darrere de la taula de-temperatura elevada. El primer criteri protegeix contra una deformació excessiva: un vas que s'estira ha fallat funcionalment encara que no s'hagi trencat. El segon i el tercer protegeixen contra la ruptura, utilitzant tant la mitjana com el límit inferior del conjunt de dades, de manera que una sola calor optimista no pot inflar el permissible. El factor de ruptura del 67% té un historial que val la pena conèixer - es va augmentar del 62,5% el 1969 quan el comitè va considerar que la creixent base de dades de ruptura era prou fiable i la corba de resistència a la tracció mínima es va augmentar un 10% alhora.

Taula 2 - Com estableix ASME l'estrès admissible: regles-independents del temps versus temps-depenents del temps

A continuació dos punts pràctics. En primer lloc, la tensió permesa és sempre el mínim de les regles aplicables, de manera que el criteri que regeix pot canviar amb la temperatura - i saber quina governa us indica amb quin mode de fallada esteu dissenyant. En segon lloc, la vida de referència de 100.000 hores és d'aproximadament 11,4 anys de servei continu. Es tracta d'una convenció de disseny, no d'una vida útil prevista: els components s'executen habitualment durant molt més temps perquè l'admès ja té un marge substancial.

On es publiquen les tensions del disseny 800H i quin llibre de codis governa la vostra part?

Tots els llibres rectors llegeixen la seva tensió de disseny 800H de la secció II d'ASME (Materials), Part D (Propietats), però no tots permeten la mateixa temperatura màxima. La Secció I permet el servei a 1500 graus F (816 graus), la Secció VIII Divisió 1 a 1800 graus F (982 graus), la Secció VIII Divisió 2 només a 800 graus F (427 graus) i la construcció nuclear de la Secció III es gestiona per separat.

Aquesta és la cosa més útil per entendre sobre les dades del codi 800H, perquè significa que la frase "estrès admissible del codi de caldera" i "estrès admissible del recipient a pressió" solen descriure el mateix nombre. La distinció que importa no és el valor, és el sostre. Una part de la caldera elèctrica feta a partir de 800H està limitada a 1500 graus F (816 graus), independentment de la força que mantingui l'aliatge per sobre, mentre que un vaixell de la Secció VIII Divisió 1 es pot dissenyar a 1800 graus F (982 graus).

Taula 3 - Cobertura ASME per a Incoloy 800H (UNS N08810)

Font: Butlletí Tècnic de Metalls Especials, secció Codi de Calderes i Recipients a Pressió ASME. Una precaució que s'aplica a cada fila: els casos de codi ASME són documents vius. Els casos 1325, 1983 i el cas 800HT 1987 es revisen periòdicament, s'incorporen als llibres del codi o s'anul·len un cop finalitzada la incorporació. Abans de finalitzar qualsevol disseny, confirmeu tant l'estat actual del cas com l'edició de la Secció II, Part D especificada al vostre projecte.

Si busqueu material per al treball de la Secció I o la Secció VIII, el centre de productes perPlaca, tub i barra Incoloy 800Henumera les especificacions ASTM i ASME que normalment proporcionem, i lesPàgina de grau Incoloy 800HTcobreix l'opció-UNS N08811 més alta permesa.

Què mostren realment les dades de ruptura-representatives de 800H/800HT?

La resistència a la ruptura cau en més d'un ordre de magnitud a través de la finestra de disseny pràctic. La resistència a la ruptura representativa de 100.000 -hores cau de 13,0 ksi (90 MPa) a 1200 graus F (650 graus) a 0,8 ksi (5,5 MPa) a 1800 graus F (980 graus) - una reducció de setze vegades la temperatura per a un augment de graus F60.

Aquest col·lapse és el motiu principal pel qual el disseny d'alta-temperatura és una disciplina diferent del disseny de-temperatura ambient. Un recipient a pressió dissenyat en condicions ambientals pot veure que la seva tensió permesa varia en un 20% en tot el seu embolcall de funcionament. Un component de 800H que abasta entre 1200 graus F i 1800 graus F el veu variar en un 1.500%. Tot sobre el disseny - gruix de paret, espai entre suports, possibilitats d'expansió-tèrmica, recompte de tubs - depèn del punt més calent del sistema.

Taula 4 - Resistència a la ruptura representativa dels aliatges INCOLOY 800H/800HT (ksi/MPa)

Font: Butlletí tècnic de metalls especials, taula 7 - Valors representatius de ruptura-Força. Llegiu atentament la segona meitat d'aquest títol. Són valors representatius o típics. ASME no els utilitza directament; utilitza regressions-de límit inferior sobre la base de dades multi-calor completa, per això el codi tabulat admissible normalment està per sota del que calculeu a partir d'aquesta taula. El que serveix la taula és la forma: mostra amb quina rapidesa es perd la força, la poca vida addicional que adquireixes descarregant un component i on es troba el pràctic sostre de temperatura.

Una observació més de la mateixa taula que sorprèn la gent. Passar de 50.000 hores a 100.000 hores - duplicar la vida útil del disseny - només costa al voltant del 7% de la tensió permesa a 1200 graus F. Passar de 1600 graus F a 1700 graus F - un augment del 6 % de la temperatura absoluta {{14}0} % {{14}0} %. La temperatura domina la vida molt més que la vida objectiu.

Quina tensió permesa impliquen aquestes dades de ruptura a cada temperatura?

L'aplicació del criteri de ruptura del 67%-de-mitjana-propi del codi a les dades representatives de 100.000 hores proporciona tensions de disseny indicatives d'uns 8,7 ksi (60 MPa) a 1200 graus F, que cauen a uns 0,54 ksi (3,7 MPa 0,54 ksi) a un valor real de 3,7 MPa. La Secció II, Part D normalment són més baixes encara, perquè ASME retrocedeix el límit inferior de la base de dades completa en lloc dels resultats típics.

Val la pena ser explícit sobre per què mostrem una columna derivada. La majoria d'articles publicats reprodueixen una taula de codis sense dir d'on prové, la qual cosa fa que el lector no pugui comprovar-un nombre o interpolar entre temperatures. Mostrar la derivació fa que la taula sigui auditable: si coneixeu la força de ruptura i coneixeu el criteri, podeu reconstruir l'admissible i veure immediatament quina regla controla. La taula següent està etiquetada com a indicativa per una raó que - l'utilitzeu per entendre la forma de la corba i per detectar errors greus, i després llegiu el número d'enllaç de l'edició de codi especificada pel vostre projecte.

Taula 5 - Tensió indicativa de disseny per a 800H derivada de dades representatives de ruptura utilitzant el criteri de ruptura del 67 %

NOTA: Aquests valors derivats són una reconstrucció educativa a partir de dades representatives del productor, no dels valors del codi. ASME Secció II, Part D segueix sent l'única font vinculant per al disseny. Confirmeu sempre l'edició, el número UNS, la forma del producte i l'estat del tractament tèrmic- abans d'utilitzar qualsevol número en un càlcul.

Per què l'estrès permès col·lapsa per sobre d'uns 1100 graus F (593 graus)?

Perquè la norma de govern canvia. Per sota d'aproximadament 1100 graus F (593 graus), l'admissibilitat s'estableix per la resistència a la tracció i el rendiment, que decau lentament amb la temperatura. Per sobre, la fluïdesa i la ruptura prenen el relleu, i la força de ruptura disminueix aproximadament de manera exponencial, de manera que el permissible cau molt més ràpid del que suggeriria la corba de tracció.

Les dades de tracció fan que el contrast sigui concret. La resistència a la tracció per a 800H/800HT cau d'uns 77 ksi a temperatura ambient a uns 32 ksi a 1400 graus F - un factor de 2,4. La resistència a la ruptura en el mateix interval cau un factor d'aproximadament quinze. La força de fluència torna a comportar-se de manera diferent: es manté notablement plana, al voltant de 14-17 ksi, a tota la banda de 1000-1600 graus F. Si dissenyeu només contra el rendiment, concloureu que 800H no es veu afectat essencialment per la temperatura, i aquesta conclusió seria perillosament incorrecta en un servei sostingut.

Taula 6 - Propietats de tracció típiques dels aliatges INCOLOY 800H/800HT a temperatura

En aquesta taula s'amaguen dues pistes. El primer és l'allargament: puja del 50% al 120% entre 1200 graus F i 1600 graus F. Això no és que l'aliatge es faci més dúctil en cap sentit útil - és l'exemplar que s'arrossega durant la prova en si, acumulant la tensió que la màquina de prova registra com a elongació. El segon és la divergència entre la tracció i el rendiment: a 1800 graus F es troben a 1,3 ksi l'un de l'altre. La reserva de força està desapareixent, que és exactament el règim on les regles-depenents del temps han de prendre el relleu.

Quin criteri regeix: velocitat de fluència o ruptura?

Per a 800H, els criteris de ruptura regeixen la major part de la finestra de disseny pràctic, i el criteri de velocitat de fluència-normalment no és el limitant. Això importa perquè us diu que el mode de fallada contra el qual esteu dissenyant és la ruptura, no la deformació excessiva.

Podeu comprovar-ho sense un llibre de codis. El criteri de velocitat-de fluència utilitza una taxa del 0,01 % per 1.000 hores, que és 1 x 10^-5 % per hora. Les dades de -fluència-mínimes publicades per a l'aliatge sovint es comenten a 1 x 10^-4% per hora - deu vegades més ràpid - i donen 6,0 ksi a 1400 graus F i 1,05 ksi a 1800 graus F amb una escala de potència de 5 a 5 ksi de fluència a una escala de 5 a 5 graus F. temperatures, de manera que reduir la velocitat en un factor deu requereix reduir la tensió per un factor d'aproximadament 1,4 a 1,5. Això situa la tensió limitada-taula{30}}de fluència a prop de 4 ksi a 1400 graus F i prop de 0,7 ksi a 1800 graus F, ambdós per sobre dels valors derivats de la ruptura de la taula 5. La ruptura guanya.

La implicació pràctica és que una peça de 800H que arriba a la seva vida útil és molt més probable que s'esquerdi que no pas. Per tant, els programes d'inspecció de tubs de reformador i craqueig prioritzen la detecció d'esquerdes - penetrant de colorant, ultrasònic i replicació - sobre l'estudi dimensional, i es concentren en les zones afectades per la calor de la soldadura- i en les seccions més calentes del tub.

Com extrapoleu la fluència-Vida de ruptura amb el paràmetre de Larson-Miller?

El paràmetre de Larson-Miller col·lapsa la temperatura i el temps en un sol número, de manera que una prova de 1.000 hores pot predir el comportament de 100.000 hores. Per a 800H/800HT la relació és P=(T + 460) x (22.93 + log t) x 10^-3, amb T en grau F i t en hores.

La lògica és que la fluència s'activa tèrmicament: augmentar la temperatura accelera els mateixos mecanismes de dany que produiria una execució més llarga, de manera que la temperatura i el temps són intercanviables amb una bona aproximació. A la pràctica, calculeu P per a la vostra temperatura de servei i la vostra vida objectiu, i després llegiu l'esforç corresponent de la corba mestra de Larson-Miller de l'aliatge.

El mètode és realment útil i realment fàcil d'utilitzar. Les dades de ruptura es dispersen per un factor d'aproximadament dos en la vida a una tensió fixa, de manera que qualsevol extrapolació s'ha de tractar com una estimació amb una banda al voltant en lloc d'una predicció. El paràmetre també suposa que un únic mecanisme de deformació opera en tot el rang; si el mecanisme canvia - com quan la precipitació s'agreuja durant dècades - l'extrapolació deriva.

Utilitzeu-lo per a la interpolació, el cribratge i la classificació-de vida restant en un forn. No l'utilitzeu per justificar empènyer un component per sobre de la tensió permesa del codi.

Incoloy 800H vs 800HT vs 800: quin estrès admissible suporta realment el vostre MTR?

L'informe de prova del molí decideix, no la nota de dibuix. 800HT comporta les tensions màximes permeses entre 1100 graus F i 1650 graus F; 800H és el següent; El pla 800 no té en absolut les tensions permeses d'interval de fluència-codi-llistat. Si l'MTR no mostra la banda de carboni i la mida del gra, no teniu 800H independentment del que indiqui l'ordre de compra.

Taula 7 - Matriu de qualificació: què ha de demostrar cada nota

El punt de doble-certificació mereix èmfasi perquè habitualment es llegeix malament. Com que la finestra de composició 800HT es troba completament dins de la finestra 800H, una calor 800HT també es pot certificar com a 800H. El contrari és fals: una reunió tèrmica només N08810 no es pot certificar com a 800HT tret que també compleixi els requisits addicionals de tractament de carboni, alumini-més-titani-. Per tant, si el vostre disseny s'ha calculat amb esforços permesos de 800HT, l'MTR ha de mostrar N08811 - un certificat de només 800H-l'obliga a tornar als valors inferiors.

Les nostres pàgines de qualificació perIncoloy 800, Incoloy 800HiIncoloy 800HTestablir la cobertura completa de les especificacions per a cadascun, iaquesta guia a 800HTaprofundeix en els requisits UNS N08811.

Com es tradueix l'estrès admissible en el gruix de la paret de la canonada?

El gruix de la paret s'escala inversament amb la tensió permesa, de manera que el col·lapse de la tensió permesa per sobre de 1100 graus F es paga directament a l'acer. A l'exemple de treball següent, moure la temperatura de disseny de 1200 graus F a 1600 graus F quintuplica la paret requerida - i quintuplica el pes del tub, el volum de soldadura i el cost del material per a la mateixa pressió.

L'exemple utilitza la forma estàndard de disseny de pressió-t=P x D / (2S + 0.8P) per a un tub sense soldadura amb una eficiència d'unió d'1,0 i un coeficient Y de 0,4. Agafeu un tub reformador de 4.000 polzades de diàmetre exterior a una pressió de disseny interna de 500 psi.

Taula 8 - Exemple treballat: gruix de paret requerit en funció de la temperatura de disseny (4.000 en OD, 500 psi, sense costures, E=1.0, Y=0.4)

D'aquesta taula surten dues lliçons, i cap de les dues és òbvia només per la lectura de la taula de codis. En primer lloc, l'economia del disseny d'alta-temperatura és brutal per sobre d'uns 1500 graus F: en algun moment la paret necessària per suportar la pressió es fa tan pesada que el tub pateix danys per fatiga-tèrmica pel seu propi gradient de temperatura, i la resposta correcta és baixar la pressió o canviar l'aliatge en lloc de seguir afegint gruix. En segon lloc, explica per què existeix 800HT. Una millora del 20% de la tensió permesa a 700-800 graus no és un error d'arrodoniment; a través d'un forn amb diversos centenars de tubs radiants és la diferència entre un projecte viable i un de inviable.

Què no cobreix l'estrès permès d'ASME?

La taula de codis només aborda la càrrega mecànica. No diu res sobre l'oxidació, la carburació, la nitruració, la formació de fase sigma-o la fatiga tèrmica, i en la majoria de serveis de 800 H, aquests mecanismes ambientals acaben amb la vida útil del component molt abans que ho faci la fluència.

Aquesta és la bretxa més habitual entre un disseny compatible amb el codi-i un de durador. Un tub reformador pot tenir una mida perfecta respecte a la tensió admissible de la Secció VIII i encara fallar en cinc anys a partir de la carburació, la qual cosa fragilitza la superfície interna i destrueix la ductilitat de fluència a la mateixa capa que porta la tensió més alta. L'estrès admissible no declina explicar-ho, perquè el Codi suposa que el dissenyador ja ha confirmat que l'entorn és acceptable.

Taula 9 - Límits ambientals que es troben fora de la taula-d'estrès permesa

Tingueu en compte la superposició en aquesta taula. La banda on es forma la fase sigma - aproximadament de 1100 graus F a 1600 graus F - és exactament la banda on 800 H és més útil. Això no és una contradicció: el sigma es forma lentament i l'equilibri d'alumini i titani de l'aliatge està configurat per retardar-lo. Però és un recordatori que un material pot complir el codi-en cas d'estrès, però encara s'acosta a un límit ambiental, per això el control de l'estat és més important que el càlcul en aquest servei.

Com afecta la soldadura a la vida útil i l'estrès admissible?

La soldadura i la seva-zona afectada per la calor són gairebé sempre la ubicació-limitant la vida d'un component de 800 H. El disseny del codi aplica un factor d'eficiència conjunta a la soldadura, i en el servei de fluïdesa la regla pràctica és que el conjunt no superarà la seva zona més feble independentment del valor de la taula de metall base-.

La metal·lúrgia explica el perquè. El metall base es va recuit en solució a 2100-2200 graus F (1150-1200 graus) específicament per fer créixer un gra gruixut i posar carboni on resisteixi la fluïdesa. Un cicle tèrmic de soldadura no pot reproduir-ho. La -zona afectada per la calor veu una ràpida excursió a través del rang de precipitació de carbur i acaba amb una microestructura diferent, sovint amb una regió de gra fi adjacent al metall base gruixut. La tensió de fluïdesa es concentra en aquest desajust, i és per això que les fallades de camp en les cues del reformador i els col·lectors de sortida s'agrupen a les soldadures en lloc de les longituds rectes.

Taula 10 - Selecció de metall d'aportació per a un servei de temperatura elevada-800H

El tractament tèrmic post-soldadura és l'altra meitat de la història. Per a muntatges de 800 H en servei de fluència, s'especifica habitualment l'alleujament de l'estrès a uns 1600 graus F (870 graus) durant una hora per polzada de gruix - amb un mínim de mitja hora - seguit de refrigeració per aire per reduir el risc d'esquerdes per relaxació de l'estrès per sobre d'uns 1000 graus F (538 graus). Quan la mida del component i el servei exigeixen propietats completes, s'utilitza una solució completa a 2100 graus F (1150 graus). El nostreGuia de soldadura per a aliatges de níquelcobreix la pràctica general, i la mateixa disciplina s'aplica a 800H.

Com es compara 800H amb Inconel 625, Hastelloy X i 310S a alta temperatura?

800H és la resposta correcta quan el requisit dominant és la força de fluència sota pressió sostinguda a 1100-1800 graus F en una atmosfera de procés de carburació o oxidació. Per sobre d'uns 1500 graus F, o on domina l'oxidació, Hastelloy X és més fort; per sota d'uns 1200 graus F, o on domina la corrosió aquosa, Inconel 625 és la millor opció; 310S és una opció de baix cost només on l'estrès és baix.

Taula 11 - Selecció d'aliatges de temperatura-elevada: comparació qualitativa

La comparació és deliberadament qualitativa perquè el nombre correcte per a qualsevol d'aquests aliatges depèn de l'edició del codi, la forma del producte i les condicions del tractament-termic. El que pretén mostrar la taula és la forma de la decisió. Si la vostra temperatura és alta i el vostre entorn és un gas de procés, 800H o 800HT solen ser correctes. Si la vostra temperatura és alta i el vostre entorn s'està oxidant amb una tensió baixa, Hastelloy X o un inoxidable pot ser més econòmic. Si la vostra temperatura és moderada i el vostre entorn és humit i corrosiu, la taula de fluïdesa no és el vostre problema.

Per a comparacions més profundes, vegeuInterval de temperatura Inconel 625, Hastelloy X, iacer inoxidable 310S.

Quins són els errors més comuns que cometen els enginyers amb les dades del codi 800H?

Els quatre errors recurrents són ordenar 800 normals per al servei de fluència, llegir la tensió permesa a la temperatura incorrecta, suposar que 800H i 800HT són intercanviables i tractar el valor del codi com un límit ambiental. Totes quatre es poden evitar amb una comprovació de dos-minuts del certificat del molí.

Comprant Incoloy 800 on el disseny suposava 800H. Sense el sòl de carboni i la mida del gra ASTM No. 5, no s'apliquen les tensions permeses de temperatura-elevada i el disseny no compleix el codi-.

Lectura de l'admissió a temperatura ambient. La temperatura de disseny és la temperatura del metall en la pitjor condició de funcionament creïble, inclòs l'efecte de la contaminació interna o l'impacte de la flama que l'augmenta.

Suposant que 800H i 800HT són el mateix material. 800HT comporta tensions permeses més altes entre 1100 graus F i 1650 graus F, i només un certificat N08811 els admet.

Utilitzant un disseny de la Secció I per sobre de 1500 graus F. La Secció VIII La divisió 1 permet 1800 graus F, però la secció I no, i per tant, el mateix material pot tenir dos sostres diferents segons el llibre de govern.

Ignorant la soldadura. El factor d'eficiència conjunta i la-microestructura de la zona afectada per la calor solen controlar la vida útil del conjunt.

Tractar la tensió permesa com a nombre de corrosió-incloent. L'oxidació, la carburació i la fase sigma són controls separats.

Barrejar edicions de codi en un projecte. Els valors es revisen entre les edicions i un disseny que barreja fonts pot acabar amb marges inconsistents.

Com heu d'especificar Incoloy 800H a la comanda de compra?

Anomeneu el número UNS, l'especificació ASTM o ASME, la forma del producte, la mida de gra-i la banda de carboni requerides, la condició de tractament-termic i el llibre de codis i edició. Qualsevol d'aquests que queden oberts és una invitació a rebre material que no pot suportar l'estrès admissible que suposava el vostre disseny.

• Número i grau UNS: N08810 per a 800H o N08811 per a 800HT on es necessiten els permesos més alts de 1100-1650 graus F.
• Especificació i forma del producte: ASTM B407 / ASME SB-407 per a canonades i tubs sense soldadura, B409 / SB-409 per a placa, xapa i tira, B408 / SB-408 per a vareta i barra.
• Notes de química: carboni 0,05-0,10% per a 800H o 0,06-0,10% per a 800HT, i alumini més titani 0,85-1,20% per a 800HT.
• Mida del gra: mitjana ASTM No. 5 o més gruixuda, informada a l'MTR.
• Tractament tèrmic: recuit de solució final amb la temperatura i el mètode de refredament indicats; 2100 graus F (1149 graus) mínim per a 800HT.
• Certificació: EN 10204 3.1 o equivalent, amb traçabilitat del nombre de calor, química real, resultats de tracció i mesura de la mida-de gra.
• Codi de govern: indiqueu ASME Secció I o Secció VIII Divisió 1 i l'edició, perquè el molí pugui confirmar la cobertura de l'especificació correcta.
• Requisits addicionals si escau: verificació de la mida del gra-, proves de corrosió intergranular o restricció d'Al i Ti al 0,4-0,7% per a un servei de 1000-1400 graus F.

Quan el projecte ja té un conjunt d'especificacions definits, elGuia d'especificacions i estàndards del producte Incoloy 800enumera els formularis comuns i la seva cobertura ASTM, i el nostrePàgina de subministrament de canonades Incoloy 800mostra mides i terminis de lliurament típics. Entregues recents, inclòs30 tones de canonada d'aliatge Incoloy 800 enviades a Kuwait, il·lustrem el paquet de certificació que oferim habitualment.

Lectures relacionades

Centre de productes Incoloy 800H (UNS N08810) -

Centre de productes Incoloy 800HT (UNS N08811) -

Incoloy 800 (UNS N08800) - grau base

Més informació sobre Incoloy 800HT

Equivalents d'Incoloy 800HT: UNS N08811, W.Nr 1.4959

Guia completa de propietats del material de canonada Incoloy 800 -

Coneixements bàsics d'Incoloy 800

Interval de temperatura Inconel 625

Hastelloy X per a una calor extrema

Per què el 310S és tan resistent a la calor

Materials per a equips de processament químic

Biblioteca de preguntes freqüents sobre aliatges de níquel

Preguntes freqüents

Quina és la tensió permesa ASME per a Incoloy 800H?

És la tensió de disseny publicada a la secció II d'ASME, part D per a UNS N08810. El valor cau amb la temperatura: es regeix per la resistència a la tracció i el rendiment fins a aproximadament 1100 graus F (593 graus), i per la velocitat de fluència i la resistència a la ruptura de 100.000 hores per sobre. Heu de llegir el número de l'edició de la Secció II, Part D que especifica el vostre projecte.

Quina taula ASME enumera la tensió permesa 800H?

ASME Secció II (Materials), Part D (Propietats). La mateixa taula proporciona les tensions de disseny per a la construcció de la Secció I, la construcció de la Secció VIII Divisió 1 i la construcció de la Secció III Classe 2, de manera que el valor del codi de la caldera i el valor del recipient a pressió són normalment el mateix nombre.

Quina és la temperatura màxima d'ús per a Incoloy 800H segons ASME Secció I?

1500 graus F (816 graus). La construcció de la secció I amb 800H també s'aborda al codi ASME Cas 1325, però el sostre permès del codi-per al material segueix sent 1500 graus F (816 graus).

Quina és la temperatura màxima d'ús per a Incoloy 800H segons ASME Secció VIII Divisió 1?

1800 graus F (982 graus). La construcció de la secció VIII Divisió 1 amb 800H s'aborda amb el codi ASME Cas 1983, que permet el servei fins a aquesta temperatura.

Es pot utilitzar Incoloy 800H sota ASME Secció VIII Divisió 2?

Sí, però només a 800 graus F (427 graus). Les tensions de disseny de la divisió 2 per a 800H provenen d'una taula diferent de la secció II, part D, i l'interval de temperatures permesos és molt més reduït que a la divisió 1.

Per què Incoloy 800H té una tensió permesa més alta que Incoloy 800?

Perquè 800H té un sòl de carboni garantit del 0,05-0,10% i una estructura de gra gruixut ASTM No. 5 o més gruixut. Plain 800 no té un requisit mínim de carboni ni de mida-de gra, de manera que la seva base de dades de-ruptura de fluència a llarg termini no pot suportar una tensió de disseny en el rang de fluència.

Quina diferència hi ha entre l'estrès admissible de 800H i 800HT?

800HT (UNS N08811) té tensions permeses més altes que 800H (UNS N08810) entre 1100 graus F i 1650 graus F. La millora prové de la banda de carboni més ajustada del 0,06-0,10% i la restringida gamma d'alumini-, que estabilitza --més el 2-085% de titani. precipitats que resisteixen la fluència.

Es pot certificar Incoloy 800HT com a 800H?

Sí. Cada calor de 800HT es produeix per complir amb tots els requisits de UNS N08811 i UNS N08810, de manera que es pot certificar dualment. El contrari no és cert: una calor que només compleix amb N08810 no es pot certificar com a 800HT.

Com transforma ASME les dades de ruptura-de fluïdesa en una tensió admissible?

En l'interval{0}}depenent del temps, ASME pren el més baix dels tres valors: el 100% de la tensió que produeix una velocitat de fluència del 0,01% per 1.000 hores, el 67% de la tensió mitjana que provoca la ruptura en 100.000 hores i el 80% de la tensió mínima que provoca la ruptura en 100.000 hores.

Quina és la resistència a la ruptura de 100.000 hores d'Incoloy 800H?

Les dades representatives del productor donen 13,0 ksi (90 MPa) a 1200 graus F (650 graus), 5,3 ksi (37 MPa) a 1400 graus F (760 graus), 2,5 ksi (17 MPa) a 1600 graus F (870 graus F) i 50. (980 graus). ASME crea la seva taula a partir de regressions de límit inferior-d'un conjunt de dades molt més gran, de manera que el valor del codi normalment està per sota d'aquestes xifres típiques.

Per què l'estrès admissible de 800H cau tan fortament per sobre dels 1100 graus F?

Perquè aquí és on canvia la regla de disseny. Per sota d'uns 1100 graus F (593 graus), l'admesa és una fracció fixa de la resistència a la tracció i el rendiment, que cauen lentament. Per sobre, el control de fluïdesa i ruptura, i la resistència a la ruptura cauen exponencialment amb la temperatura, de manera que el permesos cau molt més ràpidament.

Quin contingut de carboni requereix Incoloy 800H?

0,05-0,10 %. Aquest sòl és deliberat: el carboni forma carburs de límit de gra-durant el recuit d'alta-temperatura, fixant els límits i alentint el lliscament del límit del gra que impulsa la fluència.

Quina mida de gra requereix Incoloy 800H?

Una mida mitjana de gra de ASTM No. 5 o més gruixuda. El grau és una solució recuita a uns 2100-2200 graus F (1150-1200 graus) específicament per fer créixer el gra a aquesta mida.

La tensió permesa ASME cobreix l'oxidació i la carburació?

No. La taula de codis només aborda la càrrega mecànica. L'oxidació, la carburació, la nitruració i la fragilitat en fase sigma- són límits ambientals que el dissenyador ha d'avaluar per separat, i en el servei de reformadors i crackers solen establir el límit de la vida real abans que ho faci la fluència.

Com puc utilitzar el paràmetre de Larson-Miller per a 800H?

Utilitzeu P=(T + 460)(22.93 + log t) x 10^-3 amb T en grau F i t en hores. Un cop hàgiu calculat P a partir de la temperatura de servei i la vida objectiu, llegiu la tensió corresponent a la corba mestra de Larson-Miller de l'aliatge i compareu-la amb la tensió permesa de la secció II, part D.

Quines especificacions ASTM cobreixen la canonada, la placa i la barra 800H?

La canonada i el tub sense soldadura estan coberts per ASTM B407 (ASME SB-407), plaques, làmines i tires per ASTM B409 (ASME SB-409) i vareta i barra per ASTM B408 (ASME SB-408). Els formularis de productes relacionats inclouen B163, B366, B514, B515 i B564.

Quin metall d'aportació s'ha d'utilitzar per soldar 800H en servei de fluència?

ERNiCr-3 (AWS A5.14) amb els elèctrodes ENiCrFe-3 (AWS A5.11) és la concordança estàndard. Quan es necessita la màxima resistència a la ruptura del metall de soldadura, s'utilitzen elèctrodes ERNiCrCoMo-1 o ENiCrCoMo-1.

La soldadura té la mateixa tensió permesa que el metall base?

No. El disseny del codi utilitza un factor d'eficiència de la junta a la soldadura, i la resistència a la ruptura de tots els metalls de-soldadura-normalment és inferior a la de l'aliatge base a la mateixa temperatura. La-zona afectada per la calor també és la ubicació habitual dels danys per fluïdesa en un servei llarg.

800H és magnètic?

No. 800H és un aliatge de níquel-ferro-crom totalment austenètic i no-magnètic en estat de recuit.

Quina és la densitat i el rang de fusió de l'Incoloy 800H?

La densitat és d'aproximadament 0,287 lb/in3 (7,95 g/cm3) i el rang de fusió és d'aproximadament 2475-2525 graus F (1357-1385 graus). Cap dels dos valors apareix a la taula d'esforços permesos, però tots dos són necessaris per als càlculs de pes del tub i d'expansió tèrmica.

On s'utilitza més habitualment Incoloy 800H?

Tubs de catalitzador del reformador d'hidrocarburs-de vapor, col·lectors i col·lectors de sortida, tubs de convecció i craqueig d'etilè, canonades del sistema d'extinció-, parts internes del gasificador i revestiment per a elements de calefacció elèctrics.

L'estat del cas del codi ASME canvia amb el temps?

Sí. Els casos del codi com 1325, 1983 i 1987 es revisen periòdicament, s'incorporen als llibres de codis o s'anul·len. Confirmeu sempre l'estat actual del cas i l'edició de la secció II, part D abans de finalitzar un disseny.