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Die Leistungsunterschiede von Flanschen aus verschiedenen Materialien in hohem Temperaturumfeld spiegeln sich hauptsächlich in der Festigkeitssicherung, der Oxidationsbeständigkeit, der Kriechfestigkeit, derthermische Stabilität und Medienverträglichkeit, etc. Aus den typischen Materialkategorien wird folgende Analyse durchgeführt:
I. Flanzen aus Kohlenstoffstahl (z. B. Q235, 20#-Stahl): Grundwahl bei niedrigen und mittleren Temperaturen.
Die Festigkeit bei hohen Temperaturen ist offensichtlich geschwächt.
Die Gebrauchstemperatur von Kohlenstoffstahl beträgt in der Regel nicht mehr als 425°C. Die Ausfallfestigkeit des Kohlenstoffstahls sinkt bei einer Temperatur von mehr als 350°C um mehr als 30% (z. B.Die Ausfallfestigkeit von 20* Stahl fällt bei 400°C von 245MPa auf 180MPa)Wenn die Temperatur 350°C überschreitet, sinkt die Leistungsfestigkeit um mehr als 30% (z. B. sinkt die Leistungsfestigkeit von 20°C Stahl von 245MPa auf 180MPa bei 400°C).die Korngröße kann aufgrund der "Pearlit-Spheroidierung" vergrößert werden, was schließlich zu einem kriechenden Bruch führen wird.
Begrenzte Oxidationsbeständigkeit
Kohlenstoffstahl bei 300 °C über dem Beginn der schnellen Oxidation, die Oberfläche der Bildung einer losen Fe 3 O 4 Oxidschicht, je höher die Temperatur, desto schneller die Oxidationsgeschwindigkeit (z. B.500 °C, wenn die Oxidationsgeschwindigkeit bei 300 °C 5-fach ist)Wenn das Medium Schwefel oder Wasserdampf enthält, wird die Oxidationskorrosion weiter verschärft.
Zweitens: austenitische Edelstahlflansche (304/316 usw.): die wichtigste Korrosionsszene bei hohen Temperaturen
hohe Temperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit ist besser als Kohlenstoffstahl
304 Edelstahl Gebrauchstemperaturobergrenze von etwa 870 ° C, 316L wegen Molybdän-Elemente, bei 650 ° C unterhalb noch eine gute Festigkeit (Ertragsfestigkeit ≥ 120MPa),und die Oxidationsbeständigkeit ist deutlich verbessert (800 °C ist die Oxidationsrate niedriger als bei Kohlenstoffstahl 90%). 90% niedrigere Oxidationsgeschwindigkeit als Kohlenstoffstahl bei 800°C).
Prinzip: Die Stabilität der austenitischen Organisation macht sie bei hohen Temperaturen weniger anfällig für die Spheroidierung von Perlit, und das Chromelement (18%~20%) bildet einen dichten Cr2O3-Oxidfilm,Verhinderung der Diffusion von Sauerstoffatomen.
Potenzielle Risiken bei hohen Temperaturen
Sensibilisierte Korrosion: Bei längerem Gebrauch im Bereich von 450 bis 850 °C kann 304 Edelstahl durch Karbidniederschlag zu intergranularer Korrosion führen.Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Ergebnisse der Untersuchung in den letzten drei Monaten nicht in der Lage waren..g. Titan in 321 rostfreiem Stahl hinzugefügt).
Beschränkung des Kriechverlaufs: Über 650 °C wird die Kriechverformungsrate aus austenitischem Edelstahl beschleunigt.Die Konstruktion muss die zulässige Spannung reduzieren (z. B. 316L bei 700°C, wenn die zulässige Spannung nur 15% der Raumtemperatur beträgt).
Drittens, Duplex-Flanzen aus Stahl (2205, 2507 usw.): hohe Temperatur und starke korrosive Umgebung der kostengünstigen Wahl
hochtemperaturmechanische Eigenschaften zwischen Kohlenstoffstahl und austenitischem Edelstahl
2205-Duplexstahl ist in der Regel ≤ 300 °C, Super-Duplex-Stahl 2507 kann 350 °C sein und seine Ausfallfestigkeit bei 300 °C bleibt bei mehr als 400MPa (304-Edelstahl zweimal),mit einer Breite von nicht mehr als 50 mm, die ferritische Phase der Ferritphase beschleunigt wird, muss das Design die zulässige Spannung reduzieren (z. B. 316L bei 700 °C beträgt die zulässige Spannung bei Raumtemperatur nur 15%).die Schleichfestigkeit der Ferritphase sinkt, die Stärke von schneller als der austenitischen Edelstahl.
Viertens: Chrom- und Molybdän-Stahlflansche (15CrMo, P91 usw.): bei hohen Temperaturen und hohen Druckbedingungen der Kernmaterialien
hohe Temperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit deutlich verbessert
15CrMo-Stahl (Chrom 1% ~ 1,5%, Molybdän 0,5%) kann bei einer Temperatur von bis zu 550 °C, 500 °C verwendet werden, wenn die Leistungsfestigkeit immer noch bei mehr als 200 MPa gehalten wird;höherer Qualität von P91-Stahl (9% Chrom + 1% Molybdän) kann langfristig bei 650 ° C die folgende OperationBei der Anwendung beträgt die Schleppfestigkeit 15CrMo 2 mal (z. B. 600 °C P91 100.000 Stunden Schleppfestigkeit von 100MPa,15CrMo nur 40MPa).
V. Flansche aus Legierungen auf Nickelbasis (Inconel 625, Hastelloy C-276 usw.): die ultimative Lösung für extrem hochtemperaturschädliche Umwelt
Ultra-hochtemperatur-Leistung für andere Materialien
Inkonel 625 kann bei 1093 °C immer noch eine Zugfestigkeit von mehr als 100 MPa aufrechterhalten, Hastelloy C-276 kann bei 1200 °C und weniger oxidierungsbeständig sein,und bei hohen Temperaturen der Kriechbruch Lebensdauer von bis zu 10 Millionen. Schleichfrakturierungsdauer von bis zu 100.000 Stunden oder mehr (z. B. bei 800 °C, C-276 Schleichfestigkeit ist 5 mal so hoch wie bei 316L).
Antimperaturkomplexe Korrosion
In starken Säuren bei hoher Temperatur (z. B. konzentrierte Schwefelsäure bei 150 °C), Fluor/Chlor enthaltenden Medien oder in schwefelhaltigem Öl und Gas bei hoher Temperatur und hohem DruckNickel-basierte Legierungen aufgrund des Legierungssystems mit hohem Nickelanteil (≥ 50%), hohes Chromgehalt (20% bis 30%), hohes Molybdängehalt (10% bis 16%), können gleichzeitig oxidativer Korrosion, Spannungskorrosion und intergranularer Korrosion standhalten.Kohlekemische Industrie im Hochtemperaturkohlevergaser (Temperatur 650 °C), die H2S/CO 2 enthalten), können nur Flansche aus Nickellegierungen den Anforderungen von mehr als 20 Jahren Lebensdauer entsprechen.