740H / UNS N07740 Wysokowydajny superstop, rury ze specjalnego stopu Semless i rury

Wysokowydajna superstop 740H (UNS N07740) semless rura i rura do zaawansowanego ultra-nadkrytycznego kotła

1 PRODUKT

Wysokowydajna superstop 740H (UNS N07740) semless rura i rura do zaawansowanego ultra-nadkrytycznego kotła.

Standardowe formy półproduktów obejmują bezszwową rurkę i rurę, pręt okrągły, kucie itp.

2 RÓWNOWAŻNE OZNACZENIE

UNS N07740, Stop INCONEL® 740H

3 ZASTOSOWANIE

Stop 740H jest superstopem na bazie niklu, utwardzanym wydzieleniowo, który oferuje unikalne połączenie wysokiej wytrzymałości i odporności na pełzanie w podwyższonych temperaturach oraz odporności na korozję popiołu węglowego. Stop pierwotnie był przeznaczony do stosowania jako rury kotłowe A-USC w sekcjach przegrzewaczy tych zakładów, ale następnie został przystosowany do zastosowania jako materiał do głowic parowych, do których rury kotłowe są podłączone. Rury kotłowe A-USC mają konwencjonalne rozmiary [zwykle średnica zewnętrzna od 38 do 76 mm od 1,5 do 3 cali]. Główne rozmiary rur kolektora parowego zajmują znacznie większy zakres rozmiarów, o średnicy zewnętrznej większej niż 12 cali (305 mm) i grubości ścianki prawdopodobnie przekraczającej 1,5 cala (38 mm). Bezproblemowa instalacja podgrzewania pary o średnicy zewnętrznej do 30 cali (760 mm) jest również wykonalną linią produktów ze stopu 740H.

4 PRZEGLĄD

Stop 740H to stwardniały superstop specjalnie zaprojektowany do zaawansowanego ultra-nadkrytycznego wytwarzania energii.

Wraz ze wzrostem światowego zapotrzebowania na energię elektryczną rządy wymagają również ścisłej kontroli emisji, aby zminimalizować skutki cieplarniane śladu węglowego społeczeństwa. Pomimo tej sytuacji węgiel, ropa naftowa i gaz są nadal głównymi paliwami dla zakładów wytwarzania energii. Podczas gdy przewiduje się wzrost produkcji energii jądrowej, turbiny gazowej, energii słonecznej i wiatrowej, przewiduje się, że węgiel będzie nadal napędzał 37% światowej mocy wytwórczej elektrycznej w 2035 r. Zatem istnieje silny bodziec do rozwoju czystszej i bardziej wydajnej produkcji energii. Wydajność kotłów opalanych paliwami kopalnymi wzrasta wraz z temperaturą i ciśnieniem roboczym. Nastąpił stopniowy wzrost w tych warunkach w zakresie projektowania kotłów, czego rezultatem jest zaawansowana technologia ultra-nadkrytyczna (A-USC). Oczekuje się, że kotły A-USC oferują poziomy wydajności wytwarzania ponad 50% (HHV), a ich działanie pozwala na łatwe gromadzenie i sekwestrację emisji na bazie węgla.

Programy rozwijające możliwości A-USC są obecnie aktywne na całym świecie. Ponieważ zakłady A-USC będą działać w wyższych temperaturach (700–760 ° C) i ciśnieniach (do 35 MPa), superstopy na bazie niklu są wymagane, aby sprostać rygorom wytrzymałości i odporności na korozję. Alloy 740H został opracowany specjalnie do pracy w tych wymagających warunkach serwisowych.

5 SKŁAD CHEMICZNY (% wag.):

Tabela 1 (% wag.)

6 WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE

Gęstość: ρ = 8,05 g / cm ³ (0,291 funta / cal ³ )

Temperatura topnienia: 1288-1362 ℃ (2350-2484 ° F)

Rezystywność elektryczna: 702,7 Ω-circ mil / ft (1.168μ Ω -m)

7 METALOGRAFIA

Stop 740H wykazuje strukturę austenityczną i jest utwardzany starzeniem przez wytrącanie fazy gamma prime (γ ') Ni3 (Al, Ti, Nb). Podczas obróbki cieplnej niob, aluminium i tytan tworzą osad gamma, niezbędny do wzmocnienia. Mikrostruktura wytłaczanej rury ze stopu 740H w stanie wyżarzonym i starzonym w roztworze pokazano na rycinie 1. Drugie fazy obserwowane w tym stanie obejmują pierwszorzędowe karboazotki typu (Nb, Ti) (C, N), typu Cr ₂₃ C ₆ węgliki i pierwiastek gamma. Dodatkowe narażenie w całym zakresie temperatur przewidywanym dla usługi A-USC służy po prostu do modyfikacji względnych ilości tych samych faz. Ryc. 2 pokazuje obraz SEM mikrostruktury stopu 740H po wyżarzaniu roztworu, a następnie ekspozycji przez 5000 godzin w temperaturze 750 ° C (1380 ° F).

Rycina 1 Mikrostruktura rury odprężonej i starzonej ze stopu 740H. Rozmiar ziarna ASTM nr 3 - powiększenie 200X - wytrawianie odczynników Kallingsa.

Rycina 2 Mikrostruktura stopu 740H po 5000 godzinach w temperaturze 750 ° C (1380 ° F). Analiza SEM ujawnia pojedyncze cząstki podstawowe gamma i węgliki brzegowe ziarna.

8 WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE

Stop 740H wykazuje wysoką wytrzymałość i stabilność metalurgiczną w podwyższonych temperaturach.

Wymagania dotyczące właściwości mechanicznych zgodnie z ASTM B983

9 ODPORNOŚĆ NA KOROZJĘ

Odporność na korozję i ciepło

Dzięki wysokiej zawartości chromu stop 740H oferuje doskonałą odporność na korozję w podwyższonych temperaturach. Jest to szczególnie ważne w przypadku rur kotłów, ponieważ są one narażone na korozję od strony ognia i na zewnątrz od strony pary wodnej. Stop 740H został dokładnie oceniony w obu zestawach warunków.

Korozja ognia

Kluczem do przyjęcia zaawansowanej technologii ultra-nadkrytycznej (A-USC) kotła jest zapewnienie, że odporność na korozję ogniową wybranych stopów rur kotła zapewni mniej niż 2 mm straty metalu w ciągu 200 000 godzin w temperaturze roboczej pary (700 ° C w Europie i Azji oraz 760 ° C w USA). Szczególne znaczenie ma fakt, że korozja popiołów węglowych jest funkcją nie tylko składu stopu, ale środowiska kotła pod względem chemii węgla i warunków pracy kotła. Najważniejszy jest skład węgla wpływający na środowisko kotła. Niestety, skład węgla jest bardzo zróżnicowany, nawet w obrębie rozpoznanych czterech podstawowych rodzajów węgla, co sprawia, że ​​absolutne, rzeczywiste, przewidywania szybkości korozji są trudne, jeśli nie niemożliwe.

Węgiel zwykle zawiera znaczną ilość siarki, która, jak wykazał Kung4, zmienia się w H2S, S2, SO2, SO3 i COS podczas spalania. Inne składniki węgla, takie jak chlorki, ziem alkalicznych i ziem alkalicznych, zawartość wody i całkowita zawartość popiołu również odgrywają ważną rolę w korozji pożaru. Warunki pracy kotła, takie jak temperatura pary roboczej, paliwo tlenowe (niski poziom NOx) i strategie obniżania emisji, na przykład mycie węgla w celu redukcji siarki pirytowej (FeS) lub zastosowanie spalania w złożu fluidalnym przy użyciu wapienia w celu poprawy tworzenia się SO2 podczas węgla spalanie również wpływa na szybkość korozji stopu.

10 INSTRUKCJA PRACY

Stop 740H jest stwardniałym superstopem zwykle dostarczanym w stanie wyżarzonym w roztworze i utwardzonym przez starzenie.

Formowanie na gorąco

Zalecany zakres temperatur dla operacji formowania na gorąco, takich jak kucie lub walcowanie na gorąco, wynosi od 870 ° C (1600 ° F) do 1190 ° C (2175 ° F).

Wyżarzanie

Praktyki wyżarzania opisano w przypadku 2702 kodu ASME, który określa minimalną temperaturę 1100 ° C (2010 ° F) przez 1 godzinę na jeden cal (25,4 mm) grubości, ale nie mniej niż 30 minut. Zakres wyżarzania może rozciągać się aż do 1160 ° C (2125 ° F). Konkretne warunki wyżarzania będą zależeć od postaci produktu i zamierzonego zastosowania. Hartowanie wody jest zalecane po wyżarzeniu roztworu,

Stwardnienie wiekowe

Przypadek kodu ASME 2702 określa również praktykę utwardzania starzenia stopu 740H. Starzenie należy przeprowadzać w temperaturze między 760 ° C (1400 ° F) a 815 ° C (1500 ° F) przez co najmniej 4 godziny. Minimalny czas starzenia należy wydłużyć dla grubości powyżej 2 cali (50,8 mm) o grubości ½ godziny na cal dodatkowej grubości. Po starzeniu następuje chłodzenie powietrzem. W przypadku obróbki cieplnej po spawaniu należy przestrzegać tych samych instrukcji dotyczących starzenia.

11 SPECYFIKACJA STANDARDOWA

Właściwości bezszwowych produktów rurowych są określone w ASTM B983.

Stop 740H jest zatwierdzony przez kod ASME dla kotłów i zbiorników ciśnieniowych dla konstrukcji sekcji I (kotły energetyczne) według kodu Case 2702, a dla konstrukcji zgodnie z ASME B31.1 według kodu Case 190. Dopuszczalne naprężenia są zdefiniowane dla temperatur roboczych od otoczenia do 800 ° C (1472 ° F).

12 ZALETY KONKURENCYJNEJ:

(1) Ponad 50-letnie doświadczenie w badaniach i rozwoju stopów wysokotemperaturowych, stopów odpornych na korozję, stopów precyzyjnych, stopów ogniotrwałych, metali rzadkich i metali szlachetnych oraz produktów.
(2) 6 kluczowych laboratoriów i centrum kalibracji.
(3) Opatentowane technologie.

(4) Proces wytapiania ultra-czystości: VIM + IG-ESR + VAR

(5) Doskonała wysoka wydajność.

13 TERMIN BIZNESOWY