Incoloy 800 vs 310S Stainless Steel: L-ispiża u l-Prestazzjoni fil-Fanijiet tal-Krekkjar tal-Etilene

Fran tal-qsim tal-etilene imexxu wħud mill-ambjenti metallurġiċi l-aktar ħorox fl-industrija tal-proċess: temperaturi tal-metall 'il fuq minn 900 grad , atmosfera b'ħafna karbonju-minn idrokarburi u kokk imxaqqaq, u snin ta' ċikliżmu termali kontinwu bejn l-operat u d-decoking. L-għażla tal-liga ħażina għal komponent tal-forn mhux biss tqassar il-ħajja tiegħu - tista' twassal għal għeluq mhux ippjanat li jiswa lill-operatur tal-cracker ferm aktar milli qatt kien jagħmel il-materjal innifsu.

Incoloy 800(UNS N08800)uAzzar li ma jissaddadx 310S(UNS S31008) huma ż-żewġ ligi l-aktar komunement imqabbla għal appoġġi tat-tubi mhux{-hardware tal-forn radjanti -, hangers, baffles, u partijiet tat-trasferiment-line exchanger. Din il-gwida twieġeb il-mistoqsijiet li l-inġiniera fil-fatt jistaqsu meta jispeċifikaw bejniethom, l-ewwel bi tweġiba ċara u r-raġunament tekniku warajha.

X'inhuma Incoloy 800 u 310S Stainless Steel?

Incoloy 800 huwa liga tan-nikil-ħadid-kromju mibnija madwar kontenut għoli ta' nikil għal reżistenza għall-korrużjoni ta'-temperatura għolja; 310S huwa azzar inossidabbli awstenitiku għoli-kromju mibni għal reżistenza għall-ossidazzjoni bi prezz tal-materjal aktar baxx.

Incoloy 800(u l--varjanti tal-karbonju ogħla tagħha 800H u 800HT) hija liga ta'-soluzzjoni-saħħita tan-nikil-ħadid-kromju żviluppata speċifikament għal servizz sostnut f'-temperatura għolja, karbonju- u atmosferi ta'-kubrit. Il-kontenut ta' nikil tiegħu - bejn wieħed u ieħor id-doppju ta' dak ta' 310S - huwa l-karatteristika tad-disinn uniku li tiddefinixxi kif iġib ruħu f'forn tal-qsim.

310S huwa l-varjant tal--karbonju baxx tal-familja tal-istainless steel 25-20 awstenitiku (Tip 310). Tistrieħ fuq kontenut għoli ta 'kromju biex tifforma skala ta' ossidu tal-kromju stabbli u protettiv u tintuża ħafna fl-industrija tal-proċess kull fejn tkun meħtieġa reżistenza għall-ossidazzjoni f'temperatura għolja mingħajr l-ispiża ta 'liga tan-nikil.

X'inhi d-differenza kompożizzjoni ewlenija bejn iż-żewġ ligi?

Il-kontenut tan-nikil huwa d-differenza deċiżiva: bejn wieħed u ieħor 30-35% f'Incoloy 800 kontra bejn wieħed u ieħor 19-22% f'310S - u dak id-distakk huwa dak li jmexxi kull differenza fil-prestazzjoni u l-ispiża diskussa f'dan l-artikolu.

Tabella 1 - Meded ta' kompożizzjoni nominali għal kull ASTM B408 / ASTM A240.

Żewġ karatteristiċi jispikkaw. L-ewwel, il-kontenut ogħla ta 'nikil ta' Incoloy 800 inaqqas is-solubilità u r-rata ta 'diffużjoni tal-karbonju fil-matriċi tal-metall, li hija r-raġuni ewlenija li tirreżisti l-karburizzazzjoni aħjar minn 310S (diskuss hawn taħt). It-tieni, iż-żidiet ta 'l-aluminju u tat-titanju ta' 800 jiffurmaw preċipitati intermetalliċi fini li jappoġġaw is-saħħa tat-temperatura -elevata - benefiċċju li 310S m'għandux.

Liema Liga tiflaħ temperaturi ogħla tal-forn?

310S għandu limitu ratat kemxejn ogħla għal reżistenza għall-ossidazzjoni pura (sa bejn wieħed u ieħor 1150 grad kontra bejn wieħed u ieħor 1100 grad għal Incoloy 800), iżda Incoloy 800 iżomm is-saħħa mekkanika tiegħu u l-istabbiltà strutturali aħjar fil-firxa tat-temperatura li fil-fatt jopera l-forn tal-qsim.

Ir-reżistenza għall-ossidazzjoni u l-prestazzjoni strutturali huma żewġ proprjetajiet differenti, u dan huwa fejn iż-żewġ ligi huma l-aktar spiss konfużi. 310Il-kontenut għoli ta 'kromju ta' S jagħtiha stabbiltà fuq skala eċċellenti f'atmosferi nodfa u ossidanti, u huwa għalhekk li huwa komuni fil-kisi tal-forn, ħardwer tal-kalkara, u basktijiet ta 'trattament tas-sħana-. Iżda forn tal-qsim mhuwiex atmosfera ossidanti nadifa - tgħaqqad temperatura għolja ma 'saff tal-konfini li jnaqqas u rikk tal-karbonju- fil-wiċċ tal-metall, flimkien ma' tagħbija mekkanika sostnuta mill-piż tat-tubu stess u ċ-ċikli termali. Taħt dawk il-kundizzjonijiet magħquda, Incoloy 800 - partikolarment il-gradi 800H u 800HT - iżomm saħħa ta' creep ogħla u stabbiltà dimensjonali, u għalhekk hija l-għażla awtomatika għall-interni tal-forn li jġorru tagħbija-aktar milli 310S.

Liema Liga tirreżisti l-karburizzazzjoni aħjar?

Incoloy 800 jirreżisti l-karburizzazzjoni sostanzjalment aħjar minn 310S, minħabba li l-kontenut ogħla ta 'nikil tiegħu jnaqqas kemm is-solubilità kif ukoll ir-rata ta' diffużjoni 'l ġewwa tal-karbonju f'temperaturi tal-forn - u l-karburizzazzjoni, mhux ossidazzjoni sempliċi, hija l-mod ta 'falliment dominanti fil-ħardwer tal-forn tal-qsim.

Il-karburizzazzjoni sseħħ meta l-karbonju minn idrokarburi maqsuma jew kokk imwaħħal jinfirex fil-wiċċ tal-metall, u jifforma karburi fraġli tul il-konfini tal-qamħ. Is-saff karburizzat jitlef id-duttilità u jsir suxxettibbli għall-qsim taħt l-istress termali u mekkaniku taċ-ċikli normali tal-forn. Minħabba li n-nikil għandu solubilità baxxa tal-karbonju, ligi aktar sinjuri fin-nikil jirreżistu dan l-attakk ferm aħjar minn gradi tal-ħadid-kromju. 310S, b'nikil 19–22% biss, huwa ferm aktar suxxettibbli għall-fraġilità tal-karburizzazzjoni minn Incoloy 800 fl-istess servizz-fouled tal-kokk.

Analiżi dokumentata ta' falliment ta' linja ta' trasferiment ta' ħruġ ta' forn ta' l-etilene tagħmel il-punt tajjeb: tubu Incoloy 800H - diġà wieħed mill-aktar ligi reżistenti għall-karburizzazzjoni-disponibbli - kkrekkjat mill-ħxuna sħiħa tal-ħajt wara ħames snin ta' servizz ladarba d-depożiti tal-kokk għollew it-temperatura tal-ħajt u esponew il-wiċċ ta 'ġewwa għal atmosfera rikka tal-karbonju-biżżejjed biex embribriha{{4}. Il-każ juri żewġ affarijiet f'daqqa: il-karburizzazzjoni hija l-mekkaniżmu li l-inġiniera tal-forn iridu jiddisinjaw kontra l-oħrajn kollha, u anke Incoloy 800H mhix prova tal-karburizzazzjoni-jekk il-kokk u l-kontroll tat-temperatura ma jiġux ġestiti - li jagħmel il-310S ferm aktar suxxettibbli tal-karbonju-għażla fqira għal kwalunkwe żona ta 'kuntatt tal-forn b'kokk sostnut.

Liema Liga Għandha Aħjar -Triq u Tagħbija fit-Tul-Qawwa Aħjar?

Incoloy 800 - speċjalment il-gradi 800H u 800HT - joffri saħħa ta' tqaxxir ta' creep-ogħla b'mod sinifikanti għall-komponenti li jġorru t-tagħbija-; 310S huwa adegwat biss għal ħardwer tal-forn mhux-kritiku mgħobbi ħafif.

Appoġġ tat-tubi tal-forn, hangers, u trasferiment-line exchanger tubesheets iġorru tagħbija mekkanika sostnuta f'temperatura għolja għal snin bejn dawriet, għalhekk ir-reżistenza għall-creep (id-deformazzjoni bil-mod u permanenti li sseħħ taħt tagħbija f'temperatura għolja) hija importanti daqs ir-reżistenza għall-korrużjoni. Incoloy 800H u 800HT jużaw kontenut ikkontrollat tal-karbonju u daqs tal-qamħ oħxon speċifikament biex iżidu l-ħajja tal-qasma-tqaxxir. 310S ma kienx iddisinjat b'dan l-għan u, filwaqt li jista' jservi għal parentesi, baffles, u interni mingħajr pressjoni-tagħbija, mhijiex l-ispeċifikazzjoni preferuta għal kwalunkwe komponent li għandu jġorr tagħbija strutturali tal-forn fuq l-ogħla temperatura{7} tul.

Liema Liga Tiswa Inqas biex tixtri?

310S jiswa inqas fuq bażi ta' kull-kilogramma minn Incoloy 800, minħabba li n-nikil huwa l-element ta' liga l-aktar għali fit-tnejn, u 310S fih bejn wieħed u ieħor 30–40% inqas minnu.

L-ipprezzar tal-metall bażiku għaż-żewġ liegi jimxi mal-prezz tan-nikil tal-London Metal Exchange, iżda l-effett huwa proporzjonali għall-kontenut tan-nikil. Minħabba li Incoloy 800 iġorr bejn wieħed u ieħor 30-35% nikil kontra bejn wieħed u ieħor 19-22% għal 310S, il-prezz tal-mitħna tiegħu għal kull kilogramma huwa konsistentement ogħla, u dik id-differenza titwessa' kull meta l-prezzijiet tan-nikil jiżdiedu. Għal proġetti jew komponenti ristretti mill-baġit-barra miż-żoni l-aktar severi tal-forn, din id-differenza fil-prezz tax-xiri-hija raġuni leġittima biex jiġi speċifikat 310S.

Liema Liga tagħti spiża totali aktar baxxa tas-sjieda?

M'hemm l-ebda rebbieħ universali: Incoloy 800 tipikament jirbaħ fuq l-ispiża totali tas-sjieda f'żoni ta'-karburizzazzjoni, ta' tagħbija-għoli minħabba li jevita falliment prematur u waqfien mhux ippjanat; 310S tipikament jirbaħ fuq l-ispiża totali tas-sjieda f'żoni ta'-severità aktar baxxa fejn il-prezz tax-xiri aktar baxx tiegħu ma jiġi kkumpensat minn ebda benefiċċju materjali.

Il-prezz tax-xiri huwa linja waħda biss fl-ekwazzjoni tal-ispiża. Il-valur tal-produzzjoni ta' cracker ta' l-etilene jilħaq il-miljuni ta' dollari kuljum, għalhekk qtugħ mhux ippjanat ikkawżat minn hanger ta' tubu maqsum jew folja ta' tubi ta' trasferiment karburizzat-li tista' tiswa ferm aktar mill-baġit kollu tal-materjal għal dak il-komponent - ħafna drabi, ladarba tintilef il-produzzjoni, xogħol ta' tiswija ta' emerġenza, u partijiet ta' sostituzzjoni mħaffa huma inklużi.

F'żoni b'kuntatt sostnut tal-kokk, tagħbija mekkanika għolja, jew aċċess ta 'tibdil limitat għall-ispezzjoni, il-prezz tax-xiri ogħla ta' Incoloy 800 normalment jiġi rkuprat diversi drabi f'ħajja ta 'servizz estiża u evitata waqfien. F'-temperatura aktar baxxa, żoni ta' tagħbija-baxx b'aċċess faċli għall-ispezzjoni u s-sostituzzjoni ta' rutina, dak l-istess primjum jixtri ftit benefiċċju prattiku, u 310S hija l-ispeċifikazzjoni aktar razzjonali.

Fejn għandha tintuża kull liga f'forn tal-qsim tal-etilene?

Irriżerva Incoloy 800/800H għall-karburizzazzjoni-suxxettibbli, komponenti ta' tagħbija-bearing - radjanti-appoġġi u hangers tat-tubi, u ttrasferixxi-tubi tal-iskambjatur tal-linja u tubi - u uża 310S għal-duty baffles},{10} convection u ħardwer aktar baxxi interni mhux ta'-pressjoni.

Tajjeb ukoll li tkun preċiż dwar għalxiex ma tintuża l-ebda liga: il-coil radjanti innifsu - it-tubu tal-qsim primarju espost direttament għal temperaturi tal-kaxxa tan-nar 'il fuq minn 1000 grad - huwa normalment mitfugħ b'mod ċentrifugu HK-40, HP, jew liga HP modifikata, mhux Incoloy 800 jew 310S. Incoloy 800 u 310S jikkompetu għall-hardware ta 'appoġġ tal-forn u tagħmir ta' rkupru tas-sħana, mhux il-coil radjanti.

Tabella 2 - Għażla ta' liga indikattiva skond iż-żona tal-forn. Dejjem ikkonferma kontra l-bażi tad-disinn mekkaniku tal-konċedent tal-forn u t-temperatura attwali tal--metall u l-profil tal-kokk tal-impjant.

Kif Għandek Tagħżel Bejn Incoloy 800 u 310S għall-Proġett Tiegħek?

Ibbaża d-deċiżjoni fuq erba' mistoqsijiet - l-ogħla temperatura tal-metall, espożizzjoni għall-karbonju/kokk, tagħbija mekkanika, u intervall ta' tibdil - aktar milli fuq il-prezz tax-xiri biss.

• L-ogħla temperatura tal-metall: il-komponent regolarment jaqbeż bejn wieħed u ieħor 815 grad, fejn it-tkaxkir u l-karburizzazzjoni jaċċelleraw it-tnejn?
• Espożizzjoni tal-karbonju: il-wiċċ huwa f'kuntatt sostnut ma 'idrokarburi maqsuma jew depożiti tal-kokk, jew huwa iżolat mill-gass tal-proċess?
• Dmir mekkaniku: il-komponent iġorr tagħbija strutturali jew ta' pressjoni-konfini, jew huwa bracket, baffle jew tarka mgħobbija ħafif?
• Intervall ta' tibdil u aċċess: kemm għandu jdum il-komponent bejn l-ispezzjonijiet, u kemm huwa ta' tfixkil sostituzzjoni mhux ippjanata?

Jekk it-tweġiba għall-ewwel tliet mistoqsijiet tixraq lejn servizz sever, Incoloy 800 (jew 800H/800HT għall-aktar pożizzjonijiet impenjattivi u li jġorru t-tagħbija) hija l-għażla teknikament u ekonomikament soda minkejja l-prezz tax-xiri ogħla tiegħu. Jekk il-komponent joqgħod f'żona li jkessaħ, tagħbija aktar baxxa-, spezzjonata faċilment, 310S jagħti prestazzjoni adegwata bi spiża ferm aktar baxxa.

Sommarju

Mistoqsijiet Frekwenti

Incoloy 800 huwa l-istess bħall-istainless steel 310?

Le Incoloy 800 huwa liga tan-nikil-ħadid-kromju b'bejn wieħed u ieħor 30-35% nikil, filwaqt li 310S huwa ħadid-kromju-nikil stainless steel b'bejn wieħed u ieħor 19-22% nikil. Huma relatati fl-applikazzjoni iżda jappartjenu għal familji ta 'liga differenti bi proprjetajiet ta' tmexxija differenti.

Jistgħu Incoloy 800 u 310S jiġu wweldjati ma' xulxin?

Iva, weldjaturi tal-metall differenti-bejn Incoloy 800 u 310S huma komuni fil-fabbrikazzjoni tal-forn u huma tipikament magħmula b'metall tal-mili bbażat fuq in-nikil- biex jakkomoda d-differenza fl-espansjoni termali u l-kompożizzjoni bejn iż-żewġ ligi.

Liema liga tintuża għall-coil radjanti (tubu tal-qsim) innifsu?

La Incoloy 800 u lanqas 310S. Il-koljaturi radjanti normalment jużaw ligi HK-40, HP, jew HP modifikati fonduti ċentrifugament, li huma ddisinjati għall-creep estremi u t-talbiet tat-temperatura tal-kaxxa tan-nar. Incoloy 800 u 310S huma speċifikati għall-ħardwer ta 'appoġġ, mhux il-coil innifsu.

310S jirreżisti l-karburizzazzjoni għal kollox?

310S joffri xi reżistenza għall-karburizzazzjoni mill-kontenut ta 'kromju tiegħu, iżda sostanzjalment inqas minn Incoloy 800, minħabba li r-reżistenza għall-karburizzazzjoni tiskala primarjament b'kontenut ta' nikil u 310S għandu bejn wieħed u ieħor nofs in-nikil ta 'Incoloy 800.

Incoloy 800 huwa dejjem l-aħjar għażla irrispettivament mill-ispiża?

Le. F'-temperatura aktar baxxa, tagħbija-baxxa, żoni tal-forn spezzjonati faċilment, 310S jipprovdi prestazzjoni adegwata bi prezz tax-xiri aktar baxx, u li tispeċifika Incoloy 800 hemm iżid l-ispiża mingħajr servizz korrispondenti-benefiċċju tal-ħajja.