June 12, 2025
Разница в производительности фланцев, изготовленных из разных материалов в условиях высокой температуры, в основном отражается в способности к поддержанию прочности, устойчивости к окислению, устойчивости к ползучему движению,тепловая устойчивость и совместимость среднего, и т. д. Из типичных категорий материалов проводится следующий анализ:
I. Фланцы из углеродистой стали (например, Q235, 20# сталь): основной выбор при низких и средних температурах.
Прочность при высоких температурах, очевидно, ослаблена.
Температура использования углеродистой стали обычно не превышает 425°C, а ее прочность снижается более чем на 30% при температуре выше 350°C (например,прочность 20* стали падает с 245MPa до 180MPa при 400°C)При температуре, превышающей 350°C, его прочность снижается более чем на 30% (например, прочность 20* стали снижается с 245MPa до 180MPa при 400°C).размеры зерен могут быть увеличены из-за сфероидизации перлита, что в конечном итоге приведет к перелому.
Ограниченное сопротивление окислению
углеродистая сталь при 300 °C выше начала быстрого окисления, поверхность образования свободного слоя оксида Fe 3 O 4, чем выше температура, тем быстрее скорость окисления (например,500 °C при скорости окисления 300 °C 5 раз)Если среда содержит серу или водяной пар, то окислительная коррозия будет еще более усилена.
Во-вторых, аустенитные фланцы из нержавеющей стали (304/316, и т.д.): основная сцена коррозии при высоких температурах
высокотемпературная прочность и окислительность лучше, чем углеродистая сталь
304 нержавеющая сталь верхний предел температуры использования около 870 ° C, 316L из-за молибдена элементов, в 650 ° C ниже все еще может поддерживать хорошую прочность (прочность урожая ≥ 120MPa),и устойчивость к окислению значительно улучшена (800 ° C скорость окисления ниже, чем у углеродистой стали 90%)90% меньше, чем у углеродистой стали при 800°C).
Принцип: стабильность аустенитной организации делает ее менее склонной к сфероидизации перлита при высоких температурах, а элемент хрома (18% ~ 20%) образует плотную пленку оксида Cr2O3,предотвращение диффузии атомов кислорода.
Потенциальные риски при высоких температурах
Очувствованная коррозия: при длительном использовании в диапазоне 450 ~ 850 °C 304 нержавеющая сталь может привести к межзернистой коррозии из-за осадков карбидов,который должен быть улучшен с помощью стабилизирующих процедур (.г. титан, добавленный в 321 нержавеющую сталь).
Ограничение поскользания: выше 650°C скорость деформации поскользания аустенитной нержавеющей стали ускоряется,конструкция должна снижать допустимую напряженность (например, 316L при 700°C, когда допустимая напряженность составляет только 15% от комнатной температуры).
В-третьих, двойной стальной фланц (2205, 2507 и т.д.): высокая температура и сильная коррозионная среда экономически эффективного выбора
высокотемпературные механические свойства между углеродной сталью и аустенитной нержавеющей стали
2205 дуплексная сталь обычно ≤ 300 °C, супердуплексная сталь 2507 может быть 350 °C, и ее прочность при 300 °C все еще сохраняется более 400MPa (304 нержавеющая сталь 2 раза),но более 350 °C, ферритная фаза ферритной фазы ускоряется, конструкция должна снизить допустимую напряженность (например, 316L при 700 ° C допустимая напряженность составляет только 15% при комнатной температуре). °C,уменьшается стойкость к прополкам ферритовой фазы, прочность быстрее, чем аустенитная нержавеющая сталь.
В-четвертых, хром и молибден стальные фланцы (15CrMo, P91, и т.д.): высокая температура и высокое давление условий работы основных материалов
значительно улучшается прочность при высоких температурах и стойкость к ползучему
15CrMo сталь (хром 1% ~ 1,5%, молибден 0,5%) может быть использована при температуре до 550 °C, 500 °C, когда прочность прочности все еще сохраняется более 200MPa;более высокий класс P91 стали (9% хрома + 1% молибдена) может быть в долгосрочной перспективе 650 ° C следующая операция, прочность на трещины более, чем аустенитная нержавеющая сталь.15CrMo только 40MPa).
V. Фланцы из сплавов на основе никеля (Inconel 625, Hastelloy C-276 и т.д.): идеальное решение для экстремально высокотемпературных коррозионных сред
Ультравысокотемпературные характеристики дробления других материалов
Inconel 625 при 1093 °C может сохранять прочность на растяжение более 100MPa, Hastelloy C-276 может быть устойчивым к окислению при 1200 °C и ниже,и при высоких температурах жизни ползучего перелома до 10 миллионовПродолжительность жизни трещины на ползание до 100 000 часов или более (например, при 800 °C, прочность на ползание C-276 в 5 раз превышает прочность 316L).
Противотемпературный комплекс коррозии
В высокотемпературной сильной кислоте (например, концентрированной серной кислоте при 150 °C), фтору/хлору содержащих средах или высокотемпературном и высокотемпературном серном масле и газе,сплавы на основе никеля из-за системы легирования с высоким содержанием никеля (≥ 50%), с высоким содержанием хрома (20% - 30%), с высоким содержанием молибдена (10% - 16%), могут одновременно противостоять окислительной коррозии, стрессовой коррозии и межзернистой коррозии.угольнохимическая промышленность в высокотемпературном угольном газификаторе (температура 650 °C), содержащие H 2 S / CO 2), только фланцы из никелевых сплавов могут соответствовать требованиям более 20 лет службы.