Quais são as diferenças de desempenho das flanges fabricadas com diferentes materiais em ambientes de alta temperatura?

A diferença de desempenho das flanges feitas de diferentes materiais em ambiente de alta temperatura reflete-se principalmente na capacidade de manutenção da resistência, resistência à oxidação, resistência ao arrastamento,Estabilidade térmica e compatibilidade com o meio, etc. A partir das categorias de materiais típicos, é efectuada a seguinte análise:
I. Flancas de aço carbono (por exemplo, aço Q235, 20#): escolha básica para cenários de baixa e média temperatura.
A resistência a altas temperaturas é obviamente atenuada.
A temperatura de utilização do aço de carbono é geralmente não superior a 425°C e a sua resistência ao rendimento diminui em mais de 30% quando a temperatura excede 350°C (por exemplo,A resistência de 20* de aço cai de 245MPa para 180MPa a 400°C)Quando a temperatura excede 350°C, a sua resistência de rendimento diminui em mais de 30% (por exemplo, a resistência de rendimento do aço 20°C diminui de 245MPa para 180MPa a 400°C).o tamanho do grão pode ser aumentado devido à esferoidização da perlita, o que acabará por levar a uma fratura.
Resistência limitada à oxidação
O aço carbono a 300 °C acima do início da oxidação rápida, a superfície da formação de uma camada de óxido de Fe 3 O 4 solto, quanto maior a temperatura, mais rápida a taxa de oxidação (por exemplo,500 °C quando a taxa de oxidação de 300 °C é 5 vezes)Se o meio contém enxofre ou vapor de água, a corrosão por oxidação será ainda mais agravada.
Em segundo lugar, flanges austeníticas de aço inoxidável (304/316, etc.): o principal cenário de corrosão a altas temperaturas
A resistência a altas temperaturas e a resistência à oxidação é melhor que o aço carbono
304 aço inoxidável limite superior de temperatura de utilização de cerca de 870 ° C, 316L devido a elementos de molibdênio, em 650 ° C abaixo ainda pode manter uma boa resistência (resistência de rendimento ≥ 120MPa),e a resistência à oxidação é significativamente melhorada (800 ° C taxa de oxidação é inferior à do aço carbono 90%). 90% menor taxa de oxidação do que o aço carbono a 800 °C).
Princípio: A estabilidade da organização austenítica torna menos propensa à esferoidização da perlita a altas temperaturas, e o elemento cromo (18% ~ 20%) forma um filme denso de óxido Cr2O3,Prevenção da difusão de átomos de oxigénio.
Riscos potenciais a altas temperaturas
Corrosão sensibilizada: se utilizada por um longo período de tempo na faixa de 450 ~ 850 °C, o aço inoxidável 304 pode levar a corrosão intergranular devido à precipitação de carburo,O que precisa ser melhorado por “tratamentos de estabilização” (e.g., titânio adicionado a 321 aço inoxidável).
Limitação de deslizamento: acima de 650 °C, a taxa de deformação de deslizamento do aço inoxidável austenítico é acelerada,O projecto deve reduzir a tensão admissível (como 316L a 700°C, quando a tensão admissível é de apenas 15% da temperatura ambiente).
Em terceiro lugar, flange duplex de aço (2205, 2507, etc.): ambiente de alta temperatura e forte corrosão da escolha mais rentável
Propriedades mecânicas de alta temperatura entre o aço carbono e o aço inoxidável austenítico
O aço duplex 2205 é normalmente ≤ 300 °C, o aço super duplex 2507 pode ser 350 °C e a sua resistência ao rendimento a 300 °C mantém-se superior a 400 MPa (304 aço inoxidável 2 vezes),mas superior a 350 °C, a fase ferrítica da fase ferrítica é acelerada, o projeto precisa reduzir a tensão admissível (como 316L a 700 °C, a tensão admissível é de apenas 15% à temperatura ambiente). °C,a resistência ao arrastamento da fase de ferrita diminui, a resistência de mais rápido do que o aço inoxidável austenítico.
Quarto, flange de aço cromado e molibdênio (15CrMo, P91 etc.): condições de trabalho de alta temperatura e alta pressão dos materiais do núcleo
A resistência a altas temperaturas e a resistência ao arrasto são significativamente melhoradas
O aço 15CrMo (cromo 1% ~ 1,5%, molibdênio 0,5%) pode ser utilizado a uma temperatura de até 550 °C, 500 °C, quando a resistência ao rendimento ainda é mantida em mais de 200 MPa;O grau mais elevado de aço P91 (9% de cromo + 1% de molibdênio) pode ser a longo prazo 650 ° C a seguinte operação, a resistência à ruptura de arrasto é superior à do aço inoxidável austenítico.15CrMo apenas 40MPa).
V. Flancas de liga à base de níquel (Inconel 625, Hastelloy C-276 etc.): a solução definitiva para ambientes corrosivos a altas temperaturas extremas
Exercícios de trituração a altas temperaturas para outros materiais
Inconel 625 a 1093 °C pode manter uma resistência à tração superior a 100 MPa, Hastelloy C-276 pode ser resistente à oxidação a 1200 °C e abaixo,e a altas temperaturas da vida da fratura de raspador de até 10 milhões. Duração de vida de ruptura de arrasto de até 100 000 horas ou mais (como a 800 °C, a resistência de arrasto do C-276 é 5 vezes a do 316L).
Corrosão complexa anti-temperatura
Em ácido forte a alta temperatura (como ácido sulfúrico concentrado a 150 °C), fluoro/cloro ou óleo e gás a alta temperatura e pressão que contenham enxofre,ligas à base de níquel devido ao sistema de liga de níquel elevado (≥ 50%)A corrosão intergranular é uma corrosão que pode ser causada por corrosião por oxidação, corrosão por tensão e corrosão intergranular.indústria química do carvão no gasificador de carvão de alta temperatura (temperatura 650 °C), contendo H 2 S / CO 2), apenas as flanges de liga à base de níquel podem satisfazer os requisitos de mais de 20 anos de serviço.