تفاوت عملکرد فلنج های ساخته شده از مواد مختلف در محیط های با دمای بالا

عملکرد فلنج ها در محیط های با دمای بالا به طور قابل توجهی بسته به مواد مورد استفاده متفاوت است، عمدتاً از نظر حفظ قدرت، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر خزیدن،ثبات حرارتیدر زیر یک تجزیه و تحلیل از دسته بندی های مواد معمولی است:

1. فلنج های فولاد کربن (به عنوان مثال، Q235، 20# فولاد) انتخاب اساسی برای دمای پایین تا متوسط
تخریب قدرت در دمای بالا
فلنج های فولادی کربن معمولاً به دمای زیر 425 درجه سانتیگراد محدود می شوند. فراتر از 350 درجه سانتیگراد، قدرت کششی آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد (به عنوان مثال،مقاومت فولاد از 245 MPa در دمای اتاق به 180 MPa در 400°C کاهش می یابد.بالاتر از ۴۵۰ درجه سانتیگراد ، sferoidization pearlite رخ می دهد ، که منجر به خشکی دانه و در نهایت شکستگی خزنده می شود.
مقاومت ضعیف در برابر اکسید
اکسیداسیون سریع در بالای ۳۰۰ درجه سانتیگراد آغاز می شود و یک لایه شل Fe3O4 را تشکیل می دهد. در ۵۰۰ درجه سانتیگراد، سرعت اکسیداسیون پنج برابر سریعتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد است.قرار گرفتن در معرض گوگرد یا بخار آب، سرعت خوردگی را بیشتر می کند.

2. فلنج های فولادی استنتیک (304/316، و غیره) برای مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا ترجیح می دهند.
مقاومت بهتر در دمای بالا و مقاومت در برابر اکسید
فولاد ضد زنگ 304 می تواند تا 870 درجه سانتی گراد مقاومت کند ، در حالی که 316L (با مولیبدن) دارای قدرت خوب (قوه محصول ≥ 120 MPa) در زیر 650 درجه سانتی گراد است.
لایه اکسید Cr2O3 (از 18-20٪ کروم) مقاومت اکسیداسیون برتر را فراهم می کند (به عنوان مثال، نرخ اکسیداسیون 90٪ کمتر از فولاد کربن در 800 °C).
خطر گرما بالا
حساسیت (450-850 °C): بارندگی کربید ممکن است باعث خوردگی بین دانه ای شود (با درمان های تثبیت کننده کاهش می یابد، به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ 321 با تیتانیوم).
محدودیت های خزیدن: بالاتر از 650 درجه سانتیگراد ، تغییر شکل خزیدن تسریع می شود و نیاز به کاهش فشار مجاز دارد (به عنوان مثال ، 316L در 700 درجه سانتیگراد فقط 15٪ از مقاومت دمای اتاق خود را دارد).

3. فلنج های فولادی دوگانه (2205، 2507، و غیره) ️ مقرون به صرفه برای خوردگی در دمای بالا
عملکرد متوسط در دمای بالا
فولاد دوگانه 2205 تا 300 درجه سانتیگراد قابل استفاده است در حالی که فولاد دوگانه فوق 2507 تا 350 درجه سانتیگراد می تواند استفاده شود (قوه تولید > 400 MPa در 300 درجه سانتیگراد، دو برابر از فولاد ضد زنگ 304).
فراتر از ۳۵۰ درجه سانتیگراد، تخریب فاز فرایت تسریع می شود و مقاومت خزیدن را سریعتر از فولاد های آستنیتیک کاهش می دهد.

۴- فلنج های فولادی کرومیوم مولیبدنوم (۱۵CrMo، P91، و غیره)
قدرت افزوده و مقاومت در برابر خزیدن
15CrMo (1-1.5٪ Cr، 0.5٪ Mo) تا 550 °C کار می کند (قوه تولید > 200 MPa در 500 °C).
P91 (9٪ Cr، 1٪ Mo) در طول زمان طولانی 650 ° C را تحمل می کند ، با دو برابر مقاومت شکستگی خزیدن 15CrMo (به عنوان مثال ، 100 MPa در مقابل 40 MPa در 600 ° C برای 100،000 ساعت)).

۵- فلنج های آلیاژ مبتنی بر نیکل (Inconel 625، Hastelloy C-276 و غیره)
عملکرد بی نظیر در دمای بالا
اینکونل 625 در درجه حرارت 1093°C > 100 MPa مقاومت کششی را حفظ می کند.
استیلوی C-276 در برابر اکسیداسیون تا 1200 درجه سانتیگراد مقاوم است و طول عمر خزیدن بیش از 100،000 ساعت است (به عنوان مثال ، 5 برابر قوی تر از 316L در 800 درجه سانتیگراد).
مقاومت در برابر خوردگی پیچیده
محتوای بالای نیکل (≥50٪) ، کروم (20-30٪) و مولیبدن (10-16٪) باعث مقاومت در برابر:
اکسیداسیون، خوردگی تحت فشار و حمله بین دانه ها در محیط های خشن (به عنوان مثال، گازیفایرهای زغال سنگ 650 درجه سانتیگراد با H2S / CO2).
مناسب برای 20+ سال خدمت در شرایط شدید مانند اسید گوگرد در دمای بالا یا نفت / گاز غنی از گوگرد.