740H / UNS N07740 Superalloy Kinerja Tinggi, Paduan Khusus Tabung Dan Pipa Semless

Superalloy 740H (UNS N07740) tabung semless dan pipa kinerja tinggi untuk boiler ultra-superkritis canggih

1 PRODUK

Tabung dan pipa semless superalloy 740H (UNS N07740) berperforma tinggi untuk boiler ultra-superkritis canggih.

Bentuk semi-produk standar termasuk tabung dan pipa seamless, round bar, penempaan dll.

2 DESAIN EKUIVALEN

UNS N07740, INCONEL® Alloy 740H

3 A PPLIKASI

Alloy 740H adalah superalloy yang dapat dikeraskan dengan nikel-dasar, yang menawarkan kombinasi unik dari kekuatan tinggi dan ketahanan mulur pada suhu tinggi bersama dengan ketahanan terhadap korosi abu batubara. Paduan ini awalnya ditargetkan untuk digunakan sebagai tabung ketel A-USC di bagian pemanas super dari pabrik ini tetapi kemudian diadaptasi untuk aplikasi sebagai bahan untuk header uap yang terhubung dengan tabung ketel. Tabung boiler A-USC adalah ukuran konvensional [biasanya diameter luar 1,5 hingga 3 inci (38 hingga 76 mm)]. Ukuran pipa header uap utama menempati kisaran ukuran yang jauh lebih besar, dengan diameter luar lebih besar dari 12 inci (305 mm) dan ketebalan dinding kemungkinan melebihi 1,5 inci (38 mm). Perpipaan pemanasan ulang uap tanpa batas, dengan diameter luar hingga 30 inci (760 mm), juga merupakan lini produk yang layak dengan paduan 740H.

4 GAMBARAN UMUM

Alloy 740H adalah superalloy yang dapat diperkeras dengan usia yang dirancang khusus untuk pembangkit listrik ultra supercritical yang canggih.

Seiring meningkatnya permintaan dunia akan tenaga listrik, pemerintah juga menuntut agar emisi dikontrol secara ketat untuk meminimalkan efek rumah kaca dari jejak karbon masyarakat. Meskipun demikian, batubara, minyak, dan gas terus menjadi bahan bakar utama untuk fasilitas pembangkit listrik. Sementara pembangkit listrik tenaga nuklir, turbin gas, matahari dan angin diperkirakan akan meningkat, batubara masih diprediksi akan menjadi bahan bakar 37% dari kapasitas pembangkit listrik dunia pada tahun 2035. Dengan demikian, ada dorongan kuat untuk pengembangan pembangkit listrik yang lebih bersih dan lebih efisien. Efisiensi boiler berbahan bakar fosil meningkat dengan suhu dan tekanan operasi. Telah ada peningkatan progresif dalam kondisi ini untuk desain boiler yang berpuncak pada teknologi ultra-supercritical (A-USC) yang canggih. Boiler A-USC diharapkan menawarkan tingkat efisiensi pembangkitan lebih dari 50% (HHV) dan operasinya sedemikian rupa sehingga emisi berbasis karbon dapat dengan mudah dikumpulkan dan diasingkan.

Program untuk mengembangkan kemampuan A-USC saat ini aktif di seluruh dunia. Karena pabrik A-USC akan beroperasi pada suhu yang lebih tinggi (700 hingga 760 ° C) dan tekanan (hingga 35 MPa), superalloy berbasis-nikel diperlukan untuk memenuhi kerasnya kekuatan dan ketahanan korosi. Alloy 740H dikembangkan khusus untuk beroperasi di bawah kondisi layanan yang menuntut ini.

5 KOMPOSISI KIMIA (% berat):

Tabel 1 (% berat)

6 SIFAT FISIK

Kepadatan: ρ = 8,05 g / cm ³ (0,291 lb / dalam ³ )

Suhu leleh: 1288-1362 ℃ (2350-2484 ° F)

Tahanan listrik: 702,7 Ω-circ mil / ft (1.168μ Ω -m)

7 METALOGRAFI

Paduan 740H menunjukkan struktur austenitik dan umurnya diperkeras oleh presipitasi fase gamma prime (γ ') Ni3 (Al, Ti, Nb). Selama perlakuan panas, niobium, aluminium, dan titanium membentuk endapan gamma utama yang diperlukan untuk penguatan. Mikrostruktur paduan 740H pipa diekstrusi dalam larutan kondisi anil dan umur terlihat pada Gambar 1. Fase kedua diamati dalam kondisi ini termasuk karbo-nitrida primer dari (Nb, Ti) (C, N) jenis, Cr ₂₃ C ₆ jenis karbida, dan gamma prima. Eksposur tambahan di seluruh rentang suhu yang diantisipasi untuk layanan A-USC hanya berfungsi untuk memodifikasi jumlah relatif dari fase yang sama ini. Gambar 2 menunjukkan gambar SEM dari mikro dari paduan 740H setelah anil larutan diikuti oleh paparan selama 5000 jam pada 1380 ° F (750 ° C).

Gambar 1 Mikro struktur larutan pipa paduan 740H anil dan berumur. ASTM No. 3 Ukuran Butir - 200X pembesaran - Kallings etag reagen.

Gambar 2 Mikrostruktur paduan 740H setelah 5000 jam pada 1380 ° F (750 ° C). Analisis SEM mengungkapkan partikel prima gamma individu dan karbida batas butir.

8 SIFAT MEKANIK

Paduan 740H menunjukkan kekuatan tinggi dan stabilitas metalurgi pada suhu tinggi.

Persyaratan sifat mekanis sesuai ASTM B983

9 KETAHANAN KOROSI

Tahan korosi dan panas

Dengan kandungan chromium yang tinggi, alloy 740H menawarkan ketahanan yang sangat baik terhadap korosi pada suhu tinggi. Ini sangat penting untuk tabung ketel karena terkena korosi oleh api unggun pada eksterior dan korosi steamside pada interior. Paduan 740H telah dievaluasi secara ekstensif di bawah kedua set kondisi.

Korosi Fireside

Kunci untuk adopsi teknologi boiler ultra-supercritical (A-USC) yang canggih adalah jaminan bahwa ketahanan korosi fireside dari paduan tabung boiler terpilih akan menjamin kehilangan logam kurang dari 2 mm dalam 200.000 jam pada suhu uap operasi (700) ° C di Eropa dan Asia dan 760 ° C di AS). Yang sangat penting adalah kenyataan bahwa korosi abu batubara adalah fungsi tidak hanya dari komposisi paduan tetapi lingkungan boiler dalam hal kimia batubara dan kondisi operasi boiler. Komposisi batubara karena mempengaruhi lingkungan boiler adalah pertimbangan utama. Sayangnya, komposisi batu bara sangat bervariasi bahkan dalam empat jenis batu bara primer yang diakui membuat prediksi laju korosi absolut, dunia nyata sulit, jika bukan tidak mungkin.

Batubara biasanya mengandung sejumlah besar sulfur yang ditunjukkan oleh Kung4, berevolusi menjadi H2S, S2, SO2, SO3 dan COS selama pembakaran. Konstituen batubara lainnya, seperti klorida, tanah alkali dan alkali, kadar air dan kadar total abu juga memainkan peran penting dalam korosi perapian. Kondisi pengoperasian boiler, seperti suhu uap operasi, bahan bakar oksi (NOx rendah) dan strategi untuk menurunkan emisi, misalnya mencuci batubara untuk mengurangi sulfur pirit (FeS) atau menggunakan pembakaran unggun terfluidisasi menggunakan batu kapur untuk memperbaiki pembentukan SO2 selama batubara pembakaran juga mempengaruhi laju korosi paduan.

10 INSTRUKSI KERJA

Paduan 740H adalah superalloy yang diperkeras dengan usia yang biasanya diberikan dalam larutan yang dianil dan kondisi yang diperkeras dengan usia.

Pembentukan panas

Kisaran suhu yang disarankan untuk operasi pembentukan panas seperti penempaan atau hot-rolling adalah antara 870 ° C (1600 ° F) dan 1190 ° C (2175 ° F).

Annealing

Praktek anil dijelaskan dalam ASME code case 2702, yang menentukan suhu minimum 1100 ° C (2010 ° F), untuk ketebalan 1 jam per satu inci (25,4mm) tetapi tidak kurang dari 30 menit. Kisaran anil dapat meluas setinggi 1160 ° C (2125 ° F). Kondisi pendinginan khusus akan tergantung pada formulir produk dan aplikasi yang dimaksud. Pendinginan air direkomendasikan setelah anil solusi,

Pengerasan usia

Case kode ASME 2702 juga menentukan praktik pengerasan usia untuk alloy 740H. Penuaan harus dilakukan pada suhu antara 760 ° C (1400 ° F) dan 815 ° C (1500 ° F), selama minimal 4 jam. Waktu penuaan minimum harus ditingkatkan untuk ketebalan di atas 2 inci (50,8 mm) dengan ketebalan pada kecepatan ½ jam per inci dari ketebalan tambahan. Penuaan harus diikuti oleh pendinginan udara. Instruksi yang sama untuk pengerasan usia ini harus diikuti untuk perlakuan panas pasca-lasan.

11 SPESIFIKASI STANDAR

Sifat-sifat produk tabung mulus ditentukan dalam ASTM B983.

Paduan 740H disetujui oleh ASME Boiler dan Pressure Vessel Code untuk konstruksi Bagian I (Power Boiler) oleh Code Case 2702, dan untuk konstruksi di bawah ASME B31.1 oleh Code Case 190. Tegangan yang diijinkan ditentukan untuk suhu operasi dari ambien ke 800 ° C (1472 ° F).

12 KEUNGGULAN KOMPETITIF:

(1) Lebih dari 50 tahun pengalaman penelitian dan pengembangan dalam paduan suhu tinggi, paduan tahan korosi, paduan presisi, paduan tahan api, logam langka dan bahan dan produk logam mulia.
(2) 6 laboratorium kunci negara dan pusat kalibrasi.
(3) Teknologi yang dipatenkan.

(4) Proses peleburan ultra-kemurnian: VIM + IG-ESR + VAR

(5) Kinerja tinggi yang luar biasa.

13 PERSYARATAN BISNIS