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La différence de performance des brides faites de différents matériaux dans un environnement à haute température se reflète principalement dans la capacité de maintien de la résistance, la résistance à l'oxydation, la résistance au fluage, la stabilité thermique et la compatibilité moyenne, etc. L'analyse suivante est réalisée à partir des catégories de matériaux typiques:
I. Fricots en acier au carbone (par exemple, Q235, 20 # en acier): Le choix de base des scénarios à basse et moyenne température.
La résistance à des températures élevées est évidemment atténuée.
La température d'utilisation de l'acier au carbone ne dépasse généralement pas 425 ℃, et sa limite d'élasticité diminuera de plus de 30% lorsque la température dépasse 350 ℃ (par exemple, la limite d'élasticité de 20 # baisse de 245 MPa à 180 MPa à 400 ℃). Lorsque la température dépasse 350 ℃, sa limite d'élasticité diminuera de plus de 30% (par exemple, la limite de rendement en acier 20 # diminue de 245 MPa à 180 MPa à 400 ℃). S'il continue de fonctionner au-dessus de 450 ℃, la taille des grains peut être agrandie en raison de la «sphéroïdisation des perlites», ce qui entraînera éventuellement une fracture de fluage.
Résistance limitée à l'oxydation
L'acier au carbone à 300 ℃ au-dessus du début de l'oxydation rapide, la surface de la formation de la couche d'oxyde Fe ₃ o ₄ lâche, plus la température est élevée, plus le taux d'oxydation est rapide (par exemple, 500 ℃ lorsque le taux d'oxydation de 300 ℃ est 5 fois). Si le milieu contient du soufre ou de la vapeur d'eau, la corrosion d'oxydation sera encore aggravée.
Deuxièmement, les brides en acier inoxydable austénitique (304/316, etc.): la principale scène de corrosion à haute température
Une résistance à haute température et une résistance à l'oxydation sont meilleures que l'acier au carbone
304 Limite supérieure de la température en acier inoxydable d'environ 870 ° C, 316L en raison des éléments de molybdène, dans le 650 ° C ci-dessous peut toujours maintenir une bonne résistance (limite d'élasticité ≥ 120 MPa), et la résistance à l'oxydation est significativement améliorée (le taux d'oxydation de 800 ° C est inférieur à celui de l'acier de carbone à 90%). 90% de taux d'oxydation inférieur à l'acier au carbone à 800 ℃).
Principe: La stabilité de l'organisation austénitique le rend moins sujet à la sphéroïdisation des perlites à des températures élevées, et l'élément de chrome (18% ~ 20%) forme un film d'oxyde de cr₂o₃ dense, empêchant la diffusion des atomes d'oxygène.
Risques potentiels à des températures élevées
Corrosion sensibilisée: si elle est utilisée pendant une longue période dans la plage de 450 à 850 ° C, 304 en acier inoxydable peuvent entraîner une corrosion intergranulaire en raison des précipitations de carbure, qui doivent être améliorées par des «traitements de stabilisation» (par exemple, le titane ajouté à 321 en acier inoxydable).
Limitation de fluage: au-dessus de 650 ℃, le taux de déformation de fluage de l'acier inoxydable austénitique accéléré, la conception doit réduire la contrainte autorisée (comme 316L dans 700 ℃ lorsque la contrainte autorisée n'est que 15% de la température ambiante).
Troisièmement, bride en acier duplex (2205, 2507, etc.): température élevée et environnement corrosif fort du choix rentable
Propriétés mécaniques à haute température entre l'acier au carbone et l'acier inoxydable austénitique
2205 L'acier duplex est généralement ≤ 300 ° C, l'acier super duplex 2507 peut être de 350 ° C, et sa limite d'élasticité à 300 ° C est toujours maintenue à plus de 400 MPA (304 en acier inoxydable 2 fois), mais supérieur à 350 ° C, la phase ferritique de la phase de ferrite est accélérée, la conception doit réduire la contrainte permis 15% à température ambiante). ℃, la résistance au fluage de phase de ferrite diminue, la résistance de l'acier inoxydable austénitique.
Quatrième, chrome et bride en acier au molybdène (15Crmo, p91, etc.): Température à haute température et conditions de travail à haute pression des matériaux centraux
Une résistance à haute température et une résistance au fluage sont considérablement améliorées
L'acier 15crmo (chrome 1% ~ 1,5%, molybdène 0,5%) peut être utilisé à une température allant jusqu'à 550 ° C, 500 ° C, lorsque la limite d'élasticité est toujours maintenue à plus de 200mPa; Un grade plus élevé d'acier p91 (9% de chrome + 1% de molybdène) peut être dans le fonctionnement à long terme de 650 ° C, la résistance à la fracture de fluage est plus que l'acier inoxydable austénitique. Fonctionnement, la résistance à la fracture de fluage est de 15 Crmo 2 fois (comme 600 ℃ P91 100 000 heures de résistance au fluage de 100 MPA, 15CRMO seulement 40MPA).
V. Fiches d'alliage à base de nickel (Inconel 625, Hastelloy C-276, etc.): La solution ultime pour les environnements corrosifs à haute température extrême
Performances à ultra-haute température écrasant les autres matériaux
Inconel 625 à 1093 ℃ peut toujours maintenir une résistance à la traction de plus de 100 MPA, Hastelloy C-276 peut être résistant à l'oxydation à 1200 ℃ et en dessous, et à des températures élevées de la durée de vie de fracture de fluage pouvant atteindre 10 millions. La durée de vie de fracture de fluage allant jusqu'à 100 000 heures ou plus (comme 800 ℃, C-276 La force de fluage est 5 fois celle de 316L).
Corrosion complexe anti-température «polyvalent»
Dans un acide fort à haute température (tel que 150 ℃ d'acide sulfurique concentré), des milieux contenant du fluor / du chlore ou des alliages à haute température et à haute pression à haute pression (≥50%), un chrome élevé (20% à 30%), un molybdennum élevé (10%), un chrome élevé), une résistance à un molybdennum élevé, Corrosion du stress et corrosion intergranulaire. Corrosion intergranulaire. Par exemple: l'industrie chimique du charbon dans le gazéificateur de charbon à haute température (température 650 ℃, contenant H ₂ S / Co ₂), seules les brides d'alliage à base de nickel peuvent répondre aux exigences de plus de 20 ans de service.