Aloi sy'n seiliedig ar nicel (Incoloy 800 N08800) ymwrthedd aloi i dymheredd uchel a gwrthsefyll cyrydiad
1 Rhagymadrodd
Aloi sy'n seiliedig ar haearn yw aloi Incoloy 800; mae'n cynnwys swm mawr o Ni, Cr a swm bach o Si, Mn, Cu, Al, Ti. Mae ganddo gryfder tymheredd uchel uchel, ac mae ganddo hefyd wrthwynebiad ocsideiddio da, ymwrthedd carburization a gwrthiant athreiddedd. Priodweddau sylffwr. Mae cynnwys uchel Cr a Ni yn sicrhau sefydlogrwydd hirdymor mewn amgylcheddau cyrydol. 800 o diwb ffwrnais gasoline crai cracio aloi a ddefnyddir mewn gwaith prosesu hydrogen am 150,000 o oriau
(17 mlynedd) yn ddiweddarach, dim ond mân gyrydiad y mae wedi'i ddioddef ac mae ganddo briodweddau mecanyddol da o hyd.
Yn yr Unol Daleithiau a gwledydd eraill, mae Alloy 800 wedi dod yn ddeunydd strwythurol tymheredd uchel safonol. Mae'r aloi hwn yn berffaith addas i'w ddefnyddio o dan ystod eang o amodau ac, o ganlyniad, defnyddiwyd y deunydd hwn yn helaeth mewn llawer o systemau tymheredd uchel yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Mae'r prif ffocws yn yr Unol Daleithiau wedi bod ar gymwysiadau mewn systemau trosi ynni uwch, yn enwedig y rhai sy'n ymwneud â hylosgi glo a nwyeiddio, gyda chanlyniadau amrywiol yn amrywio o lwyddiant i fethiant annisgwyl oherwydd sychder. Ym mron pob achos, mae'r broblem oherwydd cyrydiad cyflymu sylffwr.
Ymddengys mai sylffidiad yw'r prif bwynt glynu sy'n cyfyngu ar y defnydd eang o'r aloi hwn. Nid yw'r amodau ar gyfer defnydd dibynadwy o'r aloi hwn yn glir eto. Pwrpas yr erthygl hon yw adolygu'r data ar ymddygiad Alloy 800 mewn atmosfferau sy'n cynnwys sylffwr a gwerthuso potensial Alloy 800 i wrthsefyll cyrydiad sylffwr. Mae cyfyngiadau, ar ben hynny, yn cyfeirio at ffactorau amgylcheddol a materol sy'n dylanwadu ar ymddygiad, yn ogystal â meysydd lle mae angen gwaith pellach.
2. Gwrthocsidyddion
Mae'r rhan fwyaf o gymwysiadau aloi Incolog 800 mewn atmosfferau lle gall sylffwreiddio a chorydiad ddigwydd yn perthyn i un o'r tri atmosffer canlynol: (1) prosesu petrolewm, (2) nwyeiddio glo, a (3) hylosgi tanwydd ffosil. Y prif wahaniaeth rhwng pob atmosffer yw gweithgaredd ocsigen, tymheredd a phwysau, ond mae rhai cydrannau atmosffer yn rhannol yr un peth ac nid oes gwahaniaethau amlwg bob amser. Isod mae canlyniadau profion y gorffennol a'r presennol o 800 aloi mewn amrywiol feysydd, gan gynnwys amcangyfrifon o stribedi defnydd cyfyngedig sydd angen gwell perfformiad.
2.1 Prosesu petrolewm
Yr amodau defnydd yn y diwydiant petrolewm yw: tymheredd isel, ac mae'r atmosffer yn cynnwys hydrogen, hydrocarbonau, carbon ocsidau a stêm sy'n cynnwys symiau bach i olrhain o HS. Mae'r math hwn o awyrgylch fel arfer yn cynnwys<1% HS (generally less than 100ppm) and very low activity hydrogen, and the temperature generally does not exceed 650°C. Over the years, people have intermittently revealed the behavior of many high-temperature alloys in H2/HS environments: Such as Soreu and Hogt in 1956, Backensto et al. in 1958 and 1956, Mcoy and Hamel in 1971.
Mae'r gyfradd cyrydiad yn dibynnu i raddau helaeth ar dymheredd ac mae'n ansensitif i gynnwys HS a chyfanswm pwysau. Pan fydd yr atmosffer yn cynnwys 0.02% HS, bydd cyrydiad sulfidation yn digwydd mewn 800 o aloi. Nid oes unrhyw un eto wedi trafod effaith crynodiad peroxygen, ond gellir casglu bod yn rhaid i'r gweithgaredd ocsigen fod yn eithaf isel er mwyn i'r sylffid ddod yn gyflwr sefydlog mewn cydbwysedd â'r cyfnod nwy, fel y dangosir gan ddadansoddiad diffreithiant pelydr-X o yr arwyneb ocsid.
Ymddengys bod y casgliad nad yw'r cyflymder vulcanization yn sensitif i'r crynodiad HS yn cael ei ymestyn i achos HS pur. Mae Burns wedi astudio adwaith 8 aloi mewn HS pur ar 101.3kPa. Y gyfradd cyrydu ar 593 gradd yw 1.194 mm y flwyddyn. Ar yr adeg hon, mae crynodiad HS yn 2 orchymyn maint yn is na'r crynodiad ar y tymheredd cyfatebol yn Nhabl 1, a dim ond Tabl 1 yw'r grym. hanner y tymheredd cyfatebol, sydd mewn cyferbyniad sydyn â'r data allosodedig yn Nhabl 1. Gwiriodd effaith gorboethi ar y gyfradd cyrydu. Y gyfradd cyrydiad o dan HS pur ar 650 gradd oedd 3.48 mm y flwyddyn. Cafodd y sampl ei fwlcaneiddio'n ddifrifol o fewn 12 awr ar 774 gradd a'i ddinistrio'n llwyr ar 982 gradd.
Yn ôl y data a gafwyd, pan ddefnyddir aloi 800 mewn awyrgylch sy'n cynnwys ystod eang o gydrannau HS o ychydig ppm i 100% HS, ni fydd cyrydiad sylffid amlwg o dan 538 gradd, a'r sgrap mae'n ymddangos bod cyfradd cyrydiad (0.408 mm y flwyddyn) yn uwch na 538 gradd ac yn cynnwys 1% neu fwy o awyrgylch H, S. Fodd bynnag, nid oes unrhyw ddata ar y gyfradd cyrydu mewn atmosfferau sy'n cynnwys symiau bach i olrhain o HS uwchlaw 538 gradd. Dylai fod pwynt cyfyngu critigol na fydd cyrydiad yn digwydd oddi tano oherwydd sefydlogrwydd thermodynamig y cyfnod sylffid. Dangosir rhyngwyneb sefydlog cyfnod (sylffid metel/metel) Fe, Ni, Cr a Mn fel swyddogaeth tymheredd a chymhareb HS/H yn Ffigur 1. Os yw'r gymhareb HS/-H2 yn llai na 10~3, fe a Ni fydd Ni yn ffurfio sylffidau sefydlog uwchlaw 760 gradd. Hyd yn oed os ffurfir sylffidau Fe a Ni, gan achosi i'r aloi 800 gyrydu'n gyflym, gall barhau i gynnal perfformiad da o dan amodau mwy na 760 gradd a chrynodiad HS yn H llai na 1000ppm.
