Prestatieverschillen van Flenzen Gemaakt van Verschillende Materialen in Hoge-Temperatuur Omgevingen

De prestaties van flensmaterialen onder hoge temperatuuromstandigheden variëren aanzienlijk op basis van factoren zoals:sterktebehoud, oxidatieweerstand, kruipweerstand, thermische stabiliteit, enchemische compatibiliteitHieronder vindt u een gedetailleerde evaluatie op basis van typische materiaalcategorieën.

1Flangen van koolstofstaal (bv. Q235, 20# staal)

Het koolstofstaal is over het algemeen geschikt voor toepassingen bij lage tot middelmatige temperaturen.de slijtvastheid van 20* staal daalt van ongeveer 245 MPa bij kamertemperatuur tot ongeveer 180 MPa bij 400°CBij een temperatuur van meer dan 450°C wordt het materiaal steeds gevoeliger voor korrelroosheid als gevolg van de spheroïdisatie van de parelliet, wat uiteindelijk kan leiden tot scheeflopen.

In termen van oxidatieweerstand heeft koolstofstaal een slechte prestatie. De oxidatie begint te versnellen boven 300°C, met de vorming van een losse Fe3O4 oxide schaal.de oxidatiesnelheid kan vijf keer hoger zijn dan bij 300°CAls zwavelverbindingen of stoom in de omgeving aanwezig zijn, wordt de oxidatiecorrosie nog verergerd, waardoor de betrouwbaarheid van het materiaal onder dergelijke omstandigheden wordt beperkt.

2. Austenitische roestvrijstalen flenzen (bijv. 304, 316)

Austenitisch roestvrij staal wordt veel gebruikt in hoge temperatuur, corrosieve omgevingen vanwege hun superieure oxidatiebestendigheid en thermische stabiliteit.Type 304 kan worden gebruikt bij temperaturen tot ongeveer 870°C, terwijl 316L, dat molybdeen bevat, tot 650°C een goede sterkte behoudt (kracht ≥ 120 MPa).Hun hoge chroomgehalte (18 ‰ 20%) maakt het mogelijk een dichte cr2O3-passieve laag te vormen die de oxidatie aanzienlijk vertraagt.Bijvoorbeeld bij 800°C is de oxidatie van 304/316 meer dan 90% lager dan die van koolstofstaal.

De uitbreiding van de uitbreiding van de productie van de uitbreiding van de productie van de uitbreiding van de productie van de uitbreiding van de productie van de uitbreiding van de productie van de uitbreiding van de productie van de uitbreiding van de productie van de uitbreiding van de productie van de productie van de uitbreiding van de productie van de productie van de uitbreiding van de productie van de productie van de uitbreiding van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productie van de productiewaarbij chroomcarbide aan de korrelgrenzen neerslaanDit probleem kan worden verzacht door stabilisatiebehandelingen, zoals het gebruik van titanium-gestabiliseerde kwaliteiten zoals 321 roestvrij staal.

Een andere zorg is de kruipvervorming: boven 650°C neemt de kruipsnelheid aanzienlijk toe, waardoor de toegestane ontwerpspanning moet worden verlaagd.de toelaatbare spanning van 316L kan bij omgevingstemperatuur slechts tot ongeveer 15% van zijn waarde dalen.

3. Duplex flenzen van roestvrij staal (bijv. 2205, 2507)

Duplex roestvrij staal biedt een evenwicht tussen sterkte en corrosiebestandheid, waardoor het een kosteneffectieve oplossing is in matig hoge temperatuuromgevingen met agressieve media.Typ 2205 wordt meestal gebruikt bij temperaturen tot 300°CBij 300°C behoudt 2205 een slijtvastheid van meer dan 400 MPa, bijna het dubbele van die van roestvrij staal 304.

Ondanks hun sterktevoordelen zijn duplexstaal ten opzichte van austenitische staalsoorten bij hoge temperaturen minder stabiel.de ferritische fase wordt gevoelig voor korrelgroei en verminderde kruipbestandheidDit versnelde verlies van mechanische integriteit beperkt hun geschiktheid voor langdurig gebruik bij hoge temperaturen.

4Flangen van staal van chroommolibdeenlegering (bijv. 15CrMo, P91)

Cr-Mo-legeringsstaal is speciaal ontworpen voor omgevingen met hoge temperaturen en hoge druk, zoals elektriciteitscentrales en ketelsystemen.Hun mechanische prestaties onder dergelijke omstandigheden zijn ver boven die van koolstofstaal en standaard roestvrij staal.

15CrMo-staal, met een gehalte aan chroom van 1,5% en molybdeen van ongeveer 0,5%, is geschikt voor gebruikstemperaturen tot 550°C. Bij 500°C behoudt het nog steeds een sterkte van meer dan 200 MPa.een hoogwaardige 9%Cr1Mo-legering, kan langdurig onder 650°C werken met uitstekende kruipbestandheid. Bijvoorbeeld bij 600°C gedurende 100.000 uur blijft de kruipsterkte van P91 rond de 100 MPa,vergeleken met slechts 40 MPa voor 15CrMo.

Deze materialen combineren hoge temperatuursterkte met een goede oxidatiebestendigheid, waardoor ze goed geschikt zijn voor veeleisende thermische en drukomstandigheden.

5Flangen van legeringen op basis van nikkel (bv. Inconel 625, Hastelloy C-276)

Nikkel-gebaseerde legeringen hebben de hoogste prestaties in extreme temperaturen en zeer corrosieve omgevingen.terwijl Hastelloy C-276 een uitstekende oxidatiebestendigheid biedt tot 1200°CDeze legeringen bieden ook een uitstekende kruipbestandheid. Bijvoorbeeld, bij 800°C, heeft Hastelloy C-276 een kruipsterkte van ongeveer vijf keer die van 316L roestvrij staal.

Hun uitzonderlijke corrosiebestendigheid is te danken aan hun hoge gehalte aan nikkel (≥ 50%), chroom (20% 30%) en molybdeen (10% 16%).Deze combinatie maakt het mogelijk om bestand te zijn tegen een breed scala aan afbraakmechanismenIn de kolenchemische toepassingen, bijvoorbeeld, is het gebruik van de chemische stoffen voor de productie van steenkool een belangrijke factor in de opbouw van de energiebronnen.waarbij gaseisers werken bij 650°C en H2S en CO2 bevatten, alleen legeringen op basis van nikkel kunnen betrouwbare prestaties bieden voor een levensduur van meer dan 20 jaar.

Conclusies

Bij toepassingen bij hoge temperaturen moet bij de materiaalkeuze voor flenzen niet alleen rekening worden gehouden met de temperatuurdrempels, maar ook met de mechanische prestaties op lange termijn en de corrosiebestendigheid.

• koolstofstaalis economisch, maar beperkt tot lagere temperaturen en niet-corrosieve omgevingen.

• andere, met een breedte van niet meer dan 600 mmDeze producten bieden een betere corrosiebestendigheid bij hoge temperaturen, maar zijn gevoelig voor sensibilisatie en kruip.

• met een breedte van niet meer dan 50 mmDeze producten bieden een hoge sterkte bij matige temperaturen, maar verslechteren snel bij verhoogde temperaturen.

• van ijzer of van staalzijn geoptimaliseerd voor hoge druk en hoge temperatuur met een sterke kruipbestandheid.

• met een gewicht van niet meer dan 50 kgDe Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de resultaten van de evaluatie van de in artikel 3, lid 2, van Verordening (EG) nr. 659/1999 bedoelde maatregelen.

Een zorgvuldige evaluatie van de werktemperatuur, druk en samenstelling van het medium is essentieel voor de selectie van het juiste flensmateriaal om veiligheid, duurzaamheid en kosteneffectiviteit te garanderen.