ผลงานของวัสดุ flange ภายใต้สภาพอุณหภูมิสูงแตกต่างกันอย่างสําคัญขึ้นอยู่กับปัจจัย เช่นความแข็งแรงในการเก็บรักษา ความทนทานต่อการออกซิเดชั่น ความทนทานต่อการคลาน ความมั่นคงทางความร้อนและความเข้ากันได้ทางเคมีโดยมีสื่อการดําเนินงาน ภายใต้นี้คือการประเมินรายละเอียดบนพื้นฐานของประเภทของวัสดุทั่วไป
สแตนเลสคาร์บอนโดยทั่วไปเหมาะสําหรับการใช้งานในอุณหภูมิต่ําถึงกลาง ความแข็งแรงของมันลดลงอย่างรวดเร็วกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เช่นความแข็งแรงของเหล็ก 20# ลดลงจากประมาณ 245 MPa ในอุณหภูมิห้องไปประมาณ 180 MPa ในอุณหภูมิ 400 °Cมากกว่า 450 °C วัสดุจะมีความเปราะบางมากขึ้นต่อการหยาบของเมล็ดเนื่องจาก spheroidization pearlite ซึ่งในที่สุดอาจนําไปสู่ความล้มเหลว creep
ในแง่ของความต้านทานต่อการออกซิเดน สแตนเลสคาร์บอนมีผลงานที่ไม่ดี การออกซิเดนเริ่มเร่งขึ้นเหนือ 300 ° C โดยการสร้างระดับอ๊อกไซด์ Fe3O4 ละอ่อนอัตราการออกซิเดนสูงกว่า 300 °C ได้ถึง 5 เท่าหากสารคอมพิวเตอร์ซัลฟูเฟอร์หรือควายมีอยู่ในสภาพแวดล้อม การกัดสนิมด้วยการออกซิเดชั่นจะเพิ่มมากขึ้น ซึ่งจํากัดความน่าเชื่อถือของวัสดุในสภาพดังกล่าว
เหล็กไร้ขัด austenitic ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุณหภูมิสูง, สภาพแวดล้อมที่กัดกรองเนื่องจากความทนทานต่อการออกซิเดชั่นและความมั่นคงทางความร้อนที่ดีกว่าของพวกเขาประเภท 304 สามารถใช้ได้ในอุณหภูมิสูงถึงประมาณ 870 °C, ขณะที่ 316L ที่มีโมลิบเดนึมรักษาความแข็งแรงที่ดี (ความแข็งแรงการผลิต ≥ 120 MPa) ถึง 650 °Cเนื้อหาโครเมียมสูง (18 ٪ 20%) ทําให้สามารถสร้างชั้นเฉียบ Cr2O3 ที่มีความหนาแน่นที่ชะลอการออกซิเดชั่นอย่างสําคัญตัวอย่างเช่น ณ 800 °C อัตราการออกซิเดนของ 304/316 ต่ํากว่า 90% กว่าของเหล็กก๊าบอน
อย่างไรก็ตาม สแตนเลสออสเตนไทสก็ไม่ไร้ข้อจํากัด การเผชิญหน้าต่อระยะยาวในช่วงอุณหภูมิ 450 ~ 850 °C อาจทําให้เกิดความรู้สึกซึ่งคาร์บิดโครมัมตกฝนที่ขอบของเมล็ดปัญหานี้สามารถบรรเทาได้ด้วยการรักษาความมั่นคง เช่น การใช้อุปกรณ์ที่มั่นคงด้วยไทเทเนียม เช่น สแตนเลส 321
ความกังวลอีกเรื่องหนึ่งคือการปรับปรุงการคล่องตัว มากกว่า 650 °C อัตราการคล่องตัวเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทําให้จําเป็นต้องลดความเครียดการออกแบบที่อนุญาต เช่น 700 °Cความเข้มข้นที่อนุญาตของ 316L อาจลดลงเพียงประมาณ 15% ของค่าของมันที่อุณหภูมิภายใน.
สแตนเลสดับเพล็กซ์ให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความทนทานต่อการกัดกร่อน ทําให้มันเป็นทางออกที่คุ้มค่าในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงปานกลางที่มีสื่อรุนแรงประเภท 2205 มักจะใช้ในอุณหภูมิสูงถึง 300 °Cขณะที่ 2507 สามารถใช้ได้ถึง 350 °C. ในระดับ 300 °C 2205 ยังคงมีความแข็งแรงที่มากกว่า 400 MPa ซึ่งเกือบเป็นสองเท่าของเหล็กไร้ขัด 304
ถึงแม้ว่าจะมีข้อดีของความแข็งแรงของเหล็ก duplex จะมีความมั่นคงทางความร้อนน้อยกว่าคุณภาพ austenitic ในอุณหภูมิที่สูงขึ้นระยะ ferritic จะมีความชุ่มชื่นต่อการเจริญเติบโตของเมล็ดและการลดความต้านทานการเคลื่อนไหวการสูญเสียความสมบูรณ์แบบทางกลที่เร่งรัดนี้จํากัดความเหมาะสมของพวกเขาสําหรับการใช้งานในอุณหภูมิสูงระยะยาว
สแตนเลสสกัด Cr-Mo ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูง เช่น โรงไฟฟ้าและระบบเครื่องปั่นความสามารถทางกลของมันในสถานการณ์ดังกล่าว ยิ่งกว่าของเหล็กคาร์บอนและเหล็กไร้ขัดเหล็กมาตรฐาน.
สแตนเลส 15CrMo ที่มีโครเมียม 1.5% และโมลิบเดน 0.5% เหมาะสําหรับอุณหภูมิการใช้งานสูงถึง 550 °C. ในอุณหภูมิ 500 °C มันยังคงรักษาความแข็งแรงที่มากกว่า 200 MPaสารสกัดสูงประสิทธิภาพ 9%Cr ٪ Mo, สามารถใช้งานได้นานต่ํากว่า 650 °C ด้วยความต้านทานการคลานที่ยอดเยี่ยม เช่น ณ 600 °C ตลอด 100,000 ชั่วโมง ความแข็งแรงในการคลานของ P91 ยังคงอยู่รอบ 100 MPaเมื่อเทียบกับเพียง 40 MPa สําหรับ 15CrMo.
วัสดุเหล่านี้รวมกัน ความแข็งแรงในอุณหภูมิสูง กับความทนทานต่อการออกซิเดนที่ดี ทําให้มันเหมาะสมกับสภาพความร้อนและความดันที่ต้องการ
สารสกัดจากไนเคิลเป็นตัวแทนของระดับการทํางานที่สูงที่สุดในอุณหภูมิที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมาก Inconel 625 รักษาความแข็งแรงต่อการดึงมากกว่า 100 MPa แม้จะ 1093 °Cขณะที่ Hastelloy C-276 ให้ความทนทานต่อการออกซิเดนที่ดีเยี่ยมถึง 1200 °Cสแตนเลสเหล่านี้ยังมีความทนทานต่อการลอยที่โดดเด่น เช่น ในอุณหภูมิ 800 °C สแตนเลส Hastelloy C-276 มีความทนทานต่อการลอยประมาณห้าเท่าของสแตนเลส 316L
ความต้านทานต่อการกัดกรองที่โดดเด่นมาจากสารนิกเกิลที่สูง (≥ 50%), โครเมียม (20% 30%) และโมลิบเดน (10% 16%)การผสมผสานนี้ทําให้มันทนต่อกลไกการทําลายที่หลากหลาย, รวมถึงการออกซิเดชั่น, การตึงเครียดการกัดกร่อน, และการกัดกร่อน ภายในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรงที่สุด.ในกรณีที่เครื่องปั่นแก๊สทํางานในอุณหภูมิ 650 °C และมี H2S และ CO2, เพียงเหล็กเหล็กที่มีฐานนิกเกิลเท่านั้นที่สามารถให้ผลงานที่น่าเชื่อถือได้สําหรับอายุการใช้งานมากกว่า 20 ปี
ในการใช้งานในอุณหภูมิสูง การเลือกวัสดุสําหรับฟลานจ์ ต้องพิจารณาไม่เพียงแค่อุณหภูมิ แต่ยังการทํางานทางกลระยะยาวและความทนทานต่อการกัดกร่อน
เหล็กคาร์บอนประหยัด แต่จํากัดกับอุณหภูมิต่ําและสภาพแวดล้อมที่ไม่เกร่
สแตนเลสออสเทนนิตมีความทนทานต่อการกัดกรองที่สูงกว่า แต่มีความรู้สึกต่อการกระตุ้นและกระโดดกระโดด
สแตนเลสเรดเนอร์แบบดับเพลสให้ความแข็งแกร่งสูงในอุณหภูมิปานกลาง แต่ลดลงอย่างรวดเร็วในอุณหภูมิสูง
สแตนเลส Cr-Moถูกปรับปรุงให้เหมาะกับการใช้งานแรงดันสูง อุณหภูมิสูง และมีความทนทานต่อการคลานแรง
สารสกัดจากนิกเกิลส่งผลงานที่ไม่มีคู่แข่งในสภาพที่รุนแรง แม้ราคาจะสูงขึ้นมาก
การประเมินอุณหภูมิการทํางาน ความดัน และส่วนประกอบของสื่ออย่างละเอียดเป็นสิ่งจําเป็นในการเลือกวัสดุ flange ที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าความปลอดภัย ความทนทานและประหยัด
ผลงานของวัสดุ flange ภายใต้สภาพอุณหภูมิสูงแตกต่างกันอย่างสําคัญขึ้นอยู่กับปัจจัย เช่นความแข็งแรงในการเก็บรักษา ความทนทานต่อการออกซิเดชั่น ความทนทานต่อการคลาน ความมั่นคงทางความร้อนและความเข้ากันได้ทางเคมีโดยมีสื่อการดําเนินงาน ภายใต้นี้คือการประเมินรายละเอียดบนพื้นฐานของประเภทของวัสดุทั่วไป
สแตนเลสคาร์บอนโดยทั่วไปเหมาะสําหรับการใช้งานในอุณหภูมิต่ําถึงกลาง ความแข็งแรงของมันลดลงอย่างรวดเร็วกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เช่นความแข็งแรงของเหล็ก 20# ลดลงจากประมาณ 245 MPa ในอุณหภูมิห้องไปประมาณ 180 MPa ในอุณหภูมิ 400 °Cมากกว่า 450 °C วัสดุจะมีความเปราะบางมากขึ้นต่อการหยาบของเมล็ดเนื่องจาก spheroidization pearlite ซึ่งในที่สุดอาจนําไปสู่ความล้มเหลว creep
ในแง่ของความต้านทานต่อการออกซิเดน สแตนเลสคาร์บอนมีผลงานที่ไม่ดี การออกซิเดนเริ่มเร่งขึ้นเหนือ 300 ° C โดยการสร้างระดับอ๊อกไซด์ Fe3O4 ละอ่อนอัตราการออกซิเดนสูงกว่า 300 °C ได้ถึง 5 เท่าหากสารคอมพิวเตอร์ซัลฟูเฟอร์หรือควายมีอยู่ในสภาพแวดล้อม การกัดสนิมด้วยการออกซิเดชั่นจะเพิ่มมากขึ้น ซึ่งจํากัดความน่าเชื่อถือของวัสดุในสภาพดังกล่าว
เหล็กไร้ขัด austenitic ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุณหภูมิสูง, สภาพแวดล้อมที่กัดกรองเนื่องจากความทนทานต่อการออกซิเดชั่นและความมั่นคงทางความร้อนที่ดีกว่าของพวกเขาประเภท 304 สามารถใช้ได้ในอุณหภูมิสูงถึงประมาณ 870 °C, ขณะที่ 316L ที่มีโมลิบเดนึมรักษาความแข็งแรงที่ดี (ความแข็งแรงการผลิต ≥ 120 MPa) ถึง 650 °Cเนื้อหาโครเมียมสูง (18 ٪ 20%) ทําให้สามารถสร้างชั้นเฉียบ Cr2O3 ที่มีความหนาแน่นที่ชะลอการออกซิเดชั่นอย่างสําคัญตัวอย่างเช่น ณ 800 °C อัตราการออกซิเดนของ 304/316 ต่ํากว่า 90% กว่าของเหล็กก๊าบอน
อย่างไรก็ตาม สแตนเลสออสเตนไทสก็ไม่ไร้ข้อจํากัด การเผชิญหน้าต่อระยะยาวในช่วงอุณหภูมิ 450 ~ 850 °C อาจทําให้เกิดความรู้สึกซึ่งคาร์บิดโครมัมตกฝนที่ขอบของเมล็ดปัญหานี้สามารถบรรเทาได้ด้วยการรักษาความมั่นคง เช่น การใช้อุปกรณ์ที่มั่นคงด้วยไทเทเนียม เช่น สแตนเลส 321
ความกังวลอีกเรื่องหนึ่งคือการปรับปรุงการคล่องตัว มากกว่า 650 °C อัตราการคล่องตัวเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทําให้จําเป็นต้องลดความเครียดการออกแบบที่อนุญาต เช่น 700 °Cความเข้มข้นที่อนุญาตของ 316L อาจลดลงเพียงประมาณ 15% ของค่าของมันที่อุณหภูมิภายใน.
สแตนเลสดับเพล็กซ์ให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความทนทานต่อการกัดกร่อน ทําให้มันเป็นทางออกที่คุ้มค่าในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงปานกลางที่มีสื่อรุนแรงประเภท 2205 มักจะใช้ในอุณหภูมิสูงถึง 300 °Cขณะที่ 2507 สามารถใช้ได้ถึง 350 °C. ในระดับ 300 °C 2205 ยังคงมีความแข็งแรงที่มากกว่า 400 MPa ซึ่งเกือบเป็นสองเท่าของเหล็กไร้ขัด 304
ถึงแม้ว่าจะมีข้อดีของความแข็งแรงของเหล็ก duplex จะมีความมั่นคงทางความร้อนน้อยกว่าคุณภาพ austenitic ในอุณหภูมิที่สูงขึ้นระยะ ferritic จะมีความชุ่มชื่นต่อการเจริญเติบโตของเมล็ดและการลดความต้านทานการเคลื่อนไหวการสูญเสียความสมบูรณ์แบบทางกลที่เร่งรัดนี้จํากัดความเหมาะสมของพวกเขาสําหรับการใช้งานในอุณหภูมิสูงระยะยาว
สแตนเลสสกัด Cr-Mo ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสําหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูง เช่น โรงไฟฟ้าและระบบเครื่องปั่นความสามารถทางกลของมันในสถานการณ์ดังกล่าว ยิ่งกว่าของเหล็กคาร์บอนและเหล็กไร้ขัดเหล็กมาตรฐาน.
สแตนเลส 15CrMo ที่มีโครเมียม 1.5% และโมลิบเดน 0.5% เหมาะสําหรับอุณหภูมิการใช้งานสูงถึง 550 °C. ในอุณหภูมิ 500 °C มันยังคงรักษาความแข็งแรงที่มากกว่า 200 MPaสารสกัดสูงประสิทธิภาพ 9%Cr ٪ Mo, สามารถใช้งานได้นานต่ํากว่า 650 °C ด้วยความต้านทานการคลานที่ยอดเยี่ยม เช่น ณ 600 °C ตลอด 100,000 ชั่วโมง ความแข็งแรงในการคลานของ P91 ยังคงอยู่รอบ 100 MPaเมื่อเทียบกับเพียง 40 MPa สําหรับ 15CrMo.
วัสดุเหล่านี้รวมกัน ความแข็งแรงในอุณหภูมิสูง กับความทนทานต่อการออกซิเดนที่ดี ทําให้มันเหมาะสมกับสภาพความร้อนและความดันที่ต้องการ
สารสกัดจากไนเคิลเป็นตัวแทนของระดับการทํางานที่สูงที่สุดในอุณหภูมิที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมาก Inconel 625 รักษาความแข็งแรงต่อการดึงมากกว่า 100 MPa แม้จะ 1093 °Cขณะที่ Hastelloy C-276 ให้ความทนทานต่อการออกซิเดนที่ดีเยี่ยมถึง 1200 °Cสแตนเลสเหล่านี้ยังมีความทนทานต่อการลอยที่โดดเด่น เช่น ในอุณหภูมิ 800 °C สแตนเลส Hastelloy C-276 มีความทนทานต่อการลอยประมาณห้าเท่าของสแตนเลส 316L
ความต้านทานต่อการกัดกรองที่โดดเด่นมาจากสารนิกเกิลที่สูง (≥ 50%), โครเมียม (20% 30%) และโมลิบเดน (10% 16%)การผสมผสานนี้ทําให้มันทนต่อกลไกการทําลายที่หลากหลาย, รวมถึงการออกซิเดชั่น, การตึงเครียดการกัดกร่อน, และการกัดกร่อน ภายในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรงที่สุด.ในกรณีที่เครื่องปั่นแก๊สทํางานในอุณหภูมิ 650 °C และมี H2S และ CO2, เพียงเหล็กเหล็กที่มีฐานนิกเกิลเท่านั้นที่สามารถให้ผลงานที่น่าเชื่อถือได้สําหรับอายุการใช้งานมากกว่า 20 ปี
ในการใช้งานในอุณหภูมิสูง การเลือกวัสดุสําหรับฟลานจ์ ต้องพิจารณาไม่เพียงแค่อุณหภูมิ แต่ยังการทํางานทางกลระยะยาวและความทนทานต่อการกัดกร่อน
เหล็กคาร์บอนประหยัด แต่จํากัดกับอุณหภูมิต่ําและสภาพแวดล้อมที่ไม่เกร่
สแตนเลสออสเทนนิตมีความทนทานต่อการกัดกรองที่สูงกว่า แต่มีความรู้สึกต่อการกระตุ้นและกระโดดกระโดด
สแตนเลสเรดเนอร์แบบดับเพลสให้ความแข็งแกร่งสูงในอุณหภูมิปานกลาง แต่ลดลงอย่างรวดเร็วในอุณหภูมิสูง
สแตนเลส Cr-Moถูกปรับปรุงให้เหมาะกับการใช้งานแรงดันสูง อุณหภูมิสูง และมีความทนทานต่อการคลานแรง
สารสกัดจากนิกเกิลส่งผลงานที่ไม่มีคู่แข่งในสภาพที่รุนแรง แม้ราคาจะสูงขึ้นมาก
การประเมินอุณหภูมิการทํางาน ความดัน และส่วนประกอบของสื่ออย่างละเอียดเป็นสิ่งจําเป็นในการเลือกวัสดุ flange ที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าความปลอดภัย ความทนทานและประหยัด
