Incoloy® – legure nikla, željeza i kroma
Karakteristike Incoloy® legura
Incoloy® je porodica visokolegiranih željezno-nikl-hrom materijala dizajniranih za zahtjevna industrijska okruženja. Ovisno o klasi, ove legure mogu sadržavati i molibden, bakar, titan, aluminij, niobij i druge legirajuće elemente koji modificiraju njihovu otpornost na koroziju, mehanička svojstva i ponašanje na visokim temperaturama.
Incoloy legure se prvenstveno koriste tamo gdje materijal mora održati odgovarajuću trajnost u kontaktu s agresivnim hemijskim medijima, na visokim temperaturama ili pod istovremenim utjecajem temperature, korozije i mehaničkih opterećenja.
Incoloy porodica uključuje materijale sa veoma različitim svojstvima i primjenama. Incoloy 800, 800H i 800HT se široko koriste u instalacijama s visokim temperaturama, dok Incoloy 825 je legura prvenstveno dizajnirana za upotrebu u agresivnim hemijskim okruženjima. Druge klase, kao što su Incoloy 925, 945 i 945X, kombiniraju visoku otpornost na koroziju s poboljšanim mehaničkim svojstvima postignutim, između ostalog, očvršćavanjem taloženjem.
Otpornost Incoloy® legura na koroziju
Jedna od ključnih karakteristika Incoloy legura je njihova visoka otpornost na različite vrste korozije. Pažljivo odabran sadržaj nikla, kroma i dodatnih legirajućih elemenata omogućava upotrebu ovih materijala u okruženjima mnogo agresivnijim od onih tipičnih za standardne nehrđajuće čelike.
hrom je prvenstveno odgovoran za otpornost na oksidaciju i formiranje zaštitnog pasivnog sloja na površini materijala. Nikl stabilizira austenitnu strukturu i poboljšava otpornost u mnogim korozivnim okruženjima. U legurama koje sadrže molibden Povećana je otpornost na lokalnu koroziju, uključujući koroziju u obliku tačkastih i pukotinskih elemenata.
Dodatak bakar, koji se nalazi u Incoloy 825, između ostalog, povećava otpornost na određene redukcijske sredine, posebno one koje sadrže sumpornu kiselinu. Kombinacija nikla, molibdena i bakra također daje ovoj leguri visoku otpornost na mnoge sredine koje sadrže fosfornu kiselinu.
Međutim, otpornost na koroziju pojedinačnih vrsta Incoloya može značajno varirati. Prilikom odabira materijala, uzmite u obzir ne samo trgovački naziv legure, već i hemijski sastav medija, njegovu koncentraciju, temperaturu, pH, sadržaj hlorida, uslove protoka i napone.
Otpornost na visoke temperature
Neke Incoloy legure su posebno razvijene za dugotrajni rad na visokim temperaturama. Ove legure su ovdje posebno važne. Incoloy 800, 800H i 800HT.
Njihov osnovni sastav zasniva se na željezu i otprilike 30–35% nikla i 19–23% hromaOva kombinacija osigurava stabilnu austenitnu strukturu i visoku otpornost na oksidaciju i cementaciju na povišenim temperaturama.
Incoloy 800H i 800HT karakteriziraju se većom čvrstoćom na puzanje i otpornošću na trajna opterećenja na visokim temperaturama u odnosu na osnovni Incoloy 800. To se postiže kontrolom sadržaja ugljika, aluminija i titana te odgovarajućom termičkom obradom i strukturom materijala.
Zahvaljujući ovim svojstvima, legure serije 800 se koriste u petrohemijskim postrojenjima, opremi za termičku obradu, industrijskim pećima, izmjenjivačima toplote i komponentama energetskih postrojenja.
Incoloy 800, 800H i 800HT – osnovne razlike
Incoloy 800 – UNS N08800 je legura željeza, nikla i kroma koju karakterizira dobra otpornost na oksidaciju, cementaciju i mnoge korozivne sredine. Koristi se u procesnoj opremi i komponentama koje rade na povišenim temperaturama.
Incoloy 800H – UNS N08810 Ima kontrolirani sadržaj ugljika od 0,05–0,10% i specifične zahtjeve za veličinu zrna. To mu omogućava da pokaže veću otpornost na puzanje i trajno opterećenje na visokim temperaturama u odnosu na standardni Incoloy 800.
Incoloy 800HT – UNS N08811 ima još preciznije kontroliran sastav. Sadržaj ugljika je 0,06–0,10%, dok se kombinirani sadržaj aluminija i titana održava u rasponu od 0,85–1,20%. Ova legura je prvenstveno namijenjena za zahtjevne primjene na visokim temperaturama gdje je visoka čvrstoća puzanja neophodna.
Incoloy 825 – legura za agresivne hemijske sredine
Incoloy 825 – UNS N08825, W.Nr. 2.4858 je legura nikla, željeza i kroma s dodatkom molibdena, bakra i titana. Njen sastav je razvijen kako bi pružio visoku otpornost na širok raspon korozivnih okruženja.
Nikl povećava otpornost na korozijsko pucanje usljed napona uzrokovano kloridnim ionima, dok kombinacija nikla, molibdena i bakra pruža visoku otpornost u mnogim redukcijskim okruženjima, uključujući ona koja sadrže sumpornu i fosfornu kiselinu.
Molibden također poboljšava otpornost na koroziju u obliku tačkastih i pukotinskih elemenata, dok hrom povećava otpornost na oksidirajuće sredine. Dodatak titana, u kombinaciji s odgovarajućom termičkom obradom, stabilizira leguru i smanjuje njenu podložnost interkristalnoj koroziji povezanoj sa senzibilizacijom.
Incoloy 825 se koristi, između ostalog, u hemijskoj industriji, postrojenjima za proizvodnju i preradu kiselina, naftnoj i plinskoj industriji, opremi za kontrolu zagađenja i postrojenjima koja rade u agresivnim vodenim okruženjima.
Incoloy 925 i legure ojačane precipitacijom
Incoloy 925 – UNS N09925 Pripada grupi legura koje kombiniraju visoku otpornost na koroziju s odličnim mehaničkim svojstvima. To je materijal ojačan precipitacijom, što mu omogućava postizanje znatno veće čvrstoće od Incoloy legura isporučenih u žarenom ili rastvarajućem žarenom stanju.
Ove vrste materijala se koriste, između ostalog, u naftnoj i plinskoj industriji, u elementima rudarske opreme, spojnicama, osovinama, pričvršćivačima i drugim komponentama koje istovremeno rade pod visokim mehaničkim opterećenjem i u korozivnim okruženjima.
Visokočvrste Incoloy legure također uključuju klase 945 i 945X, razvijene, između ostalog, za zahtjevne primjene u naftnoj i plinskoj industriji.
Svojstva Incoloy® legura
Zbog značajnih razlika u hemijskom sastavu i metodi ojačavanja pojedinačnih vrsta, nije moguće obezbijediti jedinstveni raspon mehaničkih svojstava za cijelu Incoloy porodicu.
Svojstva određenog materijala zavise, između ostalog, od:
- vrsta legure i hemijski sastav,
- stanje isporuke i primijenjena termička obrada,
- oblik proizvoda,
- radne temperature,
- vrijeme izlaganja visokim temperaturama,
- uslovi okoline,
- korišteni mehanizam ojačavanja.
Za legure namijenjene visokim temperaturama, čvrstoća na puzanje, otpornost na oksidaciju i strukturna stabilnost tokom dugotrajne upotrebe su posebno važni. Za legure namijenjene hemijskoj i naftnoj i plinskoj industriji, otpornost na opću, lokaliziranu i koroziju pod naponom, kao i odgovarajuća mehanička čvrstoća, mogu biti važnije.
Tipične primjene Incoloy® legura
Hemijska i petrohemijska industrija – reaktori, rezervoari, izmjenjivači toplote, procesni cjevovodi, instalacije za kiseline, komponente rafinerijske opreme i oprema koja radi u agresivnim hemijskim medijima.
energetika – pregrijači, izmjenjivači topline, visokotemperaturni cjevovodi i komponente energetske opreme koji rade pod dugotrajnim opterećenjem.
Industrija peći i termička obrada – radijacijske cijevi, retorte, mufle, oprema peći i strukturni elementi izloženi visokoj temperaturi, oksidaciji i cementaciji.
Naftna i plinska industrija – elementi rudarskih instalacija, armatura, alati i komponente za bušenje, pričvršćivači i dijelovi uređaja koji rade u agresivnim radnim okruženjima.
Pomorska i offshore industrija – komponente instalacije izložene morskoj vodi, hloridu i drugim agresivnim sredinama.
Zaštita okoliša i industrijske instalacije – izmjenjivači toplote, komponente sistema za prečišćavanje gasa, oprema za preradu otpada i komponente izložene visokim temperaturama i istovremeno koroziji.
Odabir prave vrste Incoloy®-a
Pojedinačne vrste Incoloya nisu direktno zamjenjive. Izbor legure treba da se zasniva na stvarnim radnim uslovima.
Posebno treba uzeti u obzir sljedeće:
- radna temperatura i vrijeme izlaganja,
- vrsta i koncentracija korozivnog medija,
- prisustvo hlorida i drugih agresivnih jedinjenja,
- oksidacijskim ili redukcijskim uslovima,
- pritisak i mehanička opterećenja,
- potrebna otpornost na puzanje,
- rizik od rupičaste, pukotinske i naponske korozije,
- tehnologija zavarivanja i daljnja obrada,
- zahtjeve standarda materijala i dizajna.
U visokotemperaturnim instalacijama, primarni kriteriji mogu biti otpornost na puzanje, oksidaciju i cementaciju, dok je u hemijskim instalacijama otpornost određene klase na dati medij ključna. Stoga bi odabir Incoloy legure uvijek trebao biti zasnovan na specifičnoj klasi i stvarnim radnim parametrima.
Metode isporuke za Incoloy® legure
U zavisnosti od klase, standarda proizvodnje i dostupnosti, Incoloy legure se mogu isporučivati, između ostalog, kao:
- listovi i ploče,
- trake,
- okrugle šipke,
- ravne šipke,
- žice,
- bešavne i zavarene cijevi,
- otkivci,
- poluproizvodi namijenjeni za dalju preradu.
Dostupnost specifičnih dimenzija, uslova materijala i oblika proizvoda zavisi od klase i tehničkih zahtjeva narudžbe.
Vrste dostupne u ponudi Alfa-Tech-a:
- Incoloy 800, Incoloy 800 H/HT - otpornost na puzanje i stabilnost do 1000°C,
- Incoloy 825 – izuzetna otpornost na kiseline (sumpornu, fosfornu), koristi se u hemijskim i offshore primjenama,
- Incoloy 925 – legura za upotrebu u naftnoj i plinskoj industriji,
- Incoloy DS – za instalacije sagorijevanja, peći i koroziju sumpora na visokim temperaturama,
- Incoloy 330 – legura otporna na toplinu i koroziju za peći i metaluršku industriju,
- Incoloy A-286 – visoke čvrstoće, otvrdnut precipitacijom, koristi se u avijaciji i energetici.
Podjela niklnih legura
Niklove legure mogu se podijeliti u nekoliko glavnih porodica, koje se razlikuju po hemijskom sastavu, svojstvima i tipičnim primjenama. U nastavku su navedene najvažnije grupe, zajedno s primjerima vrsta koje nudi Alfa-Tech:
Niklove legure
Inconel® – superlegure nikla i kroma
Legure s vrlo visokom otpornošću na oksidaciju i puzanje na visokim temperaturama. Koriste se u energetskoj, avio i hemijskoj industriji.
Vrste: Inconel 600, Inconel 601, Inconel 625, Inconel 686, Inconel 718, Inconel X-750, Inconel HX.
Incoloy® – legure nikla, željeza i kroma
Kombinuju otpornost na koroziju sa dobrom strukturnom stabilnošću. Posebno su cijenjeni u hemijskoj i petrohemijskoj industriji.
Vrsta: Incoloy 800 H/HT, Incoloy 825, Incoloy 925, Incoloy DS, Incoloy 330, Incoloy A-286.
Nimonic® – superlegure otporne na visoke temperature
Materijali ojačani precipitacijom koji se koriste u avijaciji i plinskim turbinama karakteriziraju se visokom otpornošću na puzanje i termički zamor.
Tipovi: Nimonic 75, Nimonic 80A, Nimonic 90, Nimonic 263, Nimonic 901.
Udimet® / Waspaloy® – superlegure za ekstremna opterećenja
Koristi se u avionskim motorima i energetskoj industriji, gdje je potrebna najveća otpornost na puzanje i termički zamor.
Vrste: Udimet 188, Udimet L-605, Waspaloy.
Monel® i čisti nikl – hemijska i otpornost na morske uticaje
Monel (legure nikla i bakra) i čisti nikl su materijali otporni na morsku vodu, kiseline i alkalije. Često se koriste u pomorskoj, hemijskoj i industriji specijalizirane opreme.
Vrste: Monel 400, Monel K-500, Nikl 200, Nikl 201.
Specijalne legure – Invar®, Kovar®, Permalloy
Materijali sa jedinstvenim fizičkim svojstvima - niskim koeficijentom termičkog širenja, dimenzionalnom stabilnošću ili kontroliranom magnetskom permeabilnošću. Koriste se u elektronici, optici i preciznim instrumentima.
Vrste: Invar 36, Kovar, Permalloy, Nilomag 77.
Hastelloy® / Haynes® – legure otporne na koroziju i visoke temperature
Legure s visokom otpornošću na agresivne hemijske sredine, oksidaciju i puzanje. Koriste se u hemijskoj, energetskoj i avio industriji.
Vrste: Hastelloy B-2, B-3, C-276, C-22, C-4, C-2000, G-30, G-35, X, N; Haynes 214, 230, 242, 282, HR-160.
Inconel®, Incoloy®, Nimonic®, Monel® i Udimet® su registrovani zaštitni znakovi kompanije Special Metals Corporation. Waspaloy® je zaštitni znak kompanije ATI Allvac / Precision Castparts, Hastelloy® je zaštitni znak kompanije Haynes International, a Invar® i Kovar® su vlasništvo kompanije Imphy / ArcelorMittal.