740H / Le superalliage de haute performance d'UNS N07740, Special allie le tube de Semless et le tuyau

Haut tube semless et tuyau du superalliage 740H (UNS N07740) de performance pour la chaudière ultra-supercritique avancée

1 PRODUIT

Haut tube semless et tuyau du superalliage 740H (UNS N07740) de performance pour la chaudière ultra-supercritique avancée.

Les formes standard de semi-produit incluent le tube sans couture et le tuyau, la barre ronde, forgeant etc.

DÉSIGNATION DE 2 ÉQUIVALENTS

UNS N07740, alliage 740H d'INCONEL®

APPLICATION 3

L'alliage 740H est une nickel-base, le superalliage durcissable de précipitation qui offre une combinaison unique de résistance au fluage de haute résistance et aux températures élevées avec la résistance à la corrosion de cendre de charbon. L'alliage a été à l'origine visé pour l'usage en tant que tubes de chaudière d'A-USC dans les sections de surchauffeur de ces usines mais a été alors adapté pour l'application car un matériel pour les en-têtes de vapeur auxquels les tubes de chaudière sont reliés. Les tubes de chaudière d'A-USC sont des tailles conventionnelles [diamètre extérieur d'en général 1,5 à 3 pouces (38 à 76 millimètres)]. Les tailles principales de tuyau d'en-tête de vapeur occupent une gamme beaucoup plus de grande taille, avec plus grands que 12 pouces de diamètre extérieur (305 millimètres) et l'épaisseur de paroi dépassant vraisemblablement 1,5 pouces (38 millimètres). La tuyauterie sans couture de réchauffage de vapeur, au diamètre extérieur de jusqu'à 30 pouces (760 millimètres), est également un produit faisable avec l'alliage 740H.

APERÇU 4

L'alliage 740H est un superalliage durcissable d'âge spécifiquement conçu pour la production d'électricité ultra supercritique avancée.

À mesure que la demande du monde du courant électrique augmente, les gouvernements exigent également que des émissions soient strictement commandées pour réduire au minimum les effets de serre de l'empreinte de pas du carbone de la société. En dépit de cette situation, le charbon, le pétrole et le gaz continuent à être les carburants principaux pour des équipements de production d'électricité. Tandis qu'on s'attend à ce que la génération nucléaire, de turbine à gaz, solaire et de vent augmente, charbon est toujours prévue pour alimenter 37% de la capacité se produisante électrique du monde en 2035. Ainsi, il y a une impulsion forte pour le développement du décapant, une production d'électricité plus efficace. L'efficacité des chaudières carburant-mises le feu par fossile augmente avec la température de fonctionnement et la pression. Il y a eu des augmentations progressives de ces conditions pour la conception de chaudière aboutissant à la technologie (A-USC) ultra-supercritique avancée. On s'attend à ce que des chaudières d'A-USC offrent des niveaux d'efficacité de génération plus de 50% (HHV) et leur opération est telle que des émissions de carbone-base peuvent être aisément rassemblées et séquestrées.

Les programmes pour développer la capacité d'A-USC sont actuellement - en activité autour du monde. Puisque les usines d'A-USC fonctionneront à températures élevées (700° à 760°C) et pressions (MPA jusqu'à 35), des superalliages de nickel-base sont exigés pour rencontrer les rigueurs de la force et de la résistance à la corrosion. L'alliage 740H a été développé spécifiquement pour fonctionner dans ces conditions exigeantes de service.

COMPOSITION 5 CHIMIQUE (% poids) :

Tableau 1 (% poids)

6 PROPRIÉTÉS PHYSIQUES

Densité : ρ=8.05 g/cm3 (0,291 lb/in3)

La température de fonte : 1288-1362℃ (2350-2484°F)

Résistivité électrique : 702,7 Ω-circ mil/ft (1.168μ Ω - m)

MÉTALLOGRAPHIE 7

L'alliage 740H montre une structure austénitique et est âge durci par la précipitation d'une phase Ni3 gamma de perfection (γ') (Al, Ti, NOTA:). Pendant la forme de traitement thermique, de niobium, d'aluminium, et titanique les précipités gamma de perfection requis pour le renforcement. La microstructure de l'alliage 740H a expulsé tuyau dans la solution recuite et l'état âgé est vu sur le schéma 1. Les deuxièmes phases observées en cette condition incluent les carbo-nitrures primaires du (NOTA:, Ti) (C, N) type, type carbures de Cr₂₃ C₆, et perfection de gamma. L'exposition supplémentaire à travers la température ambiante anticipée pour le service d'A-USC sert simplement à modifier les quantités relatives de ces mêmes phases. Le schéma 2 montre une image de SEM de la microstructure de l'alliage 740H après le recuit de solution suivi d'exposition pendant 5000 heures à 1380°F (750°C).

Schéma 1 microstructure de tuyau recuit et âgé de solution de l'alliage 740H. Grosseur du grain de no. 3 d'ASTM - rapport optique 200X – gravure à l'eau forte de réactif de Kallings.

Microstructure du schéma 2 de l'alliage 740H après 5000 heures à 1380°F (750°C). L'analyse de SEM indique différents carbures principaux gamma de particules et de joint de grain.

8 PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES

L'alliage 740H montre la stabilité de haute résistance et métallurgique aux températures élevées.

Conditions de propriétés mécaniques selon ASTM B983

RÉSISTANCE 9 À LA CORROSION

Corrosion et résistance thermique

Avec son contenu élevé de chrome, l'alliage 740H offre l'excellente résistance à la corrosion aux températures élevées. C'est particulièrement important pour des tubes de chaudière car elles sont exposées à la corrosion de coin du feu sur la corrosion d'extérieur et de steamside sur l'intérieur. L'alliage 740H a été intensivement évalué sous les deux ensembles de conditions.

Corrosion de coin du feu

La clé à l'adoption de la technologie ultra-supercritique avancée de la chaudière (A-USC) est assurance que la résistance à la corrosion de coin du feu des alliages choisis de tube de chaudière garantira moins de 2 millimètres de perte en métal en 200 000 heures à la température de fonctionnement de vapeur (700°C en Europe et Asie et 760°C aux États-Unis). D'importance particulière est le fait que la corrosion de charbon-cendre est une fonction non seulement de composition d'alliage mais de l'environnement de chaudière en termes de chimie de charbon et conditions de fonctionnement de chaudière. La composition en charbon car elle influence l'environnement de chaudière est de considération primaire. Malheureusement, les compositions en charbon varient considérablement même dans les quatre types primaires identifiés de charbon faisant l'absolu, monde réel, impossible difficile de prévisions de taux de corrosion sinon.

Le charbon contient typiquement une importante quantité de soufre qui comme Kung a shown4 se transforme en H2S, S2, SO2, SO3 et COS pendant la combustion. D'autres constituants de charbon, tels que des chlorures, alcali et terres alcalines, teneur en eau et teneur en cendres totale jouent de même un rôle important dans la corrosion de coin du feu. Les conditions de fonctionnement de chaudière, telles que la température de fonctionnement de vapeur, l'oxy-carburant (bas NOx) et des stratégies pour abaisser des émissions, par exemple lavant le charbon pour réduire le soufre pyriteux (FeS) ou l'utilisation de la combustion en lit fluidisé utilisant la chaux d'améliorer la formation de SO2 pendant la combustion de charbon influencent de même des taux de corrosion d'alliage.

INSTRUCTION DE FONCTIONNEMENT 10

L'alliage 740H est un superalliage âge-durci typiquement fourni en état recuit et âge-durci de solution.

Formation chaude

La température ambiante recommandée pour des opérations de chaud-formation telles que la pièce forgéee ou le laminage à chaud est entre 870°C (1600°F) et 1190°C (2175°F).

Recuit

Des pratiques en matière de recuit sont décrites en l'affaire 2702 de code d'ASME, qui spécifie une température de 1100°C (2010°F) minimum, pour 1 heure par un pouce (25.4mm) d'épaisseur mais en moins de 30 minutes. Le champ de refroidissement peut se prolonger aussi haut que 1160°C (2125°F). Les états spécifiques de recuit dépendront de la forme de produit et de l'application prévue. L'eau éteignant est recommandée après le recuit de solution,

Durcissement par vieillissement

L'affaire 2702 de code d'ASME spécifie également la pratique âge-durcissante pour l'alliage 740H. Le vieillissement sera effectué à la température entre 760°C (1400°F) et 815°C (1500°F), pendant un minimum de 4 heures. Le temps vieillissant minimum sera augmenté pour des épaisseurs au-dessus de 2 pouces (50,8 millimètres) dans l'épaisseur à un taux de l'heure de ½ par pouce d'épaisseur supplémentaire. Le vieillissement sera suivi du refroidissement à l'air. Ces mêmes instructions pour âge-durcir doivent être suivies pour le traitement thermique de courrier-soudure.

SPÉCIFICATIONS 11 STANDARD

Des propriétés des produits tubulaires sans couture sont spécifiées dans ASTM B983.

L'alliage 740H est approuvé par le code de récipient à chaudière et à pression d'ASME pour la construction de la section I (chaudières de puissance) par l'affaire 2702 de code, et pour la construction sous ASME B31.1 par l'affaire 190 de code. Des efforts permis sont définis pour des températures de fonctionnement d'ambiant à 800°C (1472°F).

AVANTAGE COMPÉTITIF 12 :

(1) plus de 50 ans d'expérience de recherche et se développent dans l'alliage à hautes températures, l'alliage de résistance à la corrosion, l'alliage de précision, l'alliage réfractaire, le métal rare et le matériel et les produits de métal précieux.
(2) 6 énoncent les laboratoires et le centre principaux de calibrage.
(3) technologies brevetées.

(4) processus de fonte d'Ultra-pureté : ÉNERGIE + IG-ESR + VARIÉTÉ

(5) excellente haute performance.

TERME DE 13 AFFAIRES