Сплав C276 Труба, що розриває, столи тиску

Вступ до труб сплаву C276

Сплав C276, Також відомий як Hastelloy C276, США N10276, або w.nr. 2.4819, є нікель-молібдену-хромієм супераллой, відомий своєю винятковою резистентністю до корозії та високою силою в екстремальних умовах. Широко використовується при хімічній обробці, нафтогазовий, і морські програми, він чинить опір піттінгу, щілинна корозія, і розтріскування стресу (SCC) в агресивних середовищах, таких як хлориди та кислоти. Сплав C276 труби, доступний у безшовному (ASTM B622) і зварений (ASTM B626) форми, є критичними для систем високого тиску, де надійність є першорядною. Столи тиску розривів, обчислюється за допомогою формули Барлоу, Надайте теоретичні внутрішні тиски, які труби можуть витримати перед відмовою, Керівні інженери у виборі відповідних графіків труб для конкретних програм.

Універсальність сплаву випливає з його збалансованої композиції та надійних механічних властивостей, що робить його придатним для труб у розмірах, починаючи від 1/8 дюйм 30 дюймів у діаметрі. Дані тиску розривів, отримані від авторитетних постачальників, таких як корозійні матеріали та новонародження, Вкажіть тиск настільки високий, як 35,175 PSI для маленького діаметра, Труби з товстими стінами (наприклад, 1/8 Дюйма, Графік 80 -х). У цій статті є хімічна композиція сплаву C276, Механічні Властивості, стійкість до корозії, виробничі процеси, Додатка, і розривні таблиці тиску, При порівнянні з Inconel 625, Сплав 20, ASTM A671 CC60, і API 5L PSL2 BNS. Вичерпна таблиця підсумовує розривні тиски та параметри ключів, Забезпечення цінного ресурсу для інженерів.

 

Хімічний склад та аналіз матеріалу

Хімічний склад Alloy C276 оптимізований для резистентності до корозії та міцності. Він містить нікель (Баланс, ~ 55–57%), молібден (15.0–17,0%), хром (14.5–16,5%), залізо (4.0–7,0%), вольфрам (3.0–4,5%), кобальт (≤2,5%), марганець (≤1,0%), ВУГЛЕЦЬ (≤0,01%), кремній (≤0,08%), фосфор (≤0,04%), сірки (≤0,03%), і ванадій (≤0,35%). Вміст високого молібдену підвищує стійкість до піттінгу та корозії щілини в хлоридних середовищах, в той час як хром забезпечує стійкість до окислення. Низький вуглець і кремнію мінімізують опади карбіду під час зварювання, Забезпечення цілісності зварювання. Тунльцста додає сили та корозійну стійкість у зниженні кислот.

Порівняно з Inconel 625 (58% Міне нікель, 8–10% молібденуму), Сплав C276 має більш високий молібден, пропонуючи чудову стійкість до локалізованої корозії, але трохи нижчої міцності. Сплав 20 (32–38% нікель, 2–3% молібдену, 3–4% мідь) Екселя в сірчаній кислоті, але менш ефективний у хлоридах. ASTM A671 CC60 (0.04–0,27% вуглецю, 0.85–1,20% марганцю) і API 5L PSL2 BNS (≤0,12% вуглецю) є вуглецеві сталі з мінімальним лельтом, покладаючись на покриття для захисту від корозії. Аустенітна структура сплаву C276 забезпечує пластичність та міцність, Підтримуючи його використання в трубах високого тиску. Низькі рівні домішки та стабілізація композиції роблять його ідеальним для зварних труб, як видно з столики тиску, де цілісність зварювання є критичною для продуктивності високого тиску.

 

Механічні Властивості

Труби сплаву C276 демонструють чудові механічні властивості, Підтримуючи їх використання у додатках високого тиску. У відпаленому стані, Безшовні труби (ASTM B622) мають мінімальну міцність на розрив 690 Мпа (100 ксі), врожайність 283 Мпа (41 ксі), і подовження 40%. зварні труби (ASTM B626) мають подібні властивості, з міцністю на розрив ≥690 МПа та виходом ≥283 МПа, Хоча холодна робота може збільшити силу (наприклад, До 1000 MPA розтяг для застрелених труб). Твердість, як правило, 185–230 Брінелл. Ці властивості зберігаються до 450 ° F (232° C), з хорошими показниками при більш високих температурах для короткочасного впливу.

Порівняно з Inconel 625 (На розрив 827 Мпа, Прибутковість 414 Мпа), Сплав C276 має дещо меншу міцність, але краща резистентність до корозій у зменшенні середовища. Сплав 20 (На розрив 551 Мпа, Прибутковість 241 Мпа) слабший, але оптимізований для кислотної стійкості. ASTM A671 CC60 (розтяг 415–550 МПа, Прибутковість 220 Мпа) і API 5L PSL2 BNS (розтяг 415–760 МПа, Прибутковість 245 Мпа) значно слабкіші, Розроблений для низькотемпературних або кислих трубопроводів. Таблиці тиску розривів відображають високу міцність сплаву C276, з графіком 80 -х трубами (наприклад, 1/8 Дюйма, 0.095-дюймова стіна) Досягнення до 35,175 PSI. Жорсткість і пластичність сплаву забезпечують надійність при динамічних навантаженнях, Критично для хімічних та нафтових/газових застосувань.

 

Характеристики корозійної стійкості

Сплав C276 відомий своєю винятковою резистентністю до корозії, особливо в агресивних умовах, таких як хлориди, сірчана кислота, і кислий газ. Його еквівалентне число опору для піттінгу (Деревина) приблизно 69, що вказує на видатну стійкість до піттінгу та корозії щілини. Сплав несприйнятливий до хлориду SCC і добре працює в окислі та зменшенні кислот, зі швидкістю корозії становить 0,1–0,2 мм/рік у киплячій сірчаній кислоті. У кислі обслуговування, Він відповідає вимогам NACE MR0175, опір сульфідним стресом (SSC) У середовищах H2S, що робить його ідеальним для нафтогазових свердловин.

Порівняно з Inconel 625 (Деревина ~ 52), Сплав C276 пропонує чудову стійкість до локалізованої корозії внаслідок більш високого молібдену. Сплав 20 (Деревина ~ 34) Екселя в сірчаній кислоті, але менш ефективний у хлоридах. ASTM A671 CC60 та API 5L PSL2 BNS, Обидва вуглецеві сталі, вимагають покриття для захисту від корозії, На відміну від притаманної стійкості до сплаву C276. Продуктивність сплаву в трубах високого тиску, Як показано в столах тиску розривів, посилюється його резистентною до корозії, Забезпечення довгострокової цілісності в хімічній обробці та морських застосуванні. Наприклад, 1-дюймовий графік 40-х років витримує 15,175 PSI без корозійного ослаблення, Підтримуючи його використання в суворих умовах.

 

Виробництво та обробка

Труби сплаву C276 виготовляються за допомогою вакуумної індукції плавлення або електричних дугових печей, з подальшим гарячим або холодним роботою для виробництва безшовного (ASTM B622) або зварений (ASTM B626) ТРУБИ. Безшовні труби екструдовані або намальовані, з відпалом при 1040–1150 ° C (1900–2100 ° F) відновити пластичність. Зварені труби утворюються з смуги або тарілки, Зарушений через GTAW або GMAW з відповідними металами наповнювача (наприклад, Ерніхрмо-4), і відпалено, щоб мінімізувати напруження зварних швів. Обробка потребує жорстких налаштувань та карбідних інструментів через загартовування роботою, зі швидкістю різання 10–20 м/хв.

Порівняно з Inconel 625, Обробка сплаву C276 схожа, але користь від нижчого вуглецю для кращої зварюваності. Сплав 20 легше виготовити через нижчий нікель, в той час як ASTM A671 CC60 та API 5L PSL2 BNS використовують простіші процеси EFW для вуглецевої сталі. Неруйнівний контроль (ультразвуковий, рентгенографічний) забезпечує зварювання якість, критично важливий для високого тиску розриву (наприклад, 26,250 PSI за 1/2 дюймовий графік 80-х). Виробничий процес підтримує діапазон розмірів труб (1/8–30 дюймів) і розклади (5S, 10S, 40S, 80S), як відображено в столах тиску розривів, Забезпечення надійності в системах високого тиску.

 

Додатка

Труби сплаву C276 використовуються в вимогливих додатках, що потребують високої стійкості до корозії та тиску. В хімічній обробці, вони обробляють кислоти та хлориди в реакторах, Теплообмінники, та трубопровідні системи. Застосування нафти та газу включають снижні трубки та трубопроводи з кислим газом, Використання відповідності NACE. Морські середовища використовують C276 для трубопроводів морської води, в той час як контроль забруднення використовує його в системах десульфуризації димо-газу. Столи тиску розривів керують їх використанням, з 1/4-дюймовим розкладом 40-х труб, що підтримують 24,450 PSI, Ідеально підходить для хімічних ліній високого тиску.

Порівняно з Inconel 625, використовується в аерокосмічних та важких морських умовах, C276 є кращим для кислого обслуговування та резистентності до кислоти. Сплав 20 цілі застосування сірчаної кислоти, в той час як ASTM A671 CC60 призначений для низькотемпературних трубопроводів та API 5L PSL2 BNS для транспортування кислого газу. Високий тиск на розриву та корозійну стійкість до сплаву C276 робить його ідеальним для критичної інфраструктури, Зменшення обслуговування в суворих середовищах, таких як офшорні платформи та хімічні установи. Його універсальність через розміри та графіки труб забезпечує широку застосовність.

Столи тиску розривів

Столики тиску для сплаву C276 труб, обчислюється за допомогою формули Барлоу (P = 2St/D, де p - тиск, S є допустимим стресом, T - товщина стіни, D - зовнішній діаметр), надати теоретичний внутрішній тиск для безшовних та зварних труб. Дані з корозійних матеріалів та новонароджених для безшовних труб (ASTM B622) через графіки 5с, 10S, 40S, і 80 -ті узагальнені нижче. зварні труби (ASTM B626) мають подібний тиск, з незначними варіаціями внаслідок зварних факторів.

Номінальний Розмір Труби (дюймів)	Номінальний (дюймів)	Розклад	Товщина стінки (дюймів)	Тиск (PSI)
1/8	0.405	5S / 10S / 40S / 80S	0.049 / 0.068 / 0.095 / –	18,150 / 25,175 / 35,175 / –
1/4	0.540	5S / 10S / 40S / 80S	0.065 / 0.088 / 0.119 / –	18,050 / 24,450 / 33,050 / –
3/8	0.675	5S / 10S / 40S / 80S	0.065 / 0.091 / 0.126 / –	14,450 / 20,225 / 28,000 / –
1/2	0.840	5S / 10S / 40S / 80S	0.065 / 0.083 / 0.109 / 0.147	11,600 / 14,825 / 19,475 / 26,250
3/4	1.050	5S / 10S / 40S / 80S	0.065 / 0.083 / 0.113 / 0.154	9,275 / 11,850 / 16,150 / 22,000
1	1.315	5S / 10S / 40S / 80S	0.065 / 0.109 / 0.133 / 0.179	7,425 / 12,450 / 15,175 / 20,425
1 1/4	1.660	5S / 10S / 40S / 80S	0.065 / 0.109 / 0.140 / 0.191	5,875 / 9,850 / 12,650 / 17,250
1 1/2	1.900	5S / 10S / 40S / 80S	0.065 / 0.109 / 0.145 / 0.200	5,125 / 8,600 / 11,450 / 15,800
2	2.375	5S / 10S / 40S / 80S	0.065 / 0.109 / 0.154 / 0.218	4,100 / 6,875 / 9,750 / 13,775
2 1/2	2.875	5S / 10S / 40S / 80S	0.083 / 0.120 / 0.203 / 0.276	4,325 / 6,250 / 10,600 / 14,400
3	3.500	5S / 10S / 40S / –	0.083 / 0.120 / 0.216 / –	3,550 / 5,150 / 9,250 / –
4	4.500	5S / 10S / 40S / –	0.083 / 0.120 / 0.237 / –	2,750 / 4,000 / 7,900 / –
6	6.625	5S / 10S / 40S / –	0.109 / 0.134 / 0.280 / –	2,475 / 3,050 / 6,350 / –
8	8.625	5S / 10S / 40S / –	0.109 / 0.148 / 0.322 / –	1,900 / 2,575 / 5,600 / –

Примітки: Тиск є теоретичним, На основі формули Барлоу, і лише для довідок. Фактичні показники можуть змінюватись через зміни матеріалу, температура, та корозійні ефекти. Проконсультуйтеся з кодом котла та посудини з тиском для дизайну.

 

розмірні допуски

Розмірні допуски для сплавів C276 труб забезпечують сумісність у системах високого тиску. Безшовні труби (ASTM B622) і зварені труби (ASTM B626) варіюватися від 1/8 для 30 дюйми у зовнішньому діаметрі (ОД), з допусками ± 0,5% для ОД та ± 10% для товщини стінки (наприклад, ± 0,0095 дюйма на 0,095-дюймову стіну). Зазвичай довжини дотримуються 6 метрів, з прямим ≤0,2% довжини. Висота зварного шва для зварних труб становить ≤3,2 мм, і закінчення закінчення (наприклад, скошений на ASME B16.25) Забезпечити належні зв’язки.

Порівняно з Inconel 625 (ASTM B444: ± 0,25 мм для малих діаметрів), Сплав C276 має подібні допуски, але оптимізований для більших труб. Сплав 20 (ASTM B729/B464: ± 0,5%) відповідає допускам C276, в той час як ASTM A671 CC60 (± 0,5%) і API 5L PSL2 BNS (± 0,75%) є більш вільними через більші розміри трубопроводів. Ці допуски підтримують високий тиск на розрив, Забезпечення надійної установки в хімічних та нафтогазових системах, де точність є критичною.

 

Порівняння з іншими сплавами та трубами

Труби сплаву C276 порівнюються з Inconel 625, Сплав 20, ASTM A671 CC60, і API 5L PSL2 BNS. INCONEL 625 (На розрив 827 Мпа, Деревина ~ 52) пропонує високу міцність, але трохи нижчу опір піттінгу, ніж C276 (Деревина ~ 69). Сплав 20 (На розрив 551 Мпа, Деревина ~ 34) підходить для сірчаної кислоти, але менш ефективно в хлоридах. ASTM A671 CC60 (розтяг 415–550 МПа) і API 5L PSL2 BNS (розтяг 415–760 МПа) є вуглецеві сталі для низькотемпературних та кислих трубопроводів, відповідно, з меншою міцністю і відсутністю резистентності до корозії. Високий тиск на розрив сплаву C276 (наприклад, 35,175 PSI для 1/8 дюймового розкладу 80-х) і резистентність до корозії робить його ідеальним для екстремальних умов, На відміну від вуглецевих сталей, що потребують покриттів.

Виклики та обмеження

Труби сплаву C276 стикаються з проблемами витрат та виготовлення. Їх високий вміст нікелю та молібдену робить їх дорожчими, ніж ASTM A671 CC60 або API 5L PSL2 BNS, обмеження використання для критичних додатків. Обробка важко завдяки загартованню, вимагає низької швидкості різання та жорстких налаштувань. Зварені труби повинні уникати забруднення для підтримки резистентності до корозії, і високі температури (>450° F) може зменшити пластичність. Столи тиску, що розриває ідеальні умови, Але фактичні тиски можуть бути нижчими через корозію або дефекти. Порівняно з Inconel 625, C276 менш універсальний при надвисоких температурах, і сплав 20 обмежений у хлоридних середовищах. Ці виклики пом'якшуються за допомогою точного виробництва та конкретного дизайну, Забезпечення надійності в системах високого тиску.

Майбутні тенденції та інновації

Майбутнє труб сплаву C276 передбачає прогрес у виробництві та застосуванні. Виробництво добавок досліджується для спеціальної фітинги, зменшення відходів. Передові технології зварювання, як лазерне зварювання, покращити шов якість, Підтримка високого тиску розриву. Нанотехнологічні покриття підвищують резистентність до корозії в екстремальних умовах, Розширення терміну експлуатації труб у застосуванні кислого газу та хімічних речовин. Використання сплаву в відновлюваній енергії, наприклад, геотермальний та морський вітер, зростає через його довговічність. Порівняно з аерокосмічним фокусом Inconel 625, C276 орієнтується на інновації хімічних та нафтових/газів. Труби ASTM A671 та API 5L бачать вдосконалення покриття, Але властиві властивості C276 позиціонують його для високоцінних застосувань. Цифровий моніторинг корозії та тиску ще більше підвищить надійність, Забезпечення сплаву C276 залишається головним вибором для високого тиску, корозійні системи.

Висновок

Сплав C276 (США N10276) Труби мають вирішальне значення для високого тиску, корозійні середовища, пропонуючи виняткову силу та корозійну стійкість. Столи тиску розривів, На основі формули Барлоу, показувати тиск до 35,175 PSI для маленького діаметра, Труби з товстими стінами, керуючи їх використанням у хімічній речовині, нафта/газ, і морські програми. Склад нікель-молібдену-хромію сплаву забезпечує стійкість до піттінгу, SCC, і кислоти, перевершує Inconel 625 в локалізованій корозії та сплаві 20 у хлоридах. Порівняно з ASTM A671 CC60 та API 5L PSL2 BNS, C276 пропонує чудову продуктивність, але з більшою ціною. Надана таблиця узагальнює розривні тиски та параметри ключів, Допомога інженерів у дизайні. Майбутні інновації у виробництві та покритті покращать роль сплаву C276 у критичній інфраструктурі, Забезпечення надійності в екстремальних умовах.