Incoloy 907과 Incoloy 926 파이프의 중요한 용접 및 열처리 요구 사항은 무엇입니까?

1. Q: Incoloy 907과 Incoloy 926 파이프의 근본적인 구성 및 특성 차이점은 무엇입니까?

A:Incoloy 907과 Incoloy 926은 완전히 다른 산업 용도로 사용되며, 이들의 차이점은 근본적으로 반대되는 합금 설계 전략에서 시작됩니다.

인코로이 907(UNS N19907)제어된-팽창, 석출-경화철-니켈-코발트 합금입니다. 공칭 구성은 니켈 36~40%, 코발트 12~16%, 니오븀 4.5~5.5%, 티타늄 1.3~1.8%, 실리콘 0.5~1.0%, 철 밸런스입니다. 중요한 점은 크롬 함량이 매우 낮다는 것입니다(일반적으로 최대 0.5~1.0%). 낮은 크롬 함량은 의도적인 것입니다.-크롬은 이 합금을 정의하는 낮은 열팽창 특성을 방해합니다. Incoloy 907은 Ni₃(Nb,Ti) 및 Ni₃(Ti,Al) 상을 형성하는 니오븀 및 티타늄을 통한 석출 경화를 통해 그 특성을 달성합니다. 가장 독특한 특징은 실온에서 371°C(700°F)까지 약 4.5–5.5 × 10⁻⁶/°F(8–10 × 10⁻⁶/°C)의 매우 낮은 열팽창계수(CTE)입니다. 이는 세라믹 재료 및 특정 유리와 밀접하게 일치합니다. 또한 합금은 작동 온도 범위 전반에 걸쳐 일정한 탄성 계수를 나타냅니다.

인콜로이 926(UNS N08926)극도의 수성 부식 저항성을 위해 설계된 초-오스테나이트계 스테인리스강입니다. 공칭 구성은 니켈 24~26%, 크롬 19~21%, 몰리브덴 6.0~7.0%, 구리 0.8~1.5%, 질소 0.15~0.25%, 철 잔량입니다. 이는 공식 저항 및 오스테나이트 안정화를 위해 질소가 첨가된 고{13}}크롬, 고{14}}몰리브덴 합금입니다. Incoloy 907과 달리 Incoloy 926에는 코발트가 없고 니오븀이 매우 적습니다. 열팽창 계수는 오스테나이트 합금의 일반적인 약 8.5–9.5 × 10⁻⁶/°F(15–17 × 10⁻⁶/°C)입니다. 합금은 석출{26}}경화되지 않습니다. 그것은 고용체와 질소 격자간에서 그 힘을 얻습니다.

야금학적 의미:Incoloy 907은 적당한 온도(최대 약 482°C/900°F)에서 치수 안정성을 위해 설계되었습니다. 낮은 팽창률 덕분에 열 불일치 응력을 발생시키지 않고 세라믹, 유리 또는 기타 저{4}}팽창 재료와 결합할 수 있습니다. 그러나 크롬이 부족하여 산화성 또는 부식성 수성 환경에 적합하지 않습니다.-쉽게 녹슬고 구멍이 뚫립니다. 이와 대조적으로 Incoloy 926은 해수, 산성 염수 및 화학 공정 흐름을 포함하여 습하고 부식성이 높은 환경에 맞게 설계되었습니다. 이 제품은 공식, 틈새 부식, 염화물 응력 부식 균열에 대한 뛰어난 저항성을 제공하지만 특별한 저팽창 특성은 없습니다.{10}}

그 중에서 선택:응용 프로그램이 요구하는 경우적당한 온도에서 낮은 열팽창(예: 전자 포장, 정밀 기기 하우징) Incoloy 907을 선택하십시오. 응용 분야에서 요구하는 경우우수한 수성 부식 저항성(예: 해수 배관, 화학물질 탱크, 연도 가스 탈황)에는 Incoloy 926을 선택하십시오. 두 합금 모두 실행 가능한 대안이 되는 응용 분야는 사실상 없습니다.

2. 질문: Incoloy 907 및 Incoloy 926 이음매 없는 파이프에 적용되는 업계 표준 및 사양은 무엇입니까?

A:두 합금은 서로 다른 산업 및 규제 환경에 서비스를 제공하기 때문에 완전히 다른 사양 프레임워크에 속합니다.

Incoloy 907 이음매 없는 파이프의 경우:

전용 ASTM 파이프 사양이 없습니다.Incoloy 907은 주로 표준 파이프가 아닌 막대, 단조 및 플레이트로 생산됩니다. 파이프가 필요한 경우 일반적으로 바 스톡에서 딥 드로잉이나 기계 가공을 통해 제조되거나 맞춤형 주문에 따라 특수 무봉제 튜브 밀을 통해 제조됩니다.

ASTM F1684– Incoloy 907 및 유사한 합금의 제어된-팽창 합금, 커버 바 및 단조 스톡에 대한 표준 사양입니다.

AMS 5875– Incoloy 907의 항공우주 재료 사양, 바, 단조품 및 링 커버. 이것은 이 합금의 가장 일반적인 사양입니다.

고객-별 조달 문서– Incoloy 907 파이프는 비표준이기 때문에-구매자는 일반적으로 파이프별 요구 사항(수압 테스트, 치수 공차, NDT)을 추가하는 동시에 화학 및 속성에 대해 AMS 5875를 참조하는 자세한 재료 및 치수 사양을 발행합니다.-

Incoloy 926 이음매 없는 파이프의 경우:

ASTM B677 / ASME SB677– 이음매 없는 니켈-철-크롬-몰리브덴-구리-질소 합금 파이프에 대한 표준 사양(UNS N08926). 1차 파이프 사양입니다.

ASTM B673– 용접 파이프의 표준 사양(중요한 서비스에는 이음매 없는 파이프가 선호됨)

ASME 보일러 및 압력 용기 코드 섹션 II, 파트 D– 최대 약 316°C(600°F)의 온도에서 N08926에 허용되는 응력 값을 제공합니다. 합금은 내식성 감소로 인해 일반적으로 600°F 이상에서는 사용되지 않습니다.

노속 M-630– 해수 및 염수 서비스용 Incoloy 926(6% 몰리브덴 초-오스테나이트 스테인리스강이라고도 함)을 포함하는 노르웨이 석유 및 가스 표준입니다.

ISO 15156 / NACE MR0175– Incoloy 926은 적절한 경도 제한이 있는 Sour Service(H2S-포함 환경)에 적합합니다.

조달 고려사항:Incoloy 907의 경우 비표준 파이프 생산으로 인해 긴 리드 타임과 높은 비용이 예상됩니다.- Incoloy 926의 경우 이음매 없는 파이프는 ASME B36.19에 따라 표준 일정(Sch 10S, 40S, 80S)을 갖춘 여러 글로벌 공장에서 상업적으로 사용할 수 있습니다. 재료 테스트 보고서에 올바른 UNS 번호가 기록되어 있는지, 그리고 Incoloy 926의 경우 공식 저항에 중요한 질소 함량(0.15~0.25%)이 기록되어 있는지 항상 확인하십시오.

3. Q: Incoloy 907 파이프가 내식성이 좋지 않음에도 불구하고 정밀 전자 및 항공우주 응용 분야에 사용되는 이유는 무엇입니까?

A:Incoloy 907 파이프는 내식성 때문이 아니라매우-낮은 열팽창, 일정한 탄성률, 적당한 강도최대 700°F(371°C)의 온도에서. 이러한 특성은 시중에서 판매되는 다른 어떤 합금도 따라올 수 없는 성능을 가능하게 합니다.

치수 안정성을 위한 열팽창 제어:레이더 도파관, 레이저 하우징 및 관성 항법 시스템 구성 요소와 같은 정밀 응용 분야에서는 온도에 따른 치수 변화가 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 피트당 0.001인치(0.08mm/m)까지 확장하거나 축소하는 도파관은 작동 주파수를 변경하거나 위상 오류를 일으킬 수 있습니다. Incoloy 907의 약 5 × 10⁻⁶/°F(9 × 10⁻⁶/°C) CTE는 붕규산 유리 및 유전체 인서트 및 피드스루에 사용되는 특정 세라믹 재료와 비슷합니다. 팽창률을 일치시킴으로써 어셈블리는 극저온부터 +700°F(371°C)까지의 극한 온도 전반에 걸쳐 정렬과 밀봉 무결성을 유지합니다. CTE가 907의 약 두 배인 Incoloy 926은 이러한 응용 분야에서 허용할 수 없는 정렬 불량 및 씰 누출을 일으킬 수 있습니다.

예측 가능한 동적 응답을 위한 일정한 계수:대부분의 금속의 탄성 계수(영률)는 온도가 증가함에 따라 감소하여 구조적 강성이 변하게 됩니다. 고정밀-기기에서 이러한 변화는 고유 진동수를 변경하고 교정 드리프트 또는 진동-으로 인한 오류로 이어질 수 있습니다. Incoloy 907은 실온에서 약 427°C(800°F)까지 거의 일정한 계수를 유지하도록 설계되었습니다. 설계자는 복잡한 온도-종속 모델 없이도 구조적 동작을 정확하게 예측할 수 있습니다. 이 속성은 작동 중 넓은 온도 변화와 발사 및 재진입 중 열 순환을 경험하는 공중 및 우주 계측 장비에 특히 유용합니다.{10}}

적당한 온도에서 석출-경화 강도:제어된 노화(용체 어닐링 후 약 1325°F/718°C 및 1150°F/621°C에서 이중 노화)를 통해 Incoloy 907은 우수한 연성과 함께 100~130ksi(690~896MPa)의 항복 강도(10~20% 연신율)를 달성합니다. 이러한 강도로 인해{12}}무게를 절감하는 얇은 벽 파이프 섹션이 가능해지며-항공우주 및 미사일 응용 분야에서 최고의 고려 사항이 됩니다.

Incoloy 926을 사용하지 않는 이유는 무엇입니까?Incoloy 926에는 낮은-팽창 특성이 없습니다. CTE는 907의 약 두 배이므로 일치하는-확장 어셈블리에 적합하지 않습니다. 926은 뛰어난 내식성을 제공하지만 밀봉된 건조한 전자 환경이나 파이프가 불활성 가스나 유압유를 운반하는 항공우주 응용 분야에서는 이러한 특성이 부적합합니다.

일반적인 응용 분야:레이더 도파관, 미사일 유도 시스템 냉각 라인, 위성 계기 하우징, 정밀 광학 벤치 지지대 및 열 수축이 다른 구성 요소와 일치해야 하는 극저온 공급 라인. 이러한 역할에서 Incoloy 907의 치수 안정성은 까다로운 환경에서 수천 번의 열 사이클에 걸쳐 안정적인 작동을 보장합니다.

4. 질문: Incoloy 926 이음매 없는 파이프가 해수 및 공격적인 화학 물질 서비스에 선호되는 재료인 이유는 무엇입니까?

A:Incoloy 926 이음매 없는 파이프는 국부 부식에 대한 탁월한 저항성으로 인해 해수 처리, 화학 처리 및 FGD(배연탈황) 시스템에서 지배적인 위치를 차지했습니다. 세 가지 구체적인 특성으로 인해 표준 스테인리스강과 심지어 더 높은 수준의-니켈 합금에 비해 우월함을 설명할 수 있습니다.

첫째, 매우 높은 공식 저항 등가수(PREN)입니다.PREN은 %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N으로 계산됩니다. 인콜로이 926의 경우:

크롬: 19~21%

몰리브덴: 6.0~7.0%

질소: 0.15~0.25%

이는 대략 40-45의 PREN을 산출합니다. 비교해 보면:

316L 스테인레스 스틸: PREN ∼24–26

듀플렉스 2205: PREN ∼35–38

인코로이 825: PREN ∼30-33

PREN이 높을수록 염화물-함유 환경에서 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성이 더 크다는 것을 나타냅니다. 따뜻한 바닷물(80~100°F / 27~38°C)에서는 몇 주 내에 316L의 피트가 됩니다. Duplex 2205는 더 나은 성능을 발휘하지만 생물 오염이나 퇴적물로 인해 틈새 부식이 발생할 수 있습니다. Incoloy 926은 약 49~60°C(120~140°F)까지 해수에 구멍이 생기지 않으므로 열대 해수 냉각 시스템, 소방수 라인 및 밸러스트 배관에 적합합니다.

둘째, 염화물 응력 부식 균열(SCC)에 대한 내성입니다.오스테나이트계 스테인리스강(304L, 316L)은 특히 증발 조건에서 약 60°C(140°F) 이상에서 염화물 SCC에 매우 취약합니다. Incoloy 926의 높은 니켈 함량(24~26%)과 몰리브덴 함량은 SCC 동작을 근본적으로 변화시킵니다. 이 합금은 농축 염수, 염화물 잔류 증기 응축수 및 해양 대기 조건을 포함하여 수성 서비스에서 발생하는 모든 온도에서 SCC에 저항합니다. 따라서 해양 플랫폼 배관, 담수화 플랜트, 연안 화학 시설에 탁월한 선택이 됩니다.

셋째, 혼합산 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다.몰리브덴(6~7%)과 구리(0.8~1.5%)의 조합은 산, 특히 황산 및 인산 환원에 대한 탁월한 저항성을 제공하는 동시에 높은 크롬 함량은 산화 조건으로부터 보호합니다. 습식 스크러버가 발전소 배기가스에서 SO2를 제거하는-배연탈황(FGD) 시스템에서는 환경이 환원과 산화를 오가며 염화물, 불화물 및 낮은 pH(2~4)를 나타냅니다. Incoloy 926은 산화 이탈에 대한 더 나은 저항성으로 인해 특정 FGD 영역에서 C-276과 같은 고급-몰리브덴 합금보다 성능이 뛰어납니다. 많은 FGD 흡수탑 스프레이 헤더와 미스트 제거기 지지 파이프가 이제 Incoloy 926으로 지정됩니다.

비교 실패 모드:개스킷 아래에 틈새가 정체되어 있는 32°C(90°F)의 해수{0}}냉각식 열 교환기:

316L 튜브에서는 6~12개월 이내에 핀홀 누출이 발생합니다.

듀플렉스 2205는 2~5년 동안 사용할 수 있지만 개스킷에서 틈새 부식이 시작됩니다.

Incoloy 926은 15~20+년의 서비스를 제공하며 종종 장비 설계 수명을 초과합니다.

일반적인 응용 분야:해수 냉각 배관(발전소, LNG 터미널), 소방수 시스템(해양 플랫폼), 담수화 플랜트 상호 연결 배관, 화학 유조선 화물 라인, 펄프 및 종이 표백 플랜트 배관(이산화염소 서비스), 제약 반응기 이송 라인.

5. 질문: Incoloy 907과 Incoloy 926 파이프의 중요한 용접 및 열처리 요구 사항은 무엇입니까?

A:Incoloy 907은 균열 민감도가 매우 높은 석출 경화형인 반면, Incoloy 926은 뛰어난 용접성으로 강화된 고용체-이기 때문에 이 두 합금을 용접하려면 완전히 다른 접근 방식이 필요합니다.

Incoloy 907 파이프의 경우(균열 위험이 높음):

변형-노화 균열에 대한 극도의 민감도:Incoloy 907은 용접하기 가장 어려운 니켈 합금 중 하나입니다. 변형-나이 균열은 석출 경화가 용접 열 영향부-에 균열을 일으키는 응력을 생성할 때 용접 후 열처리 중에 발생합니다.- 필수 예방 조치는 다음과 같습니다.

용체 상태에서만 용접-어닐링(연성) 상태-시효 상태에서는 절대 용접하지 않음

용접하기 전에 149~204°C(300~400°F)로 예열하세요.

낮은 열 입력 사용: 15~25kJ/인치(6~10kJ/cm)

최대 층간 온도: 400°F(204°C)

최소한의 고정 장치를 사용하세요.-조립품이 자유롭게 움직일 수 있도록 하세요.

충전재 선택:사용ERNiFeCr-2(인코넬 718 필러) 또는 특수ERNiCo-1필러 매칭 합금 907 구성. 스테인리스 스틸 필러나 ERNiCr-3과 같은 일반적인 니켈 필러는 절대 사용하지 마십시오. 팽창 특성이 일치하지 않으며 균열 위험이 있습니다.

용접 후 열처리(필수 및 중요):용접 후 어셈블리는 제어된 석출-경화 주기를 거쳐야 합니다.

용액 어닐링(필요한 경우): 인치당 1시간 동안 982°C(1800°F), 급속 냉각

1세대: 8시간 동안 718°C(1325°F), 시간당 최대 93°C(200°F)에서 621°C(1150°F)까지 노 냉각

2차 숙성: 621°C(1150°F)에서 8시간 동안 유지하고 공기 냉각

램프 속도가 중요합니다.-빠른 가열이나 냉각으로 인해 균열이 발생합니다.

Incoloy 926 파이프의 경우(우수한 용접성):

충전재 선택:사용ERNiCrMo-3(인코넬 625)을 표준 필러로 사용합니다. 덜 중요한 서비스의 경우ERNiCrMo-10또는ER385(6% Mo 구성과 일치)을 사용할 수 있습니다. 내공식성을 유지하려면 필러가 모재 금속의 몰리브덴 함량(6~7%)과 일치하거나 그 이상이어야 합니다.

열 입력 제어:최대 층간 온도: 250°F(121°C). 열 입력은 20~40kJ/인치(8~16kJ/cm)로 제한됩니다. 열 입력이 높을수록 몰리브덴-풍부 상 석출(시그마 상)이 발생하여 내식성이 저하될 수 있습니다.

용접 전 청소-:아세톤이나 전용 스테인리스강 브러시로 용접 부위를 청소합니다. 스테인리스/니켈 합금용으로 예약된 연삭 휠을 사용하십시오. 녹 얼룩을 방지하기 위해 모든 탄소강 오염을 제거하십시오.

용접 후 열처리(일반적으로 필요하지 않음):대부분의 응용 분야에서 Incoloy 926은 -용접된 상태로 사용됩니다. 그러나 가혹한 환경(예: 정체된 따뜻한 바닷물)에서 최대 내식성을 위해 1950~2050°F(1066~1121°C)에서 용액 어닐링한 후 빠른 물 담금질을 하면 완전한 피팅 저항이 복원됩니다. 이는 변형 위험으로 인해 파이프에서는 거의 수행되지 않습니다.

중요한 경고:

인콜로이 907의 경우:자격을 갖춘 절차 없이 용접하지 마십시오. 노후된 상태에서는 용접하지 마십시오. -용접 후 노화 처리-를 건너뛰지 마십시오. 접합부의 강도는 40~50ksi(276~345MPa)에 불과합니다. 표준 니켈 필러 금속을 사용하지 마십시오.

인콜로이 926의 경우:스테인레스 스틸 필러(308L, 309L, 316L)를 사용하지 마세요.-갈바니 부식 셀을 생성하고 몰리브덴이 부족합니다. 과열하지 마십시오.-과도한 열 입력은 시그마 위상을 유발하여 공식 저항을 50% 이상 감소시킵니다. 오염된 연삭 휠을 사용하지 마십시오.-내장된 탄소강 입자로 인해 녹이 생길 수 있습니다.

자격 요건:Incoloy 907의 경우 용접 절차 적격성 평가에는 변형률-균열이 없음을 확인하기 위해 단면 현미경을 사용한 파괴 테스트가 포함되어야 합니다. 많은 항공우주 사양에서는 모든 용접부에 대해 100% 방사선 검사와 형광 침투 검사를 요구합니다. 해수용 Incoloy 926의 경우, 용접 및 열 영향을 받는 부분이 PREN-동등한 성능을 유지하는지 확인하기 위해 ASTM G48(염화제2철)에 따른 공식 부식 테스트가 자격 부여에 포함되어야 합니다.