Composizione chimica Incoloy800H (N08810) lega per alte temperature a base di nichel
Incoloy 800h è una lega a base ferro-nichel poiché la frazione in massa di cromo è superiore al 12%. Può anche essere chiamato acciaio inossidabile. Grazie alle sue eccellenti prestazioni, è stato ampiamente utilizzato nell'industria petrolchimica. In pratica, le condizioni operative di Incoloy 800 h con idrogeno sono molto comuni, dove la resistenza ai danni da idrogeno è molto importante per la sicurezza dell'apparecchiatura. Attualmente esistono pochi studi sulla resistenza all’infragilimento da idrogeno dell’inoloy 800h, in particolare sulle sue prestazioni alle alte temperature. La resistenza ai danni provocati dall'idrogeno durante il funzionamento a lungo termine in condizioni di idrogeno ad alta pressione è eccellente. Pertanto, attraverso esperimenti, le proprietà meccaniche e i cambiamenti microstrutturali della lega dopo essere stata mantenuta a una temperatura di circa 100 kHz per 800 ore sono stati studiati in un ambiente con idrogeno ad alta temperatura e alta pressione, ed è stata analizzata la sua resistenza ai danni da idrogeno.
Processo di ispezione Il materiale di prova è stato prelevato dall'idrogeno a circa 100 kHz da un'impresa petrolchimica. La sezione di uscita del tubo del forno di riscaldamento del gas (condizione di funzionamento peggiore) ha una temperatura di esercizio di 50 gradi e una pressione di esercizio di 18,3 MPa. Il mezzo nella conduttura è l'idrogeno, che riscalda il gas del forno bruciando gas di petrolio liquefatto per trasferire il calore. I materiali di prova per il processo di ispezione sono stati prelevati dalla sezione di uscita del tubo del forno per il riscaldamento del gas idrogeno di un'impresa petrolchimica con una frequenza di circa 100 kHz (la peggiore condizione di lavoro). La temperatura di esercizio è di 50 gradi e la pressione di esercizio è di 18,3 MPa. Il mezzo nella pipeline è l'idrogeno, che viene riscaldato e bruciato. Gas di forno a gas di petrolio liquefatto per trasferire il calore.
Test delle proprietà meccaniche Il test di trazione è stato completato su una macchina di prova imtron 5869 e la temperatura del test era quella ambiente e 680 gradi. Scegliere un campione rettangolare a temperatura ambiente per uno stiramento di breve durata e un campione di proporzione cilindrica per un campione di allungamento di breve durata ad alta temperatura. Il test di impatto è stato condotto su una macchina per prove di impatto ad alta temperatura JBG-300. Per garantire la temperatura di prova, la velocità di avanzamento è 51,58 e la temperatura oscilla. Muoviti a 4-2 gradi. La temperatura del test è la temperatura ambiente e 680 gradi, e la dimensione del campione è la dimensione standard del campione 56mnlx10 millx 10mill.
Analisi metallografica: prelevare un campione di parallelepipedo rettangolare lungo la direzione dello spessore del tubo del forno, smerigliare e lucidare con carta vetrata, pulire con acetone, asciugare nel tempo e corrodere elettroliticamente con acido ossalico. Osserva e fotografa con un microscopio ottico 500x.
Test delle proprietà meccaniche I risultati del test di trazione e del test delle proprietà di impatto sono mostrati rispettivamente nella Tabella 2 e nella Tabella 3. I risultati della prova di trazione sono stati confrontati con lo standard ASTM B 408 409 e si è riscontrato che le proprietà meccaniche della prova di trazione di breve durata ad alta temperatura erano inferiori rispetto ai dati forniti. Le proprietà meccaniche di trazione a temperatura ambiente risultano essere superiori rispetto ai dati standard. Il materiale del tavolo ha buone proprietà meccaniche a temperatura ambiente, ma a temperature elevate le sue proprietà meccaniche di trazione a breve termine diminuiscono di energia e appaiono in una certa misura fragili. Per quanto riguarda la resilienza, la resilienza mantiene valori elevati sia a temperature normali che elevate.
A temperature elevate, l’idrogeno causerà vari gradi di danni da idrogeno all’acciaio, tra cui infragilimento da idrogeno, corrosione da idrogeno e fessurazioni indotte da idrogeno. Infragilimento da idrogeno In questa fase l'idrogeno non reagisce chimicamente con i componenti di acciaio. La resistenza alla trazione dell'acciaio non cambia molto, ma la plasticità diminuisce. Diventa fragile a temperatura ambiente. La corrosione da idrogeno è la diffusione dell'idrogeno nell'acciaio ad alta temperatura e pressione. Si combina con il carbonio presente nell'acciaio per formare metano, che si accumula nei bordi dei grani e nei vuoti vicini. Vuoti, inclusioni e altre discontinuità creano vuoti di metano e la pressione continua a salire, formando piccole crepe e persino bolle che poi si trasformano in crepe e spazi più grandi. La corrosione dell'idrogeno può anche decarburare l'acciaio. La corrosione da idrogeno è generalmente suddivisa in periodo di latenza, periodo di corrosione rapida e periodo di saturazione. Le proprietà meccaniche dell'acciaio prima della corrosione da idrogeno non sono cambiate molto. L'uso successivo dell'acciaio ridurrà seriamente le proprietà meccaniche. Gli effetti sulle proprietà meccaniche sono classificati in ordine di gravità: creep (resistenza alla duratura), resilienza all'urto, duttilità e resistenza alla trazione.
In generale per gli acciai operanti ad alte temperature per lunghi periodi di tempo si considera solo il creep. Le proprietà meccaniche esposte ad alte temperature per un breve periodo di tempo miglioreranno nel tempo. Ma è diminuito in modo significativo. Le proprietà meccaniche a temperatura ambiente non aumentano con il tempo ma diminuiscono in modo significativo in caso di danni da idrogeno al materiale. le sue proprietà meccaniche. In questo test, il materiale è stato esposto all'idrogeno a temperatura e pressione elevate e servito a quasi 100 kHz, durante i quali ha subito pressioni di avvio-arresto, fluttuazioni di temperatura e altre condizioni complesse. Secondo i risultati dei test sulle proprietà meccaniche, si può vedere che le proprietà di trazione e le proprietà di impatto a temperatura ambiente non sono evidenti. Modifica; le proprietà di trazione a breve termine diminuiscono alle alte temperature e mostrano un certo grado di fragilità. Per l'acciaio inossidabile austenitico che è stato utilizzato per lungo tempo ad alta temperatura, la resilienza alle alte temperature rimarrà comunque ad un livello elevato dopo che la trasformazione chimica potrebbe portare alla precipitazione del carbonio intergranulare. Rispetto alle proprietà meccaniche e alle caratteristiche di degradazione dell'acciaio causate dai danni da idrogeno, Incoloy 800h non mostra quasi alcun danno da idrogeno, come infragilimento da idrogeno e corrosione da idrogeno.
