インコネル 601 パイプ (UNS N06601): 高温酸化の主力製品の説明-

インコネル 601 パイプ、UNS N06601、W.Nr. 2.4851EN 指定の NiCr23Fe は、ラジアント チューブ、マッフル、またはハンガーが 10 年間の熱サイクルに耐えなければならない場合に、炉の技術者が使用するニッケル-クロム-鉄合金です。その特徴は室温での強度ではなく、強力な液体化学物質に対する耐性でもありません。{4}

ほとんどの競合合金には搭載されていないアルミニウムの添加により、連続使用では約 1150 ℃、短時間の場合は 1200 ℃までの耐酸化性を実現します。 1.0 ～ 1.7 パーセントのアルミニウムは、高温の状況を完全に変えます。-酸化クロムのスケールの下にゆっくりと付着した Al2O3 層を成長させ、その内側のアルミナ膜が金属が何千時間も侵食されるのを防ぎます。

化学組成 (ASTM B167 / B168、UNS N06601)

以下の構成は仕様の受理枠です。合金を定義する 2 つの数字は、最低 58 パーセントのニッケルと、意図的に添加されたアルミニウムです。アルミニウムは、インコネル 600 には存在しない元素であり、酸化挙動を劇的に変化させます。

仕事との相性を読んでください。 21 ～ 25 パーセントのクロム レベルはインコネル 600 にも含まれており、主要な Cr2O3 スケールを供給します。アルミニウムは違います。約 800 ℃以上で選択的に酸化し、クロミアよりもはるかにゆっくりと成長し、熱サイクル下での破砕に耐える連続アルミナ層を形成します。

0.015パーセントという低硫黄キャップは、合金自体中の硫黄が保護スケールを劣化させる炉雰囲気において重要です。炭素制限 0.10 パーセントは実際的な上限であり、強化手段ではありません。 601 の高温強度は、析出ではなく固溶硬化によって得られます。{4}

室温での機械的性質（焼きなまし）

以下のアニールされた最小値は、B167 の許容限界です。一般的なミル値はより高くなりますが、圧力配管の設計作業は、一般的な値ではなく、SB167 の ASME セクション II パート D のコード許容応力に基づいて行う必要があります。

室温ではこれらの数値は普通に見えますが、それが重要です。601 は耐寒性を求めて購入されたものではありません。その引張強さは温度下でも非常によく維持されます。焼きなましされた合金は、650 ℃でも一般的なデータでおよそ 420 ～ 480 MPa の引張強さを示し、870 ℃でも耐荷重能力の重要な部分を維持します。そのため、同じ用途で 310 ステンレスに必要な重い部分ではなく、この合金の薄壁で炉のコンポーネントを設計できるのです。-

物理的特性

密度 8.11 g/cm3 は、ニッケル-合金シームレス パイプの標準重量公式、kg/m=0.02765 x (OD - WT) x WT (寸法はミリメートル) に与えられます。これは、ステンレス鋼に使用される 0.02466 よりわずかに大きい係数です。熱伝導率が低いことに注意してください。炭素鋼の炉部品がすぐに放出する熱は、601 コンポーネントの壁の厚さと形状で管理する必要があり、これはラジアント チューブの設計における標準的な考慮事項です。

酸化メカニズム: アルミニウム列が重要な理由

すべての耐熱合金は、さらなる攻撃を遅らせるために表面酸化物に依存しています。-インコネル 600 や 310 ステンレスなどのクロム-のみの合金は Cr2O3 を形成します。Cr2O3 は保護効果がありますが、炉の高温と低温を繰り返すと剥離しやすく、スケールが割れ、浮き上がり、剥がれ落ち、新しい金属が露出し、再び燃えます。

インコネル601アルミナ層を追加します。アルミニウムはクロミアの下で優先的に酸化し、熱力学的に安定し、数倍ゆっくり成長する連続的な Al2O3 膜を形成します。熱サイクルで外側のスケールが剥がれても、アルミナ フィルムは所定の位置に留まり、その上のクロミアを再修復します。-

• 空気中で約 1150 ℃までの連続酸化耐性、1200 ℃までの短時間の耐酸化性。
• 卓越したサイクル酸化性能: アルミナの内層は、単純なクロミア スケールを破壊する熱サイクルに耐えることができるため、601 はバッチ炉の治具およびラジアント チューブの標準的な選択肢となっています。
• 硫黄レベルが中程度のエンベロープ内で、硫黄を含む燃焼生成物における酸化に対する耐性。重度の硫化雰囲気には、高{0}}クロムまたは高-モリブデン合金が適しています。

浸炭・塩素処理サービス

単純な酸化を超えて、601 は多くの合金を破壊する 2 つの炉雰囲気に耐えます。浸炭環境では、アルミナ層が炭素の侵入を抑制します。この合金は、メタンと水素の豊富な混合物中で約 1000 ℃までの浸炭に耐えます。-これが、炭素のピックアップによりステンレス部品が脆化する可能性のある場所で 601 ラジアント チューブと改質器の内部構造が指定されている理由です。-

約 1050 ℃を超えると、アルミニウムの拡散が加速するため保護機構が弱まるため、浸炭の保証は雰囲気だけではなく温度上限に関係します。高温の塩素および塩化水素のサービスでは、高いニッケル含有量（最低 58 パーセント）により、ニッケル塩基ファミリーで知られているのと同じ塩化物攻撃に対する耐性が得られ、601 は塩素化反応器の内部および廃棄物焼却ガス経路にまで広がります。-

サイズ範囲、スケジュール、製品形態

シームレスパイプは、引き抜きシームレス壁には温度で妥協する溶接継ぎ目が無いため、炉やプロセス配管の主流の形式です。サイズは、標準パイプについては ASME B36.10、ステンレス パターン スケジュールについては B36.19 に従います。-炉の輻射管の場合、壁は圧力パラメータであると同時に熱設計パラメータでもあるため、パイプは公称スケジュールではなくミリメートル単位で特定の外径と壁に合わせて注文されることがよくあります。-

主な用途

• 熱処理およびアニーリング ラインの炉のラジアント チューブとマッフル チューブ-。
• 熱サイクルにより通常のスケールが破損するバッチ炉用の治具とハンガー。
• 石油化学サービスにおける改質炉および分解炉の内部構造。
• 熱電対保護チューブとバーナーコンポーネント。
• 塩素化合物が存在する廃棄物焼却ガス経路配管。
• ガラスおよびセラミックの製造ハードウェア、およびガスタービン燃焼器ライナー。

溶接と製作

インコネル601ERNiCrFe-2 や ERNiCr-3 などの適合する組成のフィラーを使用すると容易に溶接でき、予熱や溶接後の熱処理は必要ありません。この合金は完全にオーステナイト系であるため、溶接継手はオーステナイト系ステンレス溶接部に伴うフェライトバランスの制限を受けません。製造には 2 つの注意事項が適用されます。

まず、焼きなまされたパイプの酸化物は粘り強いため、溶接前に接合部をきれいな金属になるまで洗浄する必要があります。部品を循環炉で使用する場合は、溶接部のすぐ周囲の領域を酸化から保護する必要があります。第 2 に、合金は急速に加工硬化するため、冷間曲げには同じサイズのステンレスよりも重い装置が必要です。また、半径が狭い曲げは、形状が許せば約 870 ℃以上で熱間成形する方が適切です。-

注文および検査に関する注意事項

この合金はいくつかの商品名で販売されており、証明書が唯一の信頼できる身元確認となります。ご注文の際は、UNS N06601 (ブランド名のみではありません)、製品規格 B167 または B517 または B168、状態 (溶体化処理)、サイズとスケジュール、または正確な OD x WT、および長さの公差を指定してください。

受け取ったら、3 つのことを確認してください。工場証明書には、熱分析で 1.0 ～ 1.7 パーセントのアルミニウムが示されている UNS N06601 が記載されている必要があり、機械的結果は B167 の最低値をクリアしている必要があります。また、炉グレードの材料については、表面状態の仕様（焼きなましと酸洗）を確認する必要があります。-熱間圧延-された表面が強く酸化していると、炉の初期動作に影響を与える可能性があるためです。

コード圧力配管の場合、プロジェクトで完全なトレーサビリティが必要な場合は、該当する ASME セクション II パート D の許容応力テーブルと EN 10204 3.1 認証を備えた SB167 をリクエストしてください。

インコネル601パイプ液体腐食や低温強度ではなく、酸化寿命によってコンポーネントが定義される場合はどこでも、その場所を獲得します。アルミニウムの添加、温度下での平坦性の維持、浸炭や塩素に対する耐性により、同じ温度範囲を占める析出硬化超合金よりもはるかに低いコストで、熱処理、石油化学、廃棄物エネルギー産業全体で炉ハードウェアのデフォルトの選択肢となっています。{{1}

よくある質問

インコネル 601 パイプは使用中にどの程度の温度に耐えることができますか?

連続酸化サービスでは、合金は約 1150 ℃まで使用され、短期間で約 1200 ℃にさらされます。-長寿命の炉コンポーネントの実際の上限は、酸化速度と、炭素が豊富な雰囲気での浸炭限界である約 1000 ℃によって設定されます。-

インコネル 601 はインコネル 600 とどう違うのですか?

組成は、アルミニウムの添加を除いて、ほぼ同じです。601 では 1.0 ～ 1.7 パーセントであるのに対し、600 では微量です。このアルミニウムは、熱サイクル下での破砕に抵抗するアルミナ層を成長させるため、紙上では 2 つの合金は同じように見えますが、約 1000 ℃を超える温度でのサイクリック炉での使用では 601 が 600 より優れています。

はインコネル601パイプ溶接可能ですか？

はい。 ERNiCrFe-2 や ERNiCr-3 などの適合するフィラーが使用され、予熱や溶接後の熱処理は行われません。完全にオーステナイト構造であるため、フェライトバランスの制限はありませんが、溶接前に表面酸化物をきれいにして光沢のある金属にする必要があります。

インコネル 601 は炉内の 310 ステンレス鋼の代わりに使用できますか?

多くの作業ではその通りであり、肉厚が薄いため、601 は温度範囲までずっと高い耐荷重強度を維持し、310S よりも優れた周期的破砕耐性を備えています。-トレードオフはコストであるため、310S の寿命が制限要因である場合には交換が正当化されます。-

インコネル 601 パイプにはどのような規格が適用されますか?

シームレスパイプは ASTM B167 / ASME SB167、溶接パイプは ASTM B517、熱交換器チューブは ASTM B163、プレート、シート、ストリップは ASTM B168 です。 EN 指定 NiCr23Fe、W.Nr. 2.4851、UNS N06601。

今すぐ連絡する