Hastelloy C-276 rör sem getur haldið aftur af gífurlegum þrýstingi við stofuhita missir smám saman eitthvað af þeim styrk þegar þjónustuhitinn hækkar. Við 400 gráður, djúpt í heitu-viðbragðssvæði efnaverksmiðju, verður málmurinn mælanlega mýkri og öruggur vinnuþrýstingur verður að minnka í samræmi við það. Þrýstibúnaður- sem inniheldur búnað er því aldrei metinn eingöngu eftir styrkleika sem prentaður er á stofuhitablaði. Raunverulegt rekstrarhitastig stjórnar leyfilegu álagi og skilgreinir að lokum örugga þrýstihjúpinn.
Að skilja sambandið á milliHastelloy C-276 togstyrkur 400 gráðu þrýstingurútreikningar eru nauðsynlegir fyrir vinnslulagnir, varmaskipta og þrýstihylki sem starfa í ætandi háum-hitaumhverfi.
Hvers vegna málmstyrkur fellur við hækkuðu hitastig
Allir byggingarmálmar missa styrk þegar hitastig hækkar í átt að bræðslusviði þeirra. Aukinn atóm titringur inni í málmgrindinni dregur úr mótstöðu gegn aflögun og brotum.
Nikkel-málmblöndur eins og Hastelloy C-276 halda mun betur styrk en mörg ryðfríu stáli við hærra hitastig, sem er ein ástæða þess að þau eru mikið notuð í:
Efnakljúfar
Varmaskiptarar
Sýrumeðferðarkerfi
Útblásturshreinsitæki
Há-ferlisleiðslur
Hins vegar, jafnvel mjög tæringarþolnar- nikkel málmblöndur upplifa mælanlega minnkun á togeiginleikum þegar hitastig hækkar.
Togstyrkur Hastelloy C-276 við stofuhita
Hastelloy C-276 er þekkt fyrir að sameina:
Frábær tæringarþol
Sterkir vélrænir eiginleikar
Góð suðuhæfni
Viðnám gegn oxandi og afoxandi umhverfi
Við stofuhita sýnir málmblönduna venjulega fullkominn togstyrk nálægt:
UTS≈790 MPaUTS \\u.þ.b. 790\\ MPaUTS≈790 MPa
Þessi mikli styrkur gerir það að verkum að tiltölulega þunnt-veggað slöngur standist verulegan innri þrýsting á sama tíma og þau standast árásargjarn efnaárás.
Hvernig styrkur breytist við 400 gráður
Þegar þjónustuhitastig hækkar í um það bil 400 gráður, upplifir málmblönduna verulega lækkun á endanlegum togstyrk.
Dæmigert gildi við þetta hitastig eru um það bil:
UTS≈600 MPaUTS \\u.þ.b. 600\\ MPaUTS≈600 MPa
Lækkunin á sér stað smám saman frekar en skyndilega. Í mörgum nikkelblöndur fylgir lækkun togstyrks milli stofuhita og 400 gráður nokkurn veginn línulegri þróun.
Heiti málmurinn er enn sterkur, en öryggismörkin verða að vera breiðari vegna þess að efnið hefur ekki lengur sömu mótstöðu gegn eftirgjöf og rof sem völ er á við umhverfisaðstæður.
Hvers vegna verður að draga úr þrýstingseinkunnum
Þrýstimat fyrir rör og ílát geta ekki verið föst á meðan efnisstyrkur minnkar.
Þegar togstyrkur minnkar með hitastigi:
Innri þrýstingsgeta minnkar
Mörkin á streitu í hringi verða lægri
Veggspennumörk minnka
Bilunarviðnám minnkar
Af þessum sökum krefjast vinnslubúnaðarkóðar að leyfilegt álag sé stillt í samræmi við rekstrarhitastig.
Niðurstaðan er lækkuð þrýstingsmörk við hækkuð þjónustuskilyrði.
Hlutverk ASME hönnunarkóða
Sambandið milli styrkleika efnis og leyfilegs þrýstings er stjórnað af viðurkenndum verkfræðistöðlum.
Algengar kóðar eru:
ASME B31.3 fyrir vinnslulagnir
ASME kafla VIII fyrir þrýstihylki
ASME ketils og þrýstihylkiskóða töflur
Þessir staðlar birta leyfileg álagsgildi fyrir Hastelloy C-276 og aðrar málmblöndur yfir mismunandi hitastig.
Leyfileg álagsgildi fyrir Hastelloy C-276 á ASME kóða eru skráð í töfluformi og eru viljandi lægri en endanlegur togstyrkur efnisins. Innbyggðir öryggisstuðlar eru notaðir til að tryggja íhaldssöm hönnunarmörk.
Þættir sem ákvarða lokaþrýstingseinkunn
Endanlegur leyfilegur vinnuþrýstingur fer eftir nokkrum samverkandi hönnunarbreytum.
Þykkt rörveggs
Þykkri veggir standast innri þrýsting á skilvirkari hátt vegna þess að auka-þversniðsefni er fáanlegt til að bera álag á ramma.
Þar sem leyfilegt álag minnkar með hitastigi gæti verið þörf á aukinni veggþykkt til að viðhalda sama þrýstingsmati.
Þvermál rörs
Stærri þvermál upplifa meiri ummálsspennu við innri þrýsting.
For the same wall thickness and material, a larger tube generally carries a lower allowable pressure than a smaller tube.
Hönnunarhitastig
Leyfilegt álagsgildi valið úr ASME töflum fer beint eftir hámarkshönnunarhitastigi.
Jafnvel lítilsháttar hækkun á hitastigi getur valdið verulegri þrýstingslækkun.
Tæringarstyrkur
Í ætandi umhverfi er viðbótarveggþykkt oft innifalin til að taka tillit til-langtíma efnistaps.
Þrátt fyrir að Hastelloy C-276 hafi framúrskarandi tæringarþol, geta hönnunarverkfræðingar samt tekið með sér tæringarheimild eftir ferlisaðstæðum.
Skrið verður sífellt mikilvægara nálægt 400 gráðum
Við um það bil 400 gráður byrjar annar mikilvægur gangur að koma inn í hönnunarumræðuna: skríða.
Hvað er Creep?
Skrið er hæg, varanleg aflögun málms undir stöðugu álagi við hækkað hitastig.
Ólíkt skyndilegri ofhleðslubilun, þróast skrið smám saman yfir langan notkunartíma.
Áhrifin eru ma:
Víddarbjögun
Veggþynning
Endurdreifing streitu
Langtímarofhætta-
Þrátt fyrir að Hastelloy C-276 haldi framúrskarandi háhitastöðugleika, hafa skriðsjónarmið í auknum mæli áhrif á leyfilegt álagsval eftir því sem rekstrarhiti hækkar.
Fyrir langa-þjónustu getur þrýstingsmatið því verið takmarkað ekki aðeins af tafarlausum togstyrk heldur einnig af langtíma skriðþoli.
Af hverju rekstrarþrýstingur verður að vera undir kóðamörkum
Rétt hannað skipti eða lagnakerfi er rekið vel undir leyfilegum hámarksþrýstingi sem ákvarðað er með kóðaútreikningum.
Þessi spássía verndar gegn:
Þrýstibylgjur
Hitabreytingar
Ferlið í uppnámi
Þreytahleðsla
Efnisbreytileiki
Þrýstingastig nafnplötunnar endurspeglar öruggt rekstrarumslag búnaðarins við tilgreint hönnunarhitastig.
Ef farið er yfir það hitastig dregur það úr styrkleika efnisins enn frekar og gæti ógilt upprunalegu þrýstingsvottunina.
Sambandið milli hitastigs og öryggisbils
SetninginHastelloy C-276 togstyrkur 400 gráðu þrýstingurlýsir að lokum jafnvægi milli efnisgetu og verkfræðilegrar íhaldssemi.
Við hærra hitastig:
Togstyrkur minnkar
Leyfilegt álag minnkar
Þrýstimörk lækka
Öryggissjónarmið verða mikilvægari
Málblönduna er enn mjög hæf í krefjandi umhverfi, en þrýstingsmat verður alltaf að endurspegla raunverulegar hitaupplýsingar sem upplifað er við notkun.
Niðurstaða
Hastelloy C-276 viðheldur glæsilegum vélrænni styrkleika við hærra hitastig, en eins og allir málmar minnka togþol þess eftir því sem þjónustuhiti hækkar. Endanlegur togstyrkur við stofuhita nálægt 790 MPa minnkar venjulega í um það bil 600 MPa við 400 gráður, sem krefst samsvarandi minnkunar á leyfilegum vinnuþrýstingi.
ASME hönnunarkóðar gera grein fyrir þessari hegðun með því að birta hitastig-háð leyfilegt álagsgildi sem notuð eru við útreikninga á leiðslum og þrýstihylki. Þvermál slöngunnar, veggþykkt, tæringarheimildir og hækkuð-hitastig stuðla allt að lokaþrýstingseinkunninni sem valin er fyrir örugga notkun.
Þrýstihylki er því ekki hannað fyrir styrkinn sem málmurinn hafði einu sinni við stofuhita, heldur fyrir styrkinn sem hann heldur við það hitastig sem hann mun raunverulega upplifa í notkun. Einkunnin á nafnplötunni verður að loforði sem verður að haldast ósnortið jafnvel við erfiðustu ferli í uppnámi.
