Kakšne so prednosti uporabe zlitin-na osnovi niklja za pregrevalne cevi kotlov v termoelektrarnah?
1.1 Odlične mehanske lastnosti pri visokih{1}}temperaturah
Visoka odpornost proti lezenju in zlomu: Zlitine na osnovi -niklja (npr. Inconel 625, Hastelloy X) se zanašajo na elemente za utrjevanje v trdni raztopini (Cr, Mo, W) in faze za utrjevanje z izločanjem (', ''), da zavirajo gibanje dislokacij pri visokih temperaturah. Njihova življenjska doba proti lezenju pri 650 stopinjah in 100 MPa lahko preseže 10.000 ur, kar je 3–5-krat dlje kot pri toplotno{11}}odpornih martenzitnih jeklih. To preprečuje prezgodnji pok cevi, ki ga povzroči deformacija zaradi lezenja pod dolgotrajno-visoko-temperaturno obremenitvijo.
Dobra odpornost na toplotno utrujenost: Med zagonom-in zaustavitvijo termoenergetskih enot se cevi pregrevalnikov ciklično segrevajo in ohlajajo, kar vodi do toplotne utrujenosti. Nizek koeficient toplotnega raztezanja in visoka toplotna prevodnost zlitin na osnovi niklja-zmanjšata kopičenje toplotne napetosti, kar znatno izboljša odpornost proti razpokam zaradi toplotne utrujenosti.
1.2 Vrhunska odpornost proti koroziji in oksidaciji
Odpornost na visoko{0}}temperaturno oksidacijo: Zlitine na osnovi niklja- tvorijo na površini gosto, sprijeto zaščitno folijo Cr₂O₃ pri visokih temperaturah, ki učinkovito blokira vdor kisika in jedkih medijev. Celo pri 700 stopinjah je stopnja oksidacije manjša od 0,01 mm/leto, kar je veliko nižje kot pri tradicionalnih jeklih, odpornih na vročino.
Odpornost proti koroziji zaradi dimnih plinov in pepela: Dimni plin v termoelektrarnah vsebuje SO₂, HCl in soli alkalijskih kovin (npr. Na₂SO₄, K₂SO₄). Te snovi reagirajo s površino cevi in tvorijo evtektiko z nizko-tališčem-točke, kar povzroča visoko-temperaturno korozijo in pepelno korozijo. Zlitine-na osnovi niklja z visoko vsebnostjo Mo in W se lahko uprejo eroziji teh jedkih medijev, pri čemer se izognejo luknjicam in stanjšanju stene cevi.
1.3 Močna strukturna stabilnost
Zlitine-na osnovi niklja ohranjajo stabilno kubično-centrirano (FCC) kristalno strukturo v delovnem temperaturnem območju pregrevalnikov, ne da bi bile podvržene krhkim faznim transformacijam (npr. martenzitna transformacija), ki se pojavljajo pri nekaterih toplotno-odpornih jeklih. To zagotavlja dosledne mehanske lastnosti med-dolgotrajno uporabo.
Elementi v sledovih, kot sta Ti in Nb v zlitini, tvorijo stabilne karbide, ki pritrjujejo meje zrn in preprečujejo grobljenje zrn pri visokih temperaturah, kar dodatno poveča strukturno stabilnost cevi.
1.4 Podaljšana življenjska doba in nižji stroški vzdrževanja
Življenjska doba pregrevalnih cevi iz-zlitine niklja lahko doseže 20–30 let, kar je dvakrat dlje kot pri tradicionalnih toplotno{3}}odpornih jeklenih cevi (10–15 let). To zmanjša pogostost menjave cevi in čas izpadov enote.
Odlična odpornost proti koroziji zmanjša tveganje za tanjšanje sten cevi in puščanje, zniža stroške vzdrževanja kotlovskega sistema in izboljša obratovalno zanesljivost termoelektrarn.
2. Katere-zlitine na osnovi niklja so primerne za visoko{2}}temperaturne in-tlačne cevi v petrokemični industriji?
2.1 Inconel 625 – idealen za splošne visoke{2}}temperature in visok{3}}tlačne korozivne razmere
Ključna sestava: zlitina Ni-Cr-Mo-Nb z 21 % Cr, 9 % Mo in 3,6 % Nb.
Glavne prednosti: Združuje odličen učinek krepitve trdne raztopine in odpornost proti koroziji. Je močno odporen proti luknjičasti koroziji, razpokani koroziji in razpokanju zaradi napetostne korozije (SCC) v medijih, ki vsebujejo klorid-. Element Nb tvori stabilne karbide, kar izboljša-visokotemperaturno trdnost in strukturno stabilnost. Stabilno lahko deluje pri temperaturah do 980 stopinj in je primeren za visoko{6}}tlačne cevi v sistemih za razžveplanje dimnih plinov (FGD) in enotah za hidrokreking.
Tipične aplikacije: Izhodne cevi reaktorjev za petrokemični hidrokreking, cevi za reformerske peči in visoko{0}}cevovodi za paro.
2.2 Hastelloy X – prednostno za ultra-visoke-temperaturna oksidacijska okolja
Ključna sestava: zlitina Ni-Cr-Co-Mo z 22 % Cr, 9 % Mo in 18 % Co.
Glavne prednosti: Izjemna-odpornost na oksidacijo pri visokih temperaturah in odpornost na toplotno utrujenost. Ohranja lahko dobre mehanske lastnosti v oksidativnih okoljih dimnih plinov pri 1000 stopinjah in ima odlično varivost. Visoka vsebnost Co izboljša odpornost zlitine proti lezenju pri ekstremnih temperaturah, zaradi česar je primerna za cevi v visoko{4}}pečeh za ogrevanje in kreking pečeh.
Tipične aplikacije: Cevi za sevalne odseke peči za krekiranje etilena, visoko{0}}temperaturne cevi za dimne pline v petrokemičnih obratih.
2.3 Hastelloy C276 – Optimalen za korozivna okolja z visoko-temperaturo in visokim{3}}tlakom
Ključna sestava: Ni-Cr-Mo-W zlitina s 15,5 % Cr, 16 % Mo in 4 % W.
Glavne prednosti: Znana kot »univerzalna zlitina,-odporna na korozijo«, je odlično odporna na redukcijske in oksidacijske mešane kisline ter na korozijo s kloridnimi ioni. Lahko prenese korozijo vodikovega sulfida, žveplove kisline in organskih kislin v okoljih z visoko-temperaturo in visokim{3}}tlakom. Primeren je za cevi v procesih z močno korozijo in visokim pritiskom, kot so enote za rekuperacijo žvepla in sistemi za obdelavo kislih plinov.
Tipične aplikacije: Petrokemični plinovodi za prenos kisline, cevi enote za alkiliranje žveplove kisline.
2.4 Inconel 718 – primeren za visoko{2}}temperaturo in visoko{3}}tlačna okolja, ki zahtevajo visoko trdnost
Ključna sestava: zlitina Ni-Cr-Fe-Nb z 19 % Cr, 5 % Nb in 3 % Mo.
Glavne prednosti: Zanaša se na fazno izločanje ojačitve, ima ultra-visoko natezno trdnost (nad 1300 MPa) in mejo tečenja pri srednjih temperaturah (400–650 stopinj). Ima tudi dobro korozijsko odpornost, zaradi česar je primeren za visoko-temperaturne in visoko{6}}tlačne cevi, ki morajo prenesti velike mehanske obremenitve. Odporen na napetostno korozijsko razpokanje in deformacije zaradi lezenja.
Tipične aplikacije: visoko{0}}cevi za vbrizgavanje v petrokemični opremi vrtin, visoko{1}}temperaturni in visoko{2}}tlačni cevovodi na naftnih ploščadih na morju.
