โลหะผสมนิกเกิล 718 (Inconel® 718, US N07718, W. เลขที่. 2.4668) ท่อเหล็ก

บทนำสู่Inconel® 718

โลหะผสมนิกเกิล 718, รู้จักกันทั่วไปว่าInconel® 718 (US N07718, W. เลขที่. 2.4668), เป็น Nickel-Chromium Superalloy ที่มีประสิทธิภาพสูงมีชื่อเสียงในด้านความแข็งแกร่งที่ยอดเยี่ยม, การกร่อน ความต้านทาน, และความเก่งกาจในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง. พัฒนาขึ้นเพื่อเรียกร้องแอปพลิเคชันในการบินและอวกาศ, น้ำมันและก๊าซ, และการผลิตไฟฟ้า, อินโคเนล 718 มีมูลค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับความสามารถในการรักษาคุณสมบัติเชิงกลที่อุณหภูมิตั้งแต่ระดับแช่แข็งถึง 1300 ° F (704° C). การผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของความแข็งแรงของผลผลิตสูง, ต้านทานความเหนื่อยล้า, และความต้านทานออกซิเดชันทำให้เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับท่อที่ไร้รอยต่อและเชื่อมที่ใช้ในระบบที่สำคัญเช่นเครื่องยนต์เจ็ท, กังหันก๊าซ, และการขนส่งของเหลวแรงดันสูง.

องค์ประกอบของโลหะผสม, มีนิกเกิล, อาจมีองค์ประกอบอื่นในปริมาณที่น้อยเกินไปที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน, โมลิบดีนัม, ไนโอเบียม, ไทเทเนียม, อาจมีองค์ประกอบอื่นในปริมาณที่น้อยเกินไปที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน, ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้ความสมดุลของความแข็งแรง, ความเหนียว, และความต้านทานการกัดกร่อน. Niobium และ Titanium มีส่วนช่วยให้การตกตะกอนแข็งตัวผ่านการก่อตัวของเฟสγ ’และγ”, ในขณะที่โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานการคืบและความต้านทานการกัดกร่อนในสื่อก้าวร้าว. อินโคเนล 718 ท่อมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันที่ต้องใช้ความทนทานภายใต้การปั่นจักรยานความร้อน, สภาพแรงดันสูง, และสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, เช่นบ่อก๊าซเปรี้ยวและโรงงานแปรรูปเคมี. บทความนี้ให้การสำรวจอย่างละเอียดเกี่ยวกับ Inconel 718 ท่อเหล็ก, ครอบคลุมองค์ประกอบทางเคมีของพวกเขา, คุณสมบัติทางกล, ความต้านทานการกัดกร่อน, กระบวนการผลิต, และแอปพลิเคชัน. ตารางที่ครอบคลุมสรุปพารามิเตอร์สำคัญ, เสนอข้อมูลอ้างอิงที่มีค่าสำหรับวิศวกรและผู้ผลิต. โดยการตรวจสอบลักษณะของมันและเปรียบเทียบกับโลหะผสมอื่น ๆ เช่น incoloy 901, บทความนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของความสำคัญ 718 ในด้านวิศวกรรมสมัยใหม่ 3

องค์ประกอบทางเคมีและการวิเคราะห์วัสดุ

อินโคเนล 718 เป็นซุปเปอร์อัลลอยน้อยที่มีพื้นฐานมาจากออสเทนนิติกที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่สมดุลอย่างระมัดระวังซึ่งเป็นรากฐานของประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม. องค์ประกอบทั่วไป, แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์น้ำหนัก, รวมนิกเกิล 50.0–55.0%, 17.0–21.0% โครเมียม, 4.75–5.50% niobium, 2.8–3.3% โมลิบดีนัม, 0.65–1.15% ไทเทเนียม, 0.2–0.8% อลูมิเนียม, และความสมดุลของเหล็ก (ประมาณ 18-20%), ด้วยปริมาณคาร์บอน (≤0.08%), แมงกานีส (≤0.35%), ซิลิโคน (≤0.35%), ฟอสฟอรัส (≤0.015%), กำมะถัน (≤0.015%), และโบรอน (≤0.006%). องค์ประกอบเหล่านี้ถูกควบคุมอย่างพิถีพิถันเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่ง, ความต้านทานการกัดกร่อน, และความสามารถในการเชื่อม.

นิกเกิลเป็นรากฐานสำหรับความมั่นคงและความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง, การเปิดใช้งาน Inconel 718 เพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวเช่นไอเสียเครื่องยนต์เจ็ทและบ่อก๊าซเปรี้ยว. โครเมียมเป็นชั้นป้องกันออกไซด์, เพิ่มความต้านทานออกซิเดชั่นสูงถึง 1300 ° F (704° C). ไนโอเบียม, รวมกับไทเทเนียมและอลูมิเนียม, ขับเคลื่อนการก่อตัวของγ ’ [Ni3(อัล, Ti)] และγ” [ni3nb] เฟสในช่วงอายุ, เพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญผ่านการชุบแข็งการตกตะกอน. โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนของหลุมและรอยแยก, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยคลอไรด์, ในขณะเดียวกันก็มีส่วนทำให้การเสริมสร้างความแข็งแกร่งของโซลูชัน. ปริมาณคาร์บอนต่ำช่วยลดปริมาณการตกตะกอนของคาร์ไบด์, ลดความเสี่ยงของการแพ้ในระหว่างการเชื่อม, และโบรอนเสริมขอบเขตของเมล็ดข้าว, การปรับปรุงความต้านทานคืบ.

โครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมยังคงมีความเสถียรในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง, การต่อต้านการแปลงเฟสที่สามารถลดประสิทธิภาพการทำงาน. เมื่อเทียบกับ incoloy 901 (40นิกเกิล –45%, 2.35–3.10% ไทเทเนียม), อินโคเนล 718 มีเนื้อหานิกเกิลและ Niobium สูงกว่า, เพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน แต่เพิ่มความซับซ้อนในการผลิต. องค์ประกอบนี้ทำให้ไม่ได้ 718 ท่อเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานในสภาวะที่รุนแรง, มาตรฐานการประชุมเช่น AMS 5589 และ ASTM B983 สำหรับท่อโลหะผสมนิกเกิลที่ไร้รอยต่อ.

คุณสมบัติเชิงกลของ Inconel 718 ท่อ

คุณสมบัติทางกลของอินโคเนล 718 ท่อเป็นจุดเด่นของความเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีความเครียดสูง. ที่อุณหภูมิห้อง, โลหะผสมแสดงความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำประมาณประมาณ 1035 MPa (150 ms /) และแรงดึงของ 1275 MPa (185 ms /), ด้วยการยืดตัว 12–15%. คุณสมบัติเหล่านี้ได้รับการบำรุงรักษาสูงถึง 1300 ° F (704° C), ด้วยความแข็งแรงของผลผลิตรอบ ๆ 860 MPa (125 ms /) ที่ 1200 ° F (649° C), ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง. ความแข็งแกร่งของการแตกคืบของอัลลอยด์นั้นยอดเยี่ยมมาก, ทนต่อความเครียดเป็นเวลานานที่อุณหภูมิสูง, ปัจจัยสำคัญสำหรับส่วนประกอบกังหันก๊าซและท่อแรงดันสูง.

การตกตะกอนการชุบแข็ง, ขับเคลื่อนด้วยเฟสγ ’และγ”, รับผิดชอบต่อความแข็งแกร่งของ Inconel 718. กระบวนการชราภาพ, โดยทั่วไปจะดำเนินการที่ 1325–1475 ° F (718–802 ° C), ปรับเฟสเหล่านี้ให้เหมาะสม, เพิ่มความต้านทานต่อการคืบและความเหนื่อยล้า. ความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าของโลหะผสมนั้นมีคุณค่าอย่างยิ่งในสภาพการโหลดแบบวงจร, เช่นในระบบขับเคลื่อนการบินและอวกาศ, ที่ไหนที่ไม่สามารถ 718 ท่อทนความร้อนด้วยความร้อนและกลไกโดยไม่มีการย่อยสลาย. ความเหนียวและความเหนียวช่วยให้เกิดท่อได้อย่างไร้รอยต่อผ่านการทำงานที่ร้อนแรงที่ 1850–2100 ° F (1010–1150 ° C), ด้วยการทำงานเย็นเป็นไปได้สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ๆ.

เมื่อเทียบกับ incoloy 901 (ความแข็งแรงของผลผลิต ~ 900 MPa), อินโคเนล 718 ให้ความแข็งแรงและความต้านทานที่เหนือกว่า, แม้ว่ามันจะท้าทายมากขึ้นในการปลอมแปลงเนื่องจากเนื้อหานิกเกิลที่สูงขึ้น. การรักษาด้วยความร้อน, เช่นการแก้ปัญหาการหลอมที่ 1900–1950 ° F (1038–1066 ° C) ตามด้วยอายุ, ตรวจสอบความมั่นคงของโครงสร้างจุลภาคที่ดีที่สุด. คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ไม่สะดวก 718 ท่อเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับการเรียกร้องแอปพลิเคชัน, จากปลอกกังหันไปจนถึงท่อส่งน้ำมันและก๊าซแรงดันสูง.

ลักษณะความต้านทานการกัดกร่อน

อินโคเนล 718 ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่พบในการบินและอวกาศ, น้ำมันและก๊าซ, และอุตสาหกรรมแปรรูปทางเคมี. นิกเกิลสูง (50–55%) และโครเมียม (17–21%) เนื้อหาเป็นชั้นออกไซด์ที่แข็งแกร่ง, ให้ความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อการเกิดออกซิเดชันและการปรับขนาดที่อุณหภูมิสูงถึง 1300 ° F (704° C). อัลลอยด์เก่งในบรรยากาศเครื่องยนต์เจ็ท, การต่อต้านก๊าซที่มีซัลเฟอร์และออกซิเดชันอุณหภูมิสูง. โมลิบดีนัม (2.8–3.3%) เพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนและการกัดกร่อนของรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยคลอไรด์, เช่นบ่อน้ำทะเลหรือบ่อก๊าซเปรี้ยว, ทำให้ไม่สามารถ 718 ท่อที่เหมาะสำหรับการใช้งานนอกชายฝั่ง.

ความต้านทานของอัลลอยด์ต่อการร้าวการกัดกร่อนของความเครียด (เอสซีซี) เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบแรงดันสูงที่ความเครียดแรงดึงและสื่อการกัดกร่อนอยู่ร่วมกัน. ปริมาณคาร์บอนต่ำและการรักษาความร้อนที่ควบคุมลดการแพ้, การลดการกัดกร่อนระหว่างเกรนระหว่างการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน. อินโคเนล 718 มีประสิทธิภาพดีกว่า incoloy 901 ในสภาพแวดล้อมที่ออกซิไดซ์สูง, เช่นที่เกี่ยวข้องกับกรดไนตริก, เนื่องจากเนื้อหานิกเกิลและไนโอเบียมที่สูงขึ้น, แม้ว่ามันจะทนต่อการปรับขนาดได้น้อยกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเช่นประเภท 309 และ 310 ที่อุณหภูมิสูง.

ในสภาพแวดล้อมทางทะเล, ความต้านทานต่อหลุมของ Inconel 718, หนุนโดยโมลิบดีนัม, รับรองความทนทานในระยะยาว, แม้ว่าการเคลือบป้องกันอาจถูกนำไปใช้สำหรับอายุการใช้งานที่ยืดเยื้อ. ความมั่นคงของโลหะผสมในการลดสภาพแวดล้อม, เช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์ในบ่อน้ำมันและก๊าซ, ช่วยเพิ่มความเก่งกาจต่อไป. คุณสมบัติที่ทนต่อการกัดกร่อนเหล่านี้ทำให้ไม่สามารถทำได้ 718 ท่อเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความน่าเชื่อถือในสภาวะเคมีก้าวร้าวและความร้อน, สร้างความมั่นใจในความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความปลอดภัย.

การผลิตและการประมวลผลของ Inconel 718 ท่อ

การผลิต Inconel 718 ท่อเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางโลหะวิทยาและกระบวนการผลิตขั้นสูงเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ. อัลลอยมักจะทำงานร้อนระหว่าง 1850 ° F และ 2100 ° F (1010° C - 1150 ° C) เพื่อให้แน่ใจว่าเกิดขึ้นได้โดยไม่กระทบต่อโครงสร้างจุลภาค. การให้ความร้อนอย่างรวดเร็วผ่านช่วงการแข็งตัวของน้ำฝนเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการเปลี่ยนแปลงเฟสที่ไม่พึงประสงค์. ท่อไร้รอยต่อผลิตผ่านการอัดรีดหรือการเจาะแบบโรตารี่, ตามด้วยการแก้ปัญหาการหลอมที่ 1900–1950 ° F (1038–1066 ° C) และการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วเพื่อละลาย precipitates. อายุ 1325–1475 ° F (718–802 ° C) ส่งเสริมการก่อตัวของเฟสγ ’และγ”, เพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานต่อคืบ.

ท่อเชื่อมมีความท้าทายมากขึ้นเนื่องจากความไวต่อความไม่แน่นอนของ 718 ต่อการแคร็กร้อน, ต้องการเทคนิคเช่นการเชื่อมส่วนโค้งของก๊าซทังสเตน (GTAW) ในสภาพที่ได้รับการแก้ปัญหา. การบำบัดความร้อนหลังโพสต์-weld การคืนค่าคุณสมบัติ, ลดความเครียดที่เหลือน้อยที่สุด. เนื้อหานิกเกิลที่สูงของอัลลอยทำให้การปลอมตัวเป็นเรื่องยากกว่า Incoloy 901, แต่ความทนทานที่ยอดเยี่ยมช่วยให้เกิดการขึ้นไปบนท่อที่มีความหนาของผนังที่สอดคล้องกันอย่างแม่นยำ. การทำงานเย็นเป็นไปได้สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่า, ตามด้วยการรักษาด้วยการแก้ปัญหาอีกครั้งเพื่อฟื้นฟูความเหนียวก่อนการเชื่อม.

อินโคเนล 718 ท่อเป็นไปตามมาตรฐานที่เข้มงวด, เช่น AMS 5589 สำหรับท่อที่ไร้รอยต่อและ ASTM B983 สำหรับการใช้งานแรงดันสูง, รับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนดของอุตสาหกรรม. ผู้ผลิตเช่นโลหะพิเศษและ Sandvik ใช้การควบคุมคุณภาพขั้นสูงเพื่อให้ได้ขนาดที่แม่นยำและพื้นผิวเสร็จสิ้น, สำคัญสำหรับระบบประสิทธิภาพสูง. กระบวนการเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าไม่สะดวก 718 ท่อส่งมอบความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ, จากการบินและอวกาศไปจนถึงการสกัดน้ำมันและก๊าซ.

แอปพลิเคชันของ Inconel 718 ท่อ

อินโคเนล 718 ท่อเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมที่ต้องการวัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูง, ความกดดัน, และสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน. ในการบินและอวกาศ, พวกเขาใช้ในส่วนประกอบเครื่องยนต์เจ็ท, เช่นปลอกกังหัน, ระบบไอเสีย, และท่อน้ำมันเชื้อเพลิง, ในกรณีที่ความแข็งแรงสูงและความต้านทานออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงถึง 1300 ° F (704° C) รับรองความน่าเชื่อถือ. ความต้านทานความเหนื่อยล้าของโลหะผสมนั้นมีความสำคัญสำหรับส่วนประกอบที่อยู่ภายใต้การโหลดแบบวงจร, เช่นท่อคอมเพรสเซอร์ในกังหันก๊าซ.

ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, อินโคเนล 718 ท่อถูกใช้ในท่อ downhole และท่อแรงดันสูงสำหรับบ่อก๊าซเปรี้ยว, ในกรณีที่ความต้านทานต่อไฮโดรเจนซัลไฟด์และการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์เป็นสิ่งจำเป็น. ความต้านทานการคืบของพวกเขาทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับสายไอน้ำอุณหภูมิสูงในการผลิตพลังงาน, ในขณะที่ประสิทธิภาพการแช่แข็งของพวกเขารองรับการใช้งานในก๊าซธรรมชาติเหลว (แอลเอ็นจี) ระบบ. โรงงานแปรรูปเคมีใช้ไม่ได้ 718 ท่อสำหรับการขนส่งของเหลวก้าวร้าว, เช่นกรดและด่าง, เนื่องจากการต่อต้านหลุมและ SCC ของพวกเขา.

แอปพลิเคชันอื่น ๆ รวมถึงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, ที่ซึ่งความมั่นคงของโลหะผสมในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูงนั้นมีค่า, และระบบทางทะเล, ที่ซึ่งทนต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเล. ความสามารถรอบตัวของความสะดวกสบายและรอยเชื่อมต่อ 718 ท่อ, มีอยู่ในเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาของผนังต่างๆ, อนุญาตให้ปรับแต่งสำหรับความต้องการโครงการเฉพาะ. ความสามารถในการดำเนินการในสภาพที่รุนแรงช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพ, ทำให้พวกเขาเป็นรากฐานที่สำคัญของแอปพลิเคชันวิศวกรรมขั้นสูง.

ข้อกำหนดทางเทคนิคและตารางพารามิเตอร์

ตารางต่อไปนี้สรุปพารามิเตอร์สำคัญของ Inconel 718 ท่อ, รวมถึงองค์ประกอบทางเคมี, คุณสมบัติทางกล, และลักษณะทางกายภาพ, ให้ข้อมูลอ้างอิงที่ชัดเจนสำหรับวิศวกร.

พารามิเตอร์	สเปค
การกำหนดโลหะผสม	Inconel® 718 (US N07718, W. เลขที่. 2.4668)
องค์ประกอบทางเคมี	Ni: 50.0–55.0%, Cr: 17.0–21.0%, Nb: 4.75–5.50%, Mo: 2.8–3.3%, Ti: 0.65–1.15%, อัล: 0.2–0.8%, เฟ: สมดุล, C: ≤0.08%, Mn: ≤0.35%, ศรี: ≤0.35%, P: ≤0.015%, S: ≤0.015%, B: ≤0.006%
ความหนาแน่น	8.19 ก./ซม.³ (0.296 ปอนด์/นิ้ว3)
ความแข็งแรง (อุณหภูมิห้อง)	≥1275 MPa (185 ms /)
ความแข็งแรงให้ผลผลิต (อุณหภูมิห้อง)	≥1035 MPa (150 ms /)
ยืดตัว (อุณหภูมิห้อง)	12–15%
ความแข็งแรงร้าว	สูงที่ 1300 ° F (704° C), ค่าเฉพาะขึ้นอยู่กับการรักษาความร้อน
ความต้านทานการกัดกร่อน	ยอดเยี่ยมในบรรยากาศเครื่องยนต์เจ็ท, ทนต่อหลุม, การกัดกร่อนรอยแยก, และ SCC
ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน	มีประสิทธิภาพสูงถึง 1300 ° F (704° C)
อุณหภูมิการทำงานร้อน	1850–2100 ° F (1010–1150 ° C)
การรักษาความร้อน	โซลูชันการหลอมที่ 1900–1950 ° F (1038–1066 ° C), อายุ 1325–1475 ° F (718–802 ° C)
ความสามารถในการเชื่อม	ปานกลาง, ต้องใช้ GTAW ในสภาพที่ได้รับการแก้ปัญหา
มาตรฐาน	AMS 5589, ASTM B983, ASME SB163, ISO 6207
การใช้งาน	ส่วนประกอบเครื่องยนต์เจ็ท, ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ, กระบวนการทางเคมี, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ตารางนี้ทำหน้าที่เป็นข้อมูลอ้างอิงอย่างรวดเร็วสำหรับความสามารถของโลหะผสม, ทำให้มั่นใจได้ว่านักออกแบบสามารถเลือก Inconel 718 ท่อสำหรับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเฉพาะ.

เปรียบเทียบกับ incoloy 901 และเกรดเสาเข็ม

อินโคเนล 718 มักจะเปรียบเทียบกับ incoloy 901 และเกรดเสาเข็ม (EN10219-1, API 5L) เนื่องจากแอปพลิเคชันที่ทับซ้อนกันในบริบทและโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพสูง. อินคอลอยย์ 901 (US N09901), ด้วยความแข็งแรงของผลผลิต ~ 900 MPa และแรงดึงของ 1150 MPa, มีความแข็งแกร่งน้อยกว่า Inconel เล็กน้อย 718 (1035 ผลผลิต MPA, 1275 แรงดึง MPA). นิกเกิลที่สูงขึ้นของ Inconel 718 (50–55% เทียบกับ. 40–45%) และไนโอเบียม (4.75–5.50%) เนื้อหาช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกซิไดซ์กรดและสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง. อย่างไรก็ตาม, เนื้อหาเหล็กที่สูงขึ้นของ Incoloy 901 ช่วยปรับปรุงการให้อภัย, ทำให้ง่ายต่อการผลิตเป็นท่อ.

เมื่อเทียบกับเกรดเสาเข็มเช่น EN10219-1 S355JOH (ความแรงของอัตราผลตอบแทน 355 N/mm ²) หรือ API 5L x52 (360 N/mm ²), อินโคเนล 718 เสนอความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ในราคาที่สูงกว่ามาก. เกรดการซ้อนท่อได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานโครงสร้างเช่นฐานรากลึก, ด้วยเนื้อหาคาร์บอนถึง 0.26% และแมงกานีสถึง 1.65%, ให้ความแข็งแรงและการเชื่อมที่เพียงพอสำหรับการก่อสร้างทั่วไป. อินโคเนล 718, ด้วยองค์ประกอบของนิกเกิล, สงวนไว้สำหรับเงื่อนไขที่รุนแรง, เช่นท่อส่งก๊าซเปรี้ยวหรือระบบการบินและอวกาศ, ในกรณีที่เหล็กกล้าคาร์บอนล้มเหลวเนื่องจากข้อ จำกัด การกัดกร่อนหรืออุณหภูมิ.

ตัวเลือกระหว่าง Inconel 718, อินคอลอยย์ 901, และเกรดการซ้อนท่อขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของโครงการ. อินโคเนล 718 เก่งในอุณหภูมิสูง, สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, ขณะที่อินคอลอยย์ 901 เสนอทางเลือกที่คุ้มค่าสำหรับเงื่อนไขที่ต้องการน้อยกว่าเล็กน้อย, และเกรดการซ้อนท่อเหมาะสำหรับการใช้งานโครงสร้างที่มีความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่ต่ำกว่า.

ความท้าทายและข้อจำกัด

แม้จะมีคุณสมบัติที่เหนือกว่า, อินโคเนล 718 มีข้อ จำกัด ที่ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ. ความสามารถในการเชื่อมเป็นความท้าทายหลัก, เนื่องจากอัลลอยมีแนวโน้มที่จะแคร็กร้อนระหว่างการเชื่อมเนื่องจากเนื้อหานิกเกิลและ Niobium สูง. การเชื่อมส่วนโค้งของก๊าซทังสเตน (GTAW) ในสภาพที่ได้รับการแก้ปัญหา, ตามด้วยการรักษาความร้อนหลังการทำงาน, จำเป็นต้องลดการแตกร้าว, เพิ่มความซับซ้อนและต้นทุนการผลิต. เมื่อเทียบกับ incoloy 901, ซึ่งก็ยากที่จะเชื่อม แต่น้อยกว่าเนื่องจากปริมาณเหล็กที่สูงขึ้น, อินโคเนล 718 ต้องการการควบคุมที่เข้มงวดมากขึ้น.

ค่าใช้จ่ายสูงของอัลลอยด์, ขับเคลื่อนด้วยเนื้อหานิกเกิลและไนโอเบียม, จำกัด การใช้งานแอปพลิเคชันที่ประสิทธิภาพแสดงค่าใช้จ่าย. สำหรับการใช้งานโครงสร้างทั่วไป, เกรดเสาเข็มแบบท่อเช่น API 5L x70 (ความแรงของอัตราผลตอบแทน 485 N/mm ²) จะประหยัดมากขึ้น, ให้ความแข็งแรงเพียงพอสำหรับฐานราก แต่ขาดความต้านทานการกัดกร่อนของ Inconel 718. ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1300 ° F (704° C), การลดลงของความแข็งแรงและความต้านทานออกซิเดชันของ Inconel 718, ต้องการโลหะผสมทางเลือกเช่น Inconel 625 สำหรับเงื่อนไขที่รุนแรง. การทำงานเย็นก็เป็นสิ่งที่ท้าทายเนื่องจากความแข็งแกร่งของโลหะผสม, จำเป็นต้องมีการควบคุมที่แม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง.

ความต้านทานการกัดกร่อน, ในขณะที่ยอดเยี่ยม, ไม่ใช่สากล; อินโคเนล 718 มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในกรดออกซิไดซ์สูงเช่นกรดไนตริกเมื่อเทียบกับความไม่สะดวก 625. วิศวกรจะต้องประเมินสภาพแวดล้อมและใช้การเคลือบหรือการป้องกัน cathodic ในการตั้งค่าทางทะเลเพื่อยืดอายุการใช้งาน. ด้วยการจัดการกับความท้าทายเหล่านี้ผ่านการผลิตและการออกแบบที่ดีที่สุด, อินโคเนล 718 ท่อสามารถส่งมอบประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในแอปพลิเคชันที่สำคัญ.

แนวโน้มและนวัตกรรมในอนาคต

ความต้องการความไม่สะดวก 718 ท่อคาดว่าจะเติบโตเป็นอุตสาหกรรมเช่นการบินและอวกาศ, น้ำมันและก๊าซ, และพลังงานหมุนเวียนผลักดันขอบเขตของประสิทธิภาพของวัสดุ. ความก้าวหน้าในการผลิตสารเติมแต่งกำลังเปิดใช้งานการผลิตรูปทรงเรขาคณิตท่อที่ซับซ้อน, การปรับปรุงประสิทธิภาพและลดขยะวัสดุ. การวิจัยเกี่ยวกับการรักษาด้วยความร้อนที่ดีที่สุดคือการเพิ่มความต้านทานการคืบและความเหนื่อยล้าของโลหะผสม, ยืดอายุการใช้งานในแอพพลิเคชั่นอุณหภูมิสูงเช่นกังหันก๊าซรุ่นต่อไป. นวัตกรรมในเทคนิคการเชื่อม, เช่นการเชื่อมด้วยเลเซอร์, กำลังจัดการกับความท้าทายในการเชื่อมของ Inconel 718, ลดความเสี่ยงการแตกและต้นทุนการผลิต.

แอปพลิเคชันที่เกิดขึ้นใหม่ในพลังงานหมุนเวียน, เช่นระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีความร้อนใต้พิภพและเข้มข้น, กำลังผลักดันความต้องการสำหรับความไม่สะดวก 718 ท่อเนื่องจากความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูงและของเหลวกัดกร่อน. ประสิทธิภาพการแช่แข็งของอัลลอยด์ยังได้รับความสนใจในแอพพลิเคชั่น LNG และการบินและอวกาศ, ในกรณีที่ความเหนียวอุณหภูมิต่ำเป็นสิ่งสำคัญ. ความยั่งยืนเป็นจุดสนใจที่สำคัญ, กับผู้ผลิตสำรวจนิกเกิลรีไซเคิลและการประมวลผลประหยัดพลังงานเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม. เครื่องมือดิจิตอล, เช่นการตรวจสอบประสิทธิภาพของท่อแบบเรียลไทม์, กำลังปรับปรุงการออกแบบและการบำรุงรักษา, สร้างความมั่นใจในการใช้งานที่ดีที่สุดในสภาวะที่รุนแรง.

ความร่วมมือระหว่างผู้นำอุตสาหกรรมเช่นโลหะพิเศษและสถาบันวิจัยกำลังผลักดันการพัฒนาของโลหะผสมนิกเกิลรุ่นต่อไป, อาจเพิ่มคุณสมบัติของ Inconel 718 เพิ่มเติม. เนื่องจากอุตสาหกรรมต้องการประสิทธิภาพและความทนทานที่สูงขึ้น, อินโคเนล 718 ท่อจะยังคงเป็นวัสดุสำคัญ, สนับสนุนนวัตกรรมในแอพพลิเคชั่นวิศวกรรมที่สำคัญ.

อินโคเนล 718 (US N07718, W. เลขที่. 2.4668) ท่อเหล็กแสดงถึงจุดสุดยอดของวิศวกรรมวัสดุ, ให้ความแข็งแกร่งที่ไม่มีใครเทียบได้, ความต้านทานการกัดกร่อน, และความเก่งกาจสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง. ด้วยความแข็งแรงของผลผลิตเกิน 1035 MPA และประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมสูงถึง 1300 ° F (704° C), โลหะผสมเหมาะสำหรับการบินและอวกาศ, น้ำมันและก๊าซ, และการประยุกต์ใช้การประมวลผลทางเคมี. องค์ประกอบทางเคมี, รวยในนิกเกิล, อาจมีองค์ประกอบอื่นในปริมาณที่น้อยเกินไปที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน, และไนโอเบียม, สร้างความมั่นใจในการต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่ง, ในขณะที่การแข็งตัวของน้ำฝนช่วยเพิ่มคุณสมบัติเชิงกล. กระบวนการผลิต, แต่ซับซ้อน, ผลิตมาตรฐานการประชุมท่อที่ไร้รอยต่อและเชื่อมที่เชื่อถือได้เช่น AMS 5589 และ ASTM B983.

เมื่อเทียบกับ incoloy 901 และเกรดเสาเข็ม (EN10219-1, API 5L), อินโคเนล 718 มีความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า แต่ในราคาที่สูงขึ้น, ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานพิเศษมากกว่าการใช้โครงสร้างทั่วไป. ความท้าทายเช่นการเชื่อมและค่าใช้จ่ายได้รับการแก้ไขผ่านการผลิตที่เป็นนวัตกรรมและการปฏิบัติที่ยั่งยืน. ตารางพารามิเตอร์โดยละเอียดที่มีให้ในบทความนี้ทำหน้าที่เป็นทรัพยากรที่มีค่าสำหรับการเลือก Inconel 718 ท่อ, วิศวกรชี้นำในการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพ. เมื่ออุตสาหกรรมมีวิวัฒนาการ, อินโคเนล 718 จะยังคงมีบทบาทสำคัญต่อไป, สร้างความมั่นใจในความปลอดภัย, อย่างมีประสิทธิภาพ, และความทนทานในความท้าทายทางวิศวกรรมที่ต้องการมากที่สุด.