Tube Incoloy 800H/800HT
Les tuyaux en Incoloy 800H/800HT sont des tuyaux en alliage nickel-fer-chrome à haute performance spécialement conçus pour les environnements à très haute température. Ces grades représentent une version optimisée de l'Incoloy 800 standard (Alliage 800) pour les applications nécessitant une résistance supérieure au fluage (déformation lente sous l'effet de la chaleur) et à la fissuration par corrosion sous contrainte.
Principales différences et composantes
La principale distinction entre ces variantes réside dans la teneur contrôlée en carbone, aluminium et titane, combinée à un traitement thermique spécialisé pour améliorer la stabilité mécanique.
- Incoloy 800H (UNS N08810) :
Il subit un recuit de mise en solution à des températures élevées pour obtenir des grains plus grossiers (typiquement ASTM 5 ou plus), ce qui améliore considérablement sa résistance au fluage et sa ténacité à la rupture. - Incoloy 800HT (UNS N08811) :
Une variante à grain plus fin limitant la teneur totale en aluminium et en titane à 0,85%-1,20% et la teneur en carbone à 0,06%-0,10%. Ce contrôle plus strict garantit une résistance maximale au fluage et une stabilité à long terme à des températures allant jusqu'à 925°C (1700°F).
Désignations équivalentes 800H/800HT
Incoloy 800H
- UNS N08810
- W.Nr. 1.4958
- EN X5NiCrAlTi31-20
- JIS NCF 800H
- BS NA 15(H)
Incoloy 800HT
- UNS N08811
- W.Nr. 1.4959
- EN X8NiCrAlTi32-21
- JIS NCF 800HT
- BS NA 15(HT)
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Composition chimique du tube Incoloy 800H/800HT, wt.%
| Élément | Ni | Cr | Fe | C | Al | Ti | Al + Ti | Mn | Si | Cu | S |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Incoloy 800H | 30.0 - 35.0 | 19.0 - 23.0 | Équilibre | 0.05 - 0.10 | 0.15 - 0.60 | 0.15 - 0.60 | 0.30 - 1.20 | 1.50 Max | 1.00 Max | 0.75 Max | 0,015 Max |
| Incoloy 800HT | 30.0 - 35.0 | 19.0 - 23.0 | Équilibre | 0.06 - 0.10 | 0.25 - 0.60 | 0.25 - 0.60 | 0.85 - 1.20 | 1.50 Max | 1.00 Max | 0.75 Max | 0,015 Max |
Principales différences de composition
- Aluminium-Titanium Contrôle :
Le 800HT requiert une teneur minimale combinée en aluminium et en titane plus élevée (0,85% contre 0,30%), ce qui améliore les propriétés de fluage et de rupture sous contrainte à des températures supérieures à 700°C (1292°F). - Teneur minimale en carbone :
Le 800HT a une teneur minimale en carbone légèrement plus élevée (0,06% contre 0,05%) afin d'assurer la formation de carbures qui épinglent les joints de grains. - Double certification :
Comme les limites chimiques du 800HT se situent entièrement dans la gamme plus large du 800H, de nombreux tuyaux sont doublement certifiés pour répondre aux deux spécifications.Nous contacter à tout moment pour obtenir un devis en temps réel et passer votre commande.
Notes métallurgiques
Au-delà de leur composition chimique, les deux alliages nécessitent un recuit de mise en solution à haute température (typiquement à une température minimale de 2100°F / 1149°C) pour s'assurer que la taille des grains atteigne la norme ASTM n°5 ou plus. tuyaux et raccords,Nous avons conclu que c'est précisément cette microstructure unique qui permet à ces tuyaux de résister à la déformation sous une contrainte thermique prolongée.
Propriétés mécaniques de l'UNS N08810 / UNS N08811
À température ambiante (20°C), les exigences minimales en matière de propriétés mécaniques pour les deux matériaux sont identiques selon la norme.
| Résistance à la traction | Limite d'élasticité (décalage de 0,2%) | Élongation | Dureté (Max) |
|---|---|---|---|
| ≥ 450 MPa (65 000 psi) | ≥ 170 MPa (25 000 psi) | ≥ 30% | 70 - 90 HRB |
Différence fondamentale : Fluage à haute température et résistance à la rupture
Bien qu'ils présentent tous deux des performances constantes à température ambiante, le 800HT (N08811) est une amélioration du 800H (N08810), les différences devenant apparentes dans des environnements dépassant 593°C (1100°F).
Résistance au fluage
- UNS N08811 (800HT) :
Avec une teneur totale en aluminium et en titane strictement contrôlée entre 0,85% et 1,20%, il présente une résistance supérieure à la déformation par fluage. Sous des charges identiques à haute température, le 800HT se déforme moins vite que le 800H. - UNS N08810 (800H) :
Avec une gamme plus large de teneur en aluminium-titane (0.30%-1.20%), sa stabilité à haute température est légèrement inférieure à celle du 800HT.
Contrainte admissible
Dans le code ASME Boiler and Pressure Vessel, la contrainte admissible pour le 800HT à des températures extrêmement élevées est généralement plus élevée que celle du 800H. Cela signifie qu'à la même température et à la même pression, des tubes à parois plus fines peuvent être conçus en utilisant le 800HT.
Variation de la température dans le traitement thermique
- Incoloy 800H (N08810) :
Nécessite une température minimale de traitement de la solution de 1121°C (2050°F). - Incoloy 800HT (N08811) :
Nécessite une température minimale de traitement en solution plus élevée de 1149°C (2100°F) afin d'assurer la poursuite du grossissement du grain.
Taille des grains
Bien que les deux exigent une taille de grain ASTM n° 5 ou plus grossière (les gros grains améliorent la résistance à haute température), le 800HT atteint généralement une structure à gros grains plus stable grâce à des températures de recuit plus élevées, ce qui permet de maintenir une ténacité supérieure pendant un service prolongé à haute température et d'éviter la fragilisation.
Propriétés physiques et thermiques du tube Incoloy 800H/800HT
Les tuyaux en Incoloy 800H/800HT sont réputés pour leur stabilité physique et leurs propriétés thermiques constantes dans des plages de températures extrêmes. 800HT (UNS N08811) étant une variante désignée de 800H (UNS N08810), ils présentent tous deux des constantes physiques et thermiques pratiquement identiques.
Propriétés physiques
- Densité : 7,94 g/cm³ (0,287 lb/in³).
- Point de fusion : 1357 - 1385°C (2475 - 2525°F).
- Module d'Young : 196,5 GPa à 20°C (28,5 x 10⁶ psi).
- Résistivité électrique : 99 μΩ-cm (59,5 μΩ-in) à 20°C.
- Température de Curie : -115°C (-175°F), ce qui signifie que le matériau ne présente aucun magnétisme à des températures de fonctionnement standard ou élevées.
Propriétés thermiques
| Biens | Température | Valeur |
|---|---|---|
| Chaleur spécifique | 20°C (70°F) | 460 J/kg-K (0,11 BTU/lb-°F) |
| Conductivité thermique | 20°C (70°F) | 11,5 W/m-K (80 BTU-in/ft²-hr-°F) |
| 427°C (800°F) | 18,3 W/m-K (127 BTU-in/ft²-hr-°F) | |
| Coefficient moyen de dilatation thermique | 20 - 100°C | 14,4 µm/m-°C (8,0 x 10-⁶ in/in-°F) |
| 20 - 538°C (1000°F) | 16,8 µm/m-°C (9,4 x 10-⁶ in/in-°F) | |
| 20 - 871°C (1600°F) | 18,0 µm/m-°C (10,2 x 10-⁶ in/in-°F) |
Principales considérations relatives à la conception des tubes en Incoloy 800H/800HT
- Dilatation thermique :
Par exemple, à 871°C (1200°F), le taux de dilatation est environ 25% plus élevé qu'à température ambiante, ce qui nécessite une conception minutieuse des joints de dilatation dans les systèmes de tuyauterie à longue distance. - Stabilité :
Contrairement à de nombreux aciers inoxydables, ces alliages ne forment pas de phases sigma fragilisantes, même après une exposition prolongée à 649°C (1200°F), ce qui permet de conserver la ductilité et la résistance aux chocs pendant des années de service. - Plage de fonctionnement :
Bien qu'il soit certifié pour une utilisation jusqu'à 1100°C (2012°F) dans certains environnements, notre expérience de plus de dix ans indique que le 800HT est généralement le choix le plus sûr pour les applications dépassant 700°C (1292°F) en raison de sa résistance garantie à la rupture sous contrainte plus élevée.
Applications des tubes en Incoloy 800H/800HT
- Plage de fonctionnement primaire pour 800H : 593°C (1100°F) à 760°C (1400°F)
Dans cette gamme de températures moyennes à élevées, le 800H présente des propriétés mécaniques exceptionnelles. Il est couramment utilisé dans les récipients sous pression standard, les tubes d'échangeurs de chaleur et les composants de fours industriels. - Plage de fonctionnement principale du 800HT : Supérieure à 700°C (1292°F)
Sa composition chimique (Al + Ti ≥ 0,85%) garantit la stabilité de la microstructure à des températures extrêmement élevées, évitant ainsi une rupture prématurée par fluage des tubes en raison d'une exposition thermique prolongée.
- Tubes de craquage d'éthylène
- Reformage du méthane à la vapeur
- Queues de cochon
- Tubes de surchauffeur et de réchauffeur
- Tubes pour générateurs de vapeur nucléaires
- Tubes radiants
- Silencieux et cornues
- Traitement thermique Paniers et accessoires
- VCM
- Composants d'incinérateurs de déchets
FAQ sur les tubes Incoloy 800H/800HT
Oui.Le fil de soudure Inconel 82 (ERNiCr-3) ou Alloy 617 (ERNiCrCoMo-1) est recommandé pour garantir la résistance à haute température de la soudure.
Comme la gamme de composition chimique du 800HT est entièrement comprise dans celle du 800H, de nombreux fabricants produisent des tubes qui répondent simultanément aux exigences chimiques et physiques des deux normes, et qui sont donc désignés comme 800H/HT sur le rapport d'essai des matériaux (MTR).
Oui.Contenant environ 33% de nickel et 21% de chrome, il présente une excellente résistance à la carburation et à l'oxydation dans les processus de craquage de l'éthylène et de reformage à la vapeur dans l'industrie pétrochimique.
- Tube sans soudure : ASTM B407 / ASME SB407
- Tube soudé : ASTM B514 / ASME SB514
- Pièces forgées / Raccords de tuyauterie : ASTM B564 / B366
Cela s'explique principalement par le fait que la fenêtre de contrôle de la composition chimique du 800HT est extrêmement étroite (C, Al, Ti) et que son processus de traitement thermique (traitement en solution à haute température) est plus complexe, ce qui se traduit par des coûts de production plus élevés.
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