Tubo Incoloy 800H/800HT
O tubo Incoloy 800H/800HT é um tubo de liga de níquel-ferro-cromo de alto desempenho, projetado especificamente para ambientes de alta temperatura extrema. Esses graus representam uma versão otimizada do Incoloy 800 padrão (Alloy 800) para aplicações que exigem resistência superior à fluência (deformação lenta sob calor) e rachaduras por corrosão sob tensão.
Principais diferenças e componentes
A principal diferença entre essas variantes está no conteúdo controlado de carbono, alumínio e titânio, combinado com um tratamento térmico especializado para aumentar a estabilidade mecânica.
- Incoloy 800H (UNS N08810):
Uma variante com maior teor de carbono da liga 800 (0,05-0,10%). É submetida a um recozimento de solução em temperaturas elevadas para obter tamanhos de grão mais grossos (normalmente ASTM 5 ou maior), aumentando significativamente sua resistência à fluência e à fratura. - Incoloy 800HT (UNS N08811):
Uma variante de granulação mais fina que limita o teor total de alumínio e titânio a 0,85%-1,20% e o teor de carbono a 0,06%-0,10%. Esse controle mais rigoroso garante a máxima resistência à fluência e a estabilidade de longo prazo em temperaturas de até 925°C (1700°F).
Designações equivalentes a 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
- PT X8NiCrAlTi32-21
- JIS NCF 800HT
- BS NA 15(HT)
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Composição química do tubo Incoloy 800H/800HT, wt.%
| Elemento | Ni | Cr | Fe | C | Al | Ti | Al + Ti | Mn | Si | Cu | S |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Incoloy 800H | 30.0 - 35.0 | 19.0 - 23.0 | Equilíbrio | 0.05 - 0.10 | 0.15 - 0.60 | 0.15 - 0.60 | 0.30 - 1.20 | 1,50 Máximo | 1,00 Máximo | 0,75 Máximo | 0,015 Máximo |
| Incoloy 800HT | 30.0 - 35.0 | 19.0 - 23.0 | Equilíbrio | 0.06 - 0.10 | 0.25 - 0.60 | 0.25 - 0.60 | 0.85 - 1.20 | 1,50 Máximo | 1,00 Máximo | 0,75 Máximo | 0,015 Máximo |
Principais diferenças na composição
- Controle de alumínio e titânio:
O 800HT exige um teor mínimo combinado maior de alumínio e titânio (0,85% vs. 0,30%), o que melhora as propriedades de fluência e ruptura por tensão em temperaturas acima de 700°C (1292°F). - Conteúdo mínimo de carbono:
O 800HT tem um teor mínimo de carbono ligeiramente maior (0,06% vs. 0,05%) para garantir a formação de carbonetos que fixam os limites dos grãos. - Certificação dupla:
Como os limites químicos do 800HT estão totalmente dentro da faixa mais ampla do 800H, muitos tubos têm certificação dupla para atender a ambas as especificações.Contate-nos a qualquer momento para obter uma cotação em tempo real e iniciar seu pedido.
Notas metalúrgicas
Além de sua composição química, ambas as ligas exigem recozimento em solução de alta temperatura (normalmente a uma temperatura mínima de 2100°F / 1149°C) para garantir que os tamanhos de grão atinjam ASTM No. 5 ou maior. tubos e conexões,Concluímos que é exatamente essa microestrutura exclusiva que permite que esses tubos resistam à deformação sob estresse térmico prolongado.
Propriedades mecânicas do UNS N08810 / UNS N08811
Em temperatura ambiente (20°C), os requisitos mínimos de propriedade mecânica para ambos os materiais são idênticos, de acordo com a norma.
| Resistência à tracção | Resistência ao escoamento (0,2% Offset) | Alongamento | Dureza (máx.) |
|---|---|---|---|
| ≥ 450 MPa (65.000 psi) | ≥ 170 MPa (25.000 psi) | ≥ 30% | 70 - 90 HRB |
Diferença fundamental: Fluência em alta temperatura e resistência à fratura
Embora ambos apresentem desempenho consistente em temperatura ambiente, o 800HT (N08811) é uma atualização aprimorada do 800H (N08810), com diferenças que se tornam aparentes em ambientes que excedem 593 °C (1100 °F).
Resistência à fluência
- UNS N08811 (800HT):
Com o conteúdo total de alumínio e titânio estritamente controlado entre 0,85% e 1,20%, ele apresenta resistência superior à deformação por fluência. Sob cargas idênticas de alta temperatura, o 800HT se deforma em um ritmo mais lento do que o 800H. - UNS N08810 (800H):
Com uma faixa de conteúdo de alumínio-titânio mais ampla (0,30%-1,20%), sua estabilidade em alta temperatura é ligeiramente inferior à do 800HT.
Tensão permitida
No Código ASME para Caldeiras e Vasos de Pressão, a tensão permitida para o 800HT em temperaturas extremamente altas é normalmente maior do que a do 800H. Isso significa que, na mesma temperatura e pressão, é possível projetar tubos de paredes mais finas usando o 800HT.
Variação de temperatura no tratamento térmico
- Incoloy 800H (N08810):
Requer uma temperatura mínima de tratamento da solução de 1121°C (2050°F). - Incoloy 800HT (N08811):
Requer uma temperatura mínima de tratamento de solução mais alta, de 1149°C (2100°F), para garantir um maior engrossamento do grão.
Tamanho do grão
Embora ambos exijam um tamanho de grão ASTM nº 5 ou mais grosso (grãos grossos aumentam a resistência a altas temperaturas), o 800HT normalmente alcança uma estrutura de grão grosso mais estável por meio de temperaturas de recozimento mais altas, o que mantém uma tenacidade superior durante o serviço prolongado em alta temperatura e evita a fragilização.
Propriedades físicas e térmicas do tubo Incoloy 800H/800HT
Os tubos Incoloy 800H/800HT são conhecidos por sua estabilidade física e propriedades térmicas consistentes em faixas extremas de temperatura. Como o 800HT (UNS N08811) é uma variante designada do 800H (UNS N08810), ambos apresentam constantes físicas e térmicas praticamente idênticas.
Propriedades físicas
- Densidade: 7,94 g/cm³ (0,287 lb/in³).
- Faixa do ponto de fusão: 1357 - 1385°C (2475 - 2525°F).
- Módulo de Young: 196,5 GPa a 20°C (28,5 x 10⁶ psi).
- Resistividade elétrica: 99 μΩ-cm (59,5 μΩ-in) a 20°C.
- Temperatura Curie: -115°C (-175°F), o que significa que o material não exibe magnetismo em temperaturas operacionais padrão ou elevadas.
Propriedades térmicas
| Propriedade | Temperatura | Valor |
|---|---|---|
| Calor específico | 20°C (70°F) | 460 J/kg-K (0,11 BTU/lb-°F) |
| Condutividade térmica | 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) | |
| Coeficiente médio de expansão térmica | 20 - 100°C | 14,4 µm/m-°C (8,0 x 10-⁶ pol/in-°F) |
| 20 - 538°C (1000°F) | 16,8 µm/m-°C (9,4 x 10-⁶ pol/in-°F) | |
| 20 - 871°C (1600°F) | 18,0 µm/m-°C (10,2 x 10-⁶ pol/in-°F) |
Principais considerações sobre o projeto do tubo Incoloy 800H/800HT
- Expansão térmica:
O coeficiente de expansão aumenta significativamente com o aumento da temperatura. Por exemplo, a 871°C (1200°F), a taxa de expansão é aproximadamente 25% maior do que à temperatura ambiente, exigindo um projeto cuidadoso das juntas de expansão em sistemas de tubulação de longa distância. - Estabilidade:
Ao contrário de muitos aços inoxidáveis, essas ligas não formam fases sigma incrustantes, mesmo após exposição prolongada a 649°C (1200°F), mantendo a ductilidade e a resistência ao impacto durante anos de serviço. - Faixa de operação:
Embora certificado para uso até 1100°C (2012°F) em determinados ambientes, nossa experiência de mais de uma década indica que o 800HT é normalmente a escolha mais segura para aplicações que excedam 700°C (1292°F) devido à sua maior resistência garantida à ruptura por tensão.
Aplicações do tubo Incoloy 800H/800HT
- A faixa de operação primária do 800H: 593°C (1100°F) a 760°C (1400°F)
Dentro dessa faixa de temperatura média a alta, o 800H apresenta excelentes propriedades mecânicas, sendo comumente usado em vasos de pressão padrão, tubos de trocadores de calor e componentes de fornos industriais. - Faixa operacional primária do 800HT:Acima de 700°C (1292°F)
Quando as temperaturas de operação excedem consistentemente 700°C, especialmente em ambientes extremos próximos a 800°C a 950°C, o 800HT é a escolha preferida. Sua composição química (Al + Ti ≥ 0,85%) garante a estabilidade microestrutural em temperaturas extremamente altas, evitando falhas prematuras de fluência em tubos devido à exposição térmica prolongada.
- Tubos de craqueamento de etileno
- Reformadores de metano a vapor
- Tranças
- Tubulação de superaquecedor e reaquecedor
- Tubulação de gerador de vapor nuclear
- Tubos radiantes
- Muffles e retortas
- Cestas e acessórios para tratamento térmico
- VCM
- Componentes de incineradores de resíduos
Perguntas frequentes sobre o tubo Incoloy 800H/800HT
Sim.Os processos comuns de soldagem incluem GTAW (TIG) e GMAW (MIG). Recomenda-se o uso de arame de solda Inconel 82 (ERNiCr-3) ou Alloy 617 (ERNiCrCoMo-1) para garantir a resistência da solda a altas temperaturas.
Como a faixa de composição química do 800HT é totalmente englobada pela do 800H, muitos fabricantes produzem tubos que atendem simultaneamente aos requisitos químicos e físicos de ambas as normas, sendo, portanto, designados como 800H/HT no Relatório de Teste de Material (MTR).
Sim.Contendo aproximadamente 33% de níquel e 21% de cromo, ele apresenta excelente resistência à carburação e à oxidação em processos de craqueamento de etileno e reforma a vapor no setor petroquímico.
- Tubo sem costura: ASTM B407 / ASME SB407
- Tubo soldado: ASTM B514 / ASME SB514
- Forjados/conexões de tubos: ASTM B564 / B366
Isso ocorre principalmente porque o 800HT tem uma janela de controle extremamente estreita para a composição química (C, Al, Ti), e seu processo de tratamento térmico (tratamento de solução de alta temperatura) é mais complexo, resultando em custos de produção mais altos.
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