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1000 ° C가 넘는 가스가 불꽃을 일으키고 부식성 가스가 재료 완전성을 위협하는 고온 산업 환경의 가혹한 영역에서 UNS S30900 원활한 파이프는 필수적인 작업자로 나타납니다. 고 염소, 높은 니켈 오스테 나이트 스테인리스 스틸로서,이 파이프 (일반적으로 AISI 309 또는 DIN 1.4828이라고도 함)는 극도의 열, 산화 및 열 응력의 문제를 무시하기 위해 설계됩니다. 표준 스테인리스 강과는 달리 UNS S30900의 고유 한 합금 조성물 및 원활한 구조는 높은 온도에서의 내구성이 협상 할 수없는 응용 분야를위한 솔루션입니다. 이 포괄적 인 가이드는 성과, 실제 응용 프로그램 및 올바른 공급 업체를 선택하기위한 주요 고려 사항의 과학을 탐구합니다.
UNS S30900은 탁월한 고온 저항을 위해 설계된 프리미엄 스테인리스 스틸 등급입니다. 300 시리즈 오스테 나이트 패밀리의 일부인이 제품은 상승 된 크롬 (22-24%)과 니켈 (12-15%) 함량으로 눈에 띄며, 이는 산화 및 스케일링에 대한 강력한 방어를 만들기 위해 작동합니다. 단일 빌릿에서 파이프를 강화하는 원활한 제조 공정은 용접을 유발하여 균일 한 강도와 열 영향 구역의 고장에 대한 저항을 보장합니다.
크롬 우세 : 22-24%에서 크롬은 최대 1095 ° C의 온도에서도 산화에 대한 장벽으로 작용하는 안정적인 크롬 산화 크롬 층 (CRAP)을 형성합니다. 이 층은 304와 같은 낮은 염소 합금의 층보다 두껍고 부착적이므로 지속적인 고열 노출에 이상적입니다.
니켈의 안정화 역할 : 12-15% 니켈 함량은 오스테 나이트 결정 구조를 안정화시켜 고온에서의 비율이나 부식으로 이어질 수있는 상 변환을 방지합니다. 니켈은 또한 합금의 연성을 향상시켜 균열없이 굽힘과 형성을 견딜 수있게합니다.
탄소 균형 : 탄소 함량이 ≤0.20%인 UNS S30900은 고온 강도와 중간 용접 가능성 사이의 균형을칩니다. 더 높은 탄소는 크리프 저항을 도와 주지만 중요한 응용 분야에서 탄화물 침전을 피하기 위해 신중한 용접 관행이 필요합니다.
타의 추종을 불허하는 산화 저항성 : 최대 1095 ° C (연속 사용) 및 1150 ° C (간헐적 사용)의 온도에서 스케일 형성에 저항하여 304 및 316 스테인레스 강보다 성능이 우수합니다.
크리프 저항 : 지속적인 고온 하중 하에서 기계적 무결성을 유지하며 800 ℃에서 10,000 시간 동안 크리프 파열 강도는 10,000 시간 동안 크리프 파열 강도를 유지합니다.
원활한 강도 : 용접 된 조인트가 없으면 잠재적 인 고장 지점이 없어져 누출이 치명적일 수있는 고압, 고온 시스템에 적합합니다.
UNS S30900의 기능을 높이기 위해 화학적 구성과 기계적 행동을 해부합시다.
| 요소 | 백분율 범위 역할 | 고온 성능에서 |
|---|---|---|
| 크롬 (CR) | 22.0–24.0% | 스케일링과 산화에 저항하는 보호 산화물 층을 형성합니다. |
| 니켈 (NI) | 12.0–15.0% | 오스테 나이트 구조를 안정화시켜 강인성과 열 피로에 대한 저항성을 향상시킵니다. |
| 탄소 (C) | ≤0.20% | 고온 강도에 기여하지만 용접 중에는 감작을 피하기 위해주의해야합니다. |
| 실리콘 (SI) | ≤1.0% | 높은 온도에서 스케일링에 대한 저항을 향상시킵니다. |
| 망간 (MN) | ≤2.0% | 공정을 형성하고 용접하는 데 도움이되어 작업 성을 향상시킵니다. |
| 인 (P) | ≤0.045% | 고온에서의 손상을 방지하기 위해 최소화되었습니다. |
| 황 (S) | ≤0.030% | 용접 성을 향상시키고 뜨거운 균열을 피하기 위해 감소했습니다. |
UNS S30900은 넓은 온도 범위에서 중요한 기계적 특성을 유지합니다.
실내 온도 :
인장 강도 : 515–690 MPa (74,700–100,100 psi)
항복 강도 : ≥205 MPa (29,700 psi)
신장 : ≥40% (50mm), 열교환 기 또는 용광로 구성 요소에 대한 복잡한 형성이 가능합니다.
고온 성능 :
800 ° C에서 : 인장 강도는 ~ 250 MPa로 떨어지지 만 많은 산업 응용 분야에서는 충분합니다.
크리프 저항 : 변형 속도는 100 MPa 스트레스 하에서 800 ° C에서 10,000 시간당 1% 미만으로 유지됩니다.
연속 서비스 온도 : 1095 ° C (2000 ° F)
간헐적 인 서비스 온도 : 1150 ° C (2100 ° F)
부식 저항성 : 고 클로라이드 환경 (예 : 해양 또는 바닷물 응용)을 위해 설계되지는 않지만 연도 가스 및 가벼운 화학 공격의 황화에 저항합니다.
UNS S30900 완벽한 조건에서 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 국제 표준을 준수합니다.
ASTM 표준 :
ASTM A312 : 고온 및 일반적인 부식 방지 서비스를위한 원활한 스테인레스 스틸 파이프를 덮고 있습니다.
ASTM A213 : 발전 응용 분야에 중요한 보일러, 슈퍼 헤이터 및 열 교환기 용 원활한 튜브를 지정합니다.
ASTM A269 : 화학 가공에 사용되는 것들을 포함하여 일반 목적 스테인레스 스틸 튜브에 적용됩니다.
국제 등가물 :
DIN 1.4828 (독일), JIS SUB309 (일본), EN 10088-2 : X7CRNI23-14 (유럽).
산업 별 표준 :
ASME BPVC 섹션 VIII (압력 용기), API 5L (석유 파이프 라인) 및 Norsok M-630 (해외 철강 재료).
UNS S30900 파이프는 다양한 산업 요구에 맞게 다양한 크기로 제공됩니다.
외경 (OD) :
소규모 : 항공 우주 배기 튜브와 같은 정밀 응용 분야의 경우 6–50 mm (0.24–1.97 ').
중간 : 산업 용광로 튜브 및 열 교환기의 경우 65–219 mm (2.56–8.62 ').
대형 : 고압 보일러 파이프 및 용융 금속 운송 라인의 경우 273–630 mm (10.75–24.8 ').
벽 두께 :
SCH10S : 1.2–3.0 mm (저압 시스템의 경우 경량).
SCH40S : 3.2–9.5 mm (대부분의 고온 응용 분야의 표준).
SCH80S : 4.5–15.0 mm (고압, 고온 용광로 용 무거운 벽).
길이:
표준 : 6m (20ft) 또는 12m (40ft).
커스텀 : 특수 설치를위한 절단 길이, U 벤드 또는 코일 (예 : 나선형 열 교환기 튜브).
절인 : 산 처리 된 산 처리 된 밀 스케일을 제거하고 고열 환경에서 산화성에 중요한 밀도의 크롬 산화물 층의 형성을 촉진합니다.
어닐링 : 냉간 작업 후 연성을 회복시키기 위해 열처리 된 열처리, 파이프가 강도를 손상시키지 않고 구부러 지거나 용접 할 수 있도록합니다.
연마 (선택 사항) : 미학적 또는 저속 적용을위한 매끄러운 표면이지만 고온 환경에서는 덜 일반적입니다.
UNS S30900 열과 부식이 가장 높은 재료 성능을 요구하는 산업에서 탁월한 파이프 :
용광로 구성 요소 : 열처리 용광로의 빛나는 튜브, 레토르트 및지지 구조는 900-1100 ° C의 연속 온도를 견뎌냅니다. 원활한 구조는 가스 연소 시스템의 누출을 방지합니다.
사례 연구 : UNS S30900 복사 튜브를 사용한 강철 어닐링 용광로는 산화성 향상 덕분에 304 스테인레스 스틸에 비해 다운 타임을 40% 줄였습니다.
유리 제조 : 유리 용광로 튜브에 사용하여 열기 또는 가스를 운반하여 용융 유리 부산물의 부식 효과에 저항합니다.
보일러 튜브 : 800–950 ° C에서 작동하며 최대 150 바의 압력을 가하는 석탄 및 가스 연소 발전소에서 고압 증기를 운반합니다.
슈퍼 헤이터 및 환호 : 증기 온도가 1000 ° C에 접근하는 구역의 구조적 무결성을 유지하여 효율적인 에너지 변환을 보장합니다.
배기 시스템 : 피크 작동 중 온도가 1100 ° C로 급증하는 가스 터빈 배기구의 열 피로 및 황화 저항성.
고온 반응기 : 800-900 ° C에서 흡열 반응 (예 : 탄화수소 크래킹)을 동봉하여 이산화황과 같은 부식성 부산물에 저항합니다.
촉매 튜브 : 정유 공정에서 촉매 공정을지지하며, 움직이는 촉매로부터 열 순환 및 기계적 응력을 견딜 수 있습니다.
열 교환기 : 열전 저항을 손상시키지 않고 표면적을 최대화하는 U- 벤드 구성과 함께 뜨거운 공정 스트림과 냉각제 사이의 열 전달.
용융 금속 취급 : 파운드리의 용융 알루미늄, 강철 또는 구리를 운반하는 금속의 마모와 빠른 온도 변화로 인한 열 충격에 저항합니다.
어닐링 장비 : 스틸 스트립의 연속 어닐링 라인에 사용되며, 파이프는 스케일링 또는 크래킹없이 반복 난방 및 냉각주기를 견뎌야합니다.
제트 엔진 구성 요소 : 군용 및 상업용 항공기의 배기 매니 폴드 및 애프터 버너 섹션으로 단기 온도가 1150 ° C까지 허용됩니다.
고성능 배기 장치 : 경주 차량을위한 애프터 마켓 배기 시스템, 내열성과 가벼운 형성성을 결합합니다.
UNS S30900 완벽한 파이프를 생산하려면 열 저항 특성을 유지하려면 정밀도가 필요합니다.
밀접하게 제어 된 크롬 및 니켈 함량이있는 고급 강철 빌릿이 공급됩니다. 각각의 빌릿은 산화 저항성을 손상시킬 수 있기 때문에 UNS S30900 표준을 준수하기 위해 분광 분석을 겪습니다.
뜨거운 피어싱 : 빌릿은 가단성이있을 때까지 1200 ° C로 가열 된 다음 맨드 릴로 뚫어 중공 쉘을 형성합니다. 이것은 용접을 제거합니다. 용접은 고온 강도의 중요한 단계입니다.
핫 롤링 : 쉘은 직경과 벽 두께를 줄이기 위해 롤링되어 대형 직경 파이프에 이상적입니다. 더 작은 크기의 경우, 다이를 통한 차가운 드로잉은 정확한 치수와 매끄러운 표면을 달성합니다.
솔루션 어닐링 : 튜브는 1050-1150 ° C로 가열되고 물이나 공기에서 켄칭되어 탄화물을 용해시키고 오스테 나이트 구조를 안정화시킵니다. 이것은 연성을 향상시키고 균일 한 산화물 층 형성을 보장합니다.
스트레스 완화 : 800-900 ° C에서 형성 후 열처리는 굴러 또는 그리기에서 내부 응력을 줄여 고온 서비스 중 균열을 방지합니다.
산세 : 질을 제거하고 깨끗하고 크롬이 풍부한 표면을 노출시키기 위해 질소-하이드로 플루오르 산 욕조에 담그고. 이 단계는 산화 저항을 최적화하는 데 필수적입니다.
패시베이션 (옵션) : 특히 간헐적 고열에 노출 된 성분에 대해 보호 산화 층을 향상시키기 위해 질산으로 추가로 처리됩니다.
고온 산화 시험 : 샘플은 제어 된 대기에서 1095 ° C에 노출되어 스케일링으로 인한 체중 감량을 측정하여 ASTM A213을 준수합니다.
초음파 및 와상 전류 테스트 : 열 응력 하에서 전파 될 수있는 포함 또는 마이크로 크랙과 같은 내부 및 표면 결함을 감지합니다.
정수압 테스트 : 파이프는 고압 보일러 애플리케이션에 중요하여 누출 압력을 보장하기 위해 정격 압력 1.5 배로 압력 을가합니다.
고온 재료의 뉘앙스를 이해하는 공급 업체를 선택하는 것은 프로젝트 성공에 중요합니다.
재료 테스트 보고서 (MTRS) : 상세한 보고서 요청 화학 조성, 열처리 매개 변수 및 기계 테스트 결과를 확인합니다. 각각 22-24% 및 12-15% 범위 내에서 크롬 및 니켈 수준을 찾으십시오.
인증 : ISO 9001, ASME 및 API 인증으로 공급 업체 우선 순위를 정합니다. 해외 또는 고출성 응용 프로그램의 경우 Norsok 또는 NADCAP 인증은 신뢰성을 추가합니다.
산업 경험 : 발전, 용광로 제조 또는 항공 우주의 역사를 가진 공급 업체는 크리프 저항 및 열 팽창과 같은 UNS S30900의 고유 한 과제를 해결할 수있는 더 잘 갖추어져 있습니다.
기술 지원 : 용접 가이드 라인 (예 : ER309 필러 금속 사용) 및 중요한 응용 분야에 대한 웰드 열 처리 권장 사항을 제공하는 공급 업체를 선택하십시오.
특수 모양 : 공급 업체가 산업 용광로 어레이와 같은 복잡한 시스템을 위해 U 벤드, 나선 코일 또는 플랜지 파이프를 생산할 수 있도록합니다.
무거운 벽 생산 : 고압 응용 분야 (예 : 수퍼 헤이터)의 경우 치수 정확도를 유지하면서 벽 두께로 최대 30mm의 파이프를 제조하는 기능을 확인하십시오.
배치 일관성 : 높은 염소 계 합금은 배치 대 배치 변화가 발생하기 쉽습니다. 일관된 성능을 보장하기 위해 사내 테스트 실험실이있는 공급 업체를 찾으십시오.
포장 : 파이프는 대중 교통편, 특히 대규모 또는 맞춤형 주문의 손상을 방지하기 위해 내열 코팅 또는 목재 상자로 보호되어야합니다.
A : 주요 차이점은 탄소 함량에 있습니다 : UNS S30900은 0.20% 탄소를, 309S (S30908)는 0.08% ≤입니다. 하위 탄소가 열 영향 구역에서 카바이드 침전의 위험을 감소시키기 때문에 309s를 더 용접 친화적으로 만듭니다. 그러나, UNS S30900은 탄소 함량이 높기 때문에 약간 높은 고온 강도를 제공하므로, 용접되지 않은 또는 가볍게 용접 된 고해상도 응용 분야에 바람직합니다.
A : 아니요. 내열성에 우수하지만 UNS S30900에는 클로라이드 유발 피팅에 저항하는 핵심 요소 인 Molybdenum이 부족합니다. 해양 또는 바닷물 응용의 경우 316L (UNS S31603) 또는 Inconel 625와 같은 니켈 기반 합금을 고려하십시오.
에이:
기본 금속의 크롬 및 니켈 함량과 일치하도록 ER309 또는 ER309L 충전제 금속을 사용하십시오.
용접하기 전에 파이프를 200–300 ° C로 예열하여 열 응력을 줄입니다.
1050 ° C에서의 웰드 어닐링은 HAZ의 산화 저항성을 회복시키기 위해 중요한 고온 적용에 권장됩니다.
A : UNS S30900은 최대 1095 ° C의 연속 서비스에서 안정적으로 수행합니다. 온도가 높으면 스케일링 속도가 증가하고 합금이 강도를 잃기 시작할 수 있습니다. 간헐적 사용 (예 : 순환 가열)의 경우 최대 1150 ° C까지 견딜 수 있습니다.
에이:
육안 검사 : 산화 층 분해를 나타내는 두껍고 벗겨진 규모 또는 변색을 찾으십시오.
초음파 두께 테스트 : 산화 또는 부식으로 인한 벽이 얇아지는 측정.
크리프 테스트 : 재료가 안전한 응력 한계 내에 남아 있는지 확인하기 위해 하중에서 변형을 평가하십시오.
UNS S30900 원활한 파이프는 재료 과학 및 산업 혁신의 결혼에 대한 증거입니다. 끊임없는 열, 산화 및 기계적 스트레스를 견딜 수있는 능력은 고장이 선택되지 않은 부문에서 필수 불가결하게 만듭니다. 발전소 보일러에서 항공 우주 엔진에 이르기 까지이 파이프는 올바른 합금과 제조 정밀도로 가장 극단적 인 환경조차 마스터 할 수 있음을 증명합니다.
UNS S30900 파이프를 소싱 할 때, 고온 성능을 과학으로 처리하는 공급 업체를 사양이 아니라 우선 순위를 정하십시오. 원활한 강도와 합금 탄력성 으로이 파이프는 단순한 구성 요소가 아니라 현대 세계에 힘을주는 산업의 중추입니다.
열이 가능성의 한계를 정의하는 풍경에서 UNS S30900 완벽한 파이프는 달성 할 수있는 것을 재정의하여 일부 재료는 단순히 다른 재료가 다른 곳에서 번성하기 위해 만들어 졌음을 증명합니다.
