ASTM B444 — это особая стандартная спецификация для холодно-обработанных бесшовных трубок из никелевого-хромового-молибденового-ниобиевого сплава (UNS N06625). Этот материал известен во всем мире как Инконель 625. В отличие от нескольких спецификаций сплавов, таких как ASTM B622, B444 охватывает только один сплав: Инконель 625. Такое внимание к одному сплаву подразумевает более строгие требования к качеству, особые процессы термообработки и стандарты механических свойств, адаптированные к уникальному сочетанию высокой прочности, коррозионной стойкости и усталостной долговечности Инконель 625.
Спецификация определяет химический состав, две различные степени термической обработки (класс 1 и класс 2), механические свойства, допуски на размеры, гидростатические испытания и процедуры проверки. ASTM B444 охватывает как трубки (размеры классифицируются по номинальному размеру и диаметру, как указано в ANSI B36.19), так и трубки (размеры классифицируются по наружному диаметру и толщине стенки).
Трубы из Inconel 625, соответствующие стандартам ASTM B444, широко используются в химической обработке, морской нефти и газа, судовых выхлопных системах, компонентах аэрокосмической отрасли, переработке ядерного топлива, десульфурации дымовых газов (FGD) и подводных трубопроводах. Это руководство охватывает все аспекты стандарта B444 (включая две марки, химический состав, механические свойства, допуски, термообработку, испытания и вопросы практического применения), чтобы помочь инженерам и специалистам по закупкам заказать продукт, соответствующий их потребностям.
Ключевые различия между 1-м и 2-м классом
1. Сорт 1 (отожженный)
Значение:Материал отжигается при относительно низкой температуре (обычно выше 1600 градусов по Фаренгейту / 871 градус).
Характеристики:Более мелкие зерна, более высокая механическая прочность (более высокий предел прочности и текучести).
Основные приложения:Высокое-давление, низкая-температура/комнатная-коррозионная среда.
Типичные применения:Упомянутый вами бразильский глубоководный-нефтегазовый проект, подводные манифольды, линии приборов высокого-давления, линии закачки химических реагентов.
2. Класс 2 (отожженный раствор)
Значение:Материал обрабатывается-раствором при более высокой температуре (обычно выше 2000 градусов F/1093 градуса) для достижения полного растворения карбида.
Характеристики:Более крупное зерно, немного меньшая прочность, чем у сорта 1, но с превосходным сопротивлением ползучести и вязкостью разрушения.
Основное внимание:Экстремально высокие-температуры (обычно это условия эксплуатации, превышающие 1100 градусов по Фаренгейту/593 градуса).
Типичные применения:Детали авиационных-двигателей, компоненты промышленных печей, мусоросжигательные заводы, нефтехимические пиролизные установки.
Химический состав ASTM B444
В таблице ниже перечислены полные пределы состава, указанные в ASTM B444.
| Элемент | Состав, % | Роль в сплаве |
| Никель (Ni) | 58,0 мин. | Матричный элемент, коррозионностойкая основа |
| Хром (Cr) | 20.0–23.0 | Устойчивость к окислению, пассивный пленкообразователь |
| Молибден (Мо) | 8.0–10.0 | Устойчивость к точечной коррозии и трещинам, снижение кислотостойкости |
| Ниобий + Тантал (Cb+Ta) | 3.15–4.15 | Усиление твердого-раствора, стабилизирует против сенсибилизации |
| Железо (Fe) | 5,0 макс. | Остаток/элемент затрат |
| Углерод (С) | 0,10 макс. | Поддерживается на низком уровне, чтобы минимизировать осаждение карбидов. |
| Марганец (Mn) | 0,50 макс. | Раскислитель, контроль серы |
| Кремний (Si) | 0,50 макс. | раскислитель |
| Фосфор (Р) | 0,015 макс. | Предел примесей |
| Сера (S) | 0,015 макс. | Предел примесей, контроль горячего растрескивания |
| Кобальт (Со) | 1,0 макс. | Остаток (если определен) |
| Алюминий (Al) | 0,40 макс. | Незначительное усиление, поддержка окисления |
| Титан (Ti) | 0,40 макс. | Незначительный твердосплавный стабилизатор |
Механические свойства ASTM B444
| Свойство | Класс 1 (отожженный) | Класс 2 (отожженный раствор) | Метод испытания |
| Предел прочности, мин | 120 000 фунтов на квадратный дюйм (827 МПа) | 100 000 фунтов на квадратный дюйм (690 МПа) | АСТМ Е 8 |
| Предел текучести (смещение 0,2%), мин. | 60 000 фунтов на квадратный дюйм (414 МПа) | 40 000 фунтов на квадратный дюйм (276 МПа) | АСТМ Е 8 |
| Удлинение в 2 дюйма или 4D, мин | 30% | 30% | АСТМ Е 8 |
| Гидростатическое напряжение волокна (S) | 30 000 фунтов на квадратный дюйм (207 МПа) | 25000 фунтов на квадратный дюйм (172 МПа) | П=2Ст/Д |
| Давление гидростатического испытания, не более | 1000 фунтов на квадратный дюйм (6,9 МПа) | 1000 фунтов на квадратный дюйм (6,9 МПа) | - |
Допуски ASTM B444
Размерные допуски стандарта ASTM B444 охватывают внешний диаметр, толщину стенки и длину обрезки холодно-бесшовных трубок. Поскольку B444 распространяется только на изделия, прошедшие холодную-обработку, его допуски более строгие, чем для трубок из никелевого сплава, прошедших горячую-обработку.
| СТАНДАРТ | СТРАННЫЙ) | ДОПУСК (ММ) | ТОЛЩИНА (S) | ТЕРПИМОСТЬ | ДЛИНА | ТЕРПИМОСТЬ |
| ММ | ММ | |||||
| B444 (Холодно-обработанные трубы и трубки) |
10 Меньше или равно D<16 | ±0.13 | - | ±15% | ОД<50.8 : +3.2/-0 OD больше или равно 50,8: +4.8/-0 Подробности см. в B829. |
|
| 16 Меньше или равно D Меньше или равно 38 | ±0.19 | ±10% | ||||
| 38 | ±0.25 | |||||
| 76 | ±0.38 | ±12.5% | ||||
| 114 | ±0.51 | |||||
| 152 | ±0.64 | |||||
| 168 Меньше или равно D<219 | ±0.79 | ±15%/-12.5% | ||||
| 219 | +1.57/-0.79 | |||||
| 356 | +3.18/-0.79 | |||||
ASTM B444 Класс 1 против Класса 2
Двух-уровневая система согласно ASTM B444 — один из наиболее важных отличительных критериев при закупке труб из никелевых сплавов. Выбор неправильного уровня может привести к преждевременному отказу или ненужным затратам.
1 классотожжен и имеет более высокую прочность при комнатной-температуре. Это правильный выбор, когда рабочая температура остается ниже 1100 градусов F (593 градуса) и основным требованием является коррозионная стойкость в сочетании с высокой механической прочностью. Этот сорт в основном встречается в подводных выкидных трубопроводах, системах охлаждения морской воды, трубах для добычи высокосернистого газа, судовых выхлопных сильфонах и трубопроводах химических процессов, подвергающихся воздействию агрессивных кислот при температуре ниже 600 градусов F (315 градусов).
2 классподвергается отжигу в растворе и имеет превосходную -ползучесть и долговечность при повышенных температурах. Это необходимо, когда рабочая температура превышает 1100 градусов F (593 градуса) и важны долгосрочное-сопротивление ползучести или термическая стабильность. Эту марку можно встретить в выхлопных каналах газовых турбин, оборудовании для переработки ядерного топлива, трубах реформинга и компонентах печей.
В таблице ниже сравниваются все ключевые параметры для двух уровней.
| Параметр | 1 класс (Отожженный) |
2 класс (Отожженный раствор) |
| Термическая обработка | Отожжен при температуре минимум 1600 градусов F (871 градус) | Раствор отожжен при температуре минимум 2000 градусов F (1093 градуса). |
| Стабилизация | Не требуется | Дополнительно: 1800 градусов F (982 градуса) мин. на устойчивость к сенсибилизации |
| Предел прочности, мин | 120 000 фунтов на квадратный дюйм (827 МПа) | 100 000 фунтов на квадратный дюйм (690 МПа) |
| Предел текучести, мин | 60 000 фунтов на квадратный дюйм (414 МПа) | 40 000 фунтов на квадратный дюйм (276 МПа) |
| Удлинение, мин | 30% | 30% |
| Напряжение волокна (гидротест) | 30 000 фунтов на квадратный дюйм (207 МПа) | 25000 фунтов на квадратный дюйм (172 МПа) |
| Максимальная рабочая температура | 1100 градусов по Фаренгейту (593 градуса) | Выше 1100 градусов по Фаренгейту (593 градуса) |
| Основное приложение | Коррозионная стойкость, подводная, морская | Устойчивость к ползучести/разрыву, печь, ядерная энергия |
| По умолчанию, если не указано | Да (корабли 1-го класса) | - (Необходимо указать) |
| Размер зерна | Тоньше (ASTM 5–8) | Более грубый (ASTM 2–5) |
Когда использовать сплавы класса 1
Сплавы класса 1идеальны, когда рабочие температуры ниже 1100 градусов F (593 градусов), а основными требованиями являются коррозионная стойкость и высокая механическая прочность. Более низкая температура отжига (минимум 1600 градусов по Фаренгейту / 871 градус) приводит к выделению мелких карбидов в матрице, упрочняя сплав. Это делаетСплавы класса 1На 20 % выше по пределу прочности и на 50 % по пределу текучести, чемСплавы 2 класса.
Общие приложения дляСплавы класса 1включают подводные нефтепроводы, системы охлаждения морской воды, трубопроводы для добычи кислого газа, судовые выхлопные сильфоны и трубопроводы химических процессов, подвергающиеся воздействию агрессивных кислотных сред при температуре ниже 600 градусов F (315 градусов).
Когда использовать сплавы класса 2
Сплавы 2 классанеобходимы, когда рабочие температуры превышают 1100 градусов F (593 градуса) и долгосрочное-сопротивление ползучести или термическая стабильность имеют решающее значение. Отжиг на раствор при минимальной температуре 2000 градусов F (1093 градуса) растворяет все осадки карбидов и интерметаллических соединений, образуя матрицу чистого твердого раствора. Эта крупнозернистая структура демонстрирует более низкую скорость ползучести при высоких температурах по сравнению с мелкозернистыми материалами класса 1.
Дополнительная стабилизационная обработка при минимальной температуре 1800 градусов F (982 градуса) подходит для ядерной энергетики и критически важных химических процессов, требующих, чтобы материалы сопротивлялись межкристаллитной коррозии (сенсибилизации) после длительного термического воздействия. Обычно материалы класса 2 применяются в выхлопных трубах газовых турбин, оборудовании по переработке ядерного топлива, установках риформинга и компонентах печей.
ASTM B444 Требования к термообработке
Термическая обработка имеет решающее значение для различения материалов класса 1 и класса 2. Он определяет баланс между размером зерна, распределением осадков, прочностью при комнатной температуре и свойствами ползучести при высоких-температурах. Правильный выбор процесса термообработки на этапе закупки позволяет избежать дорогостоящей замены материалов.
Уровень 1: Отжиг
Минимальная температура отжига для материалов класса 1 составляет 1600 градусов F (871 градус). Этой температуры достаточно для рекристаллизации холоднообработанной -структуры, но достаточно низкой для сохранения мелких выделений карбида ниобия (NbC) и карбонитрида внутри зерен. Эти выделения действуют как агенты, закрепляющие границы зерен, сохраняя небольшой размер зерна (обычно ASTM 5-8). Полученная микроструктура демонстрирует высокую прочность при комнатной температуре (предел прочности 120 фунтов на квадратный дюйм, предел текучести 60 фунтов на квадратный дюйм) и хорошие усталостные свойства.
Уровень 2: Отжиг на раствор
Материалы класса 2 подвергаются отжигу в растворе при минимальной температуре 2000 градусов F (1093 градуса). При этой температуре в никелевой матрице растворяются все карбиды, карбонитриды и любые фазы Лавеса типа Ni₂(Cr, Mo). Размер зерна увеличивается до класса ASTM 2-5. Эта чистая, крупнозернистая структура демонстрирует более медленную ползучесть при температурах выше 1100 градусов по Фаренгейту (593 градуса), потому что здесь меньше и длиннее границы зерен, которые составляют основной путь разрушения при ползучести.
После отжига в растворе необязателен стабилизирующий отжиг при минимальной температуре 1800 градусов F (982 градуса). В ходе этого контролируемого процесса старения карбид ниобия повторно -осаждается на границах зерен, образуя полу-непрерывную сетку, которая противостоит межкристаллитной коррозии после длительного термического воздействия. Это стабилизированное состояние предъявляет особые требования к переработке ядерного топлива и критическим химическим применениям.
Доступные условия и отделка
ASTM B444 определяет стандартное состояние и качество поверхности трубок из Inconel 625. Чистота поверхности зависит от того, обработано ли изделие холодной-обработкой и по наружному диаметру шлифовано (блестящее) или холодно-тянуто без шлифовки (травленое/матовое).
| Состояние | Процесс | Отделка/Поверхность |
| Холодно-тянутый, отожженный/Сол Энн, шлифованный внешний диаметр | Холоднотянутая-термообработанная, шлифованная по внешнему диаметру | Яркий ОД; ID зависит от атмосферы (яркий при отжиге в защитной атмосфере) |
| Холодно-тянутый, отожженный/Сол-Энн, маринованный | Холоднотянутый-, термообработанный, травленный кислотой | Тусклые, матовые (протравленные) наружные и внутренние поверхности |
| Диапазон размеров (наружный диаметр земли) | - | Внешний диаметр от 1/2 до 4 дюймов (12,7–102 мм), нормальные и толстостенные, все размеры NPS |
| Размерный ряд (маринованный) | - | Внешний диаметр от 1/2 до 6-5/8 дюймов (12,7–168 мм), нормальные и толстостенные, все NPS |
Требования к гидростатическим испытаниям
Любая труба или трубка с внешним диаметром 1/8 дюйма (3 мм) или более и толщиной стенки 0,015 дюйма (0,38 мм) или более должна пройти гидростатическое испытание. Испытательное давление рассчитывается по следующей формуле:
П=2Св/Д
Где P=гидростатическое испытательное давление (фунты на квадратный дюйм), S=допустимое напряжение волокна (фунты на квадратный дюйм), t=минимальная толщина стенки (дюймы) и D=наружный диаметр (дюймы).
Максимальное испытательное давление составляет 1000 фунтов на квадратный дюйм (6,9 МПа). Любая труба или фитинг, протекающие во время испытания, недопустимы. Допустимые значения напряжения волокна следующие:
| Оценка | Напряжение волокна, фунт на квадратный дюйм | Напряжение волокна, МПа |
| Класс 1 (отожженный) | 30,000 | 207 |
| Класс 2 (отожженный раствор) | 25,000 | 172 |
Производитель и покупатель могут договориться о проведении испытаний при давлении, в 1,5 раза превышающем расчетное. На качественные трубы и трубы,-горячо формованные, не распространяются требования, предъявляемые к растяжению и гидростатике. Он поставляется только для химического и поверхностного контроля.
Требования к испытаниям и проверкам
ASTM B444 требует анализа химического состава, испытаний на растяжение и гидростатических испытаний для каждой партии продукции. Общие требования к отбору проб, определению партии, подготовке образцов, методам испытаний и маркировке продукции указаны в ASTM B829.
Анализ химического состава
Для каждой партии (на печь) проводится одно испытание. Метод испытаний соответствует ASTM B829. Если анализ продукта запрошен покупателем, результаты анализа должны соответствовать пределам состава и допускам проверки, указанным в B829.
Испытание на растяжение
На партию продукции проводят одно испытание на растяжение. Метод испытаний соответствует ASTM E 8. Образцы берутся из готового продукта. Все трубчатые материалы должны по возможности испытываться в неповрежденной трубчатой форме. Если испытание неповрежденных труб невозможно, используют продольные полосовые или круглые образцы.
Маркировка продукта
На каждом продукте должна быть указана следующая информация: название сплава или номер UNS (N06625), стандарт ASTM (B444), марка (1 или 2), состояние (отожженный или отожженный на раствор), номер печи и размеры. На каждой связке или транспортном контейнере также должна быть указана маркировка с указанием номера спецификации, марки сплава, состояния, размеров, веса брутто/веса тары/веса нетто и сведений об отправителе/грузополучателе.
О Gnee Steel
Gnee Steel — профессиональный производитель сплавов на основе никеля-, включая никель 201, никель 202, Hastelloy C-276, Hastelloy C-22, Hastelloy B, Hastelloy C-4, Inconel 600, Inconel 625, Inconel 718, Inconel X-750, Incoloy 800, Incoloy. 800H/HT, Incoloy 825, Monel 400, Monel K500 и другие жаропрочные сплавы. Мы специализируемся на производстве и продаже легированных материалов. Продукция Gnee Steel широко используется в аэрокосмической, химической, энергетической, автомобильной, атомной энергетике и других областях, и мы можем предоставить индивидуальные решения из сплавов в соответствии с потребностями клиентов. По вопросам цен на сплавы или индивидуальных решений по материалам сплавов обращайтесь к нам по электронной почте:ss@gneemetal.comдля цитаты.
Квадратных метров построено
Сотрудники предприятия
Многолетний опыт
Страны-партнеры
Свяжитесь с нами для получения экспортной информации и расценок на продукцию ASTM B444.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: В чем разница между ASTM B444, класс 1 и класс 2?
A:Сталь марки 1 отжигается при температуре не менее 1600 градусов F (871 градус) для достижения более высокой прочности при комнатной температуре (предел прочности на разрыв 120 фунтов на квадратный дюйм). Сталь класса 2 отжигается на раствор при температуре не менее 2000 градусов F (1093 градуса) для достижения превосходного сопротивления ползучести и сопротивления разрушению при температуре выше 1100 градусов F (593 градуса). Если марка не указана, по умолчанию поставляется сталь марки 1. Оба имеют одинаковый химический состав, различаясь только процессами термообработки и конечной микроструктурой.
Вопрос: В чем разница между ASTM B444 и ASTM B622?
A:B444 — это спецификация одного сплава, охватывающая только Inconel 625 (UNS N06625); B622 — это спецификация нескольких-сплавов, охватывающая более 30 сплавов на основе никеля-и никеля-кобальта (например, Hastelloy C-276, B-2, G-30 и т. д.). Inconel 625 не является стандартом B622. Если вам требуются бесшовные стальные трубы Inconel 625, всегда выбирайте стандарт B444. Если вам нужны другие сплавы серии C, выберите стандарт B622.
Вопрос: Может ли Inconel 625 противостоять воздействию соляной кислоты?
A:Да, Inconel 625 выдерживает концентрацию соляной кислоты примерно до 20% при комнатной температуре и разбавляет соляную кислоту при высоких температурах. Однако это не оптимальный выбор для высоко-концентрированной соляной кислоты. Для соляной кислоты различных концентраций рекомендуются никель-молибденовые сплавы (стандарт ASTM B622), поскольку они содержат 28 % молибдена и практически не содержат хрома.
Вопрос: Какова максимальная рабочая температура Inconel 625?
A:Класс 1 Inconel 625 имеет номинальную постоянную рабочую температуру до 1100 градусов F (593 градуса). Класс 2 Inconel 625 имеет номинальную рабочую температуру примерно до 1800 градусов F (982 градусов), при которой стойкость к ползучести и окислению являются основными факторами. При температуре выше 1200 градусов по Фаренгейту (649 градусов) прочность Inconel 625 снижается, но его покрытие из оксида хрома предотвращает окисление. Для несущих нагрузок-при температуре выше 1500 градусов F (815 градусов) рекомендуется использовать ASTM B167, поскольку он обеспечивает превосходную стойкость к циклическому окислению благодаря содержанию алюминия.
Вопрос: Являются ли ASTM B444 и ASME SB-444 одинаковыми?
A:ASME SB-444 — это та же спецификация, которая используется в части B (Цветные металлы) Кодекса ASME по котлам и сосудам под давлением. Материалы, изготовленные в соответствии с ASTM B444, могут иметь обозначение SB-444, если они соответствуют всем требованиям ASME. Это обязательно для сосудов под давлением, теплообменников и трубопроводов со стандартными штампами в энергетике и перерабатывающей промышленности.
Вопрос: Чем Inconel 625 отличается от Hastelloy C-276 в химической промышленности?
A:Поскольку Hastelloy C-276 содержит 16 % молибдена, а Inconel 625 — 9 %, он демонстрирует превосходную стойкость к восстанавливающим кислотам (H₂SO₄, HCl). Inconel 625 также может похвастаться более высокой механической прочностью (прочность на разрыв 120 фунтов на квадратный дюйм по сравнению со 100 фунтами на квадратный дюйм для C-276) и, благодаря содержанию ниобия, лучшей устойчивостью к хлоридной точечной коррозии при высоких температурах. C-276 подходит для высококоррозионных кислых сред, особенно для применений, требующих только коррозионной стойкости. Inconel 625 подходит для применений, требующих как коррозионной стойкости, так и высокой прочности, особенно в кислых газах, подводных средах и химических средах под высоким давлением.
Вопрос: Можно ли использовать ASTM B444 для трубопроводов морской воды?
A:Да, Inconel 625 — один из лучших материалов для трубопроводов морской воды. Эквивалент сопротивления точечной коррозии (PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N) превышает 50, в то время как нержавеющая сталь 316L составляет примерно 25, а супердуплексная сталь — примерно 42. Инконель 625 противостоит щелевой коррозии, коррозии, вызванной биообрастанием, и эрозионной коррозии в текущей морской воде со скоростями, превышающими 100 футов в секунду (30 метров в секунду). Оно предназначено для использования в подъемных трубах морской воды, системах пожаротушения-водоснабжения и морских выхлопных коллекторах на морских платформах и военно-морских судах.
