Η απόδοση των φλαντζών σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με το υλικό που χρησιμοποιείται, κυρίως όσον αφορά τη διατήρηση της αντοχής, την αντοχή στην οξείδωση, την αντοχή στη ερπυσμό, τη θερμική σταθερότητα και τη συμβατότητα με τα μέσα. Παρακάτω είναι μια ανάλυση των τυπικών κατηγοριών υλικών:
1. Φλάντζες από ανθρακούχο χάλυβα (π.χ., Q235, 20# Steel) – Βασική επιλογή για χαμηλές έως μέτριες θερμοκρασίες
Υποβάθμιση αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες
Οι φλάντζες από ανθρακούχο χάλυβα περιορίζονται συνήθως σε θερμοκρασίες κάτω από 425°C. Πέρα από 350°C, το όριο διαρροής τους μειώνεται σημαντικά (π.χ., το όριο διαρροής του χάλυβα 20# μειώνεται από 245 MPa σε θερμοκρασία δωματίου σε 180 MPa στους 400°C). Πάνω από 450°C, εμφανίζεται σφαιροειδοποίηση περλίτη, που οδηγεί σε χονδροειδή κόκκων και τελικά σε θραύση λόγω ερπυσμού.
Κακή αντοχή στην οξείδωση
Η ταχεία οξείδωση ξεκινά πάνω από 300°C, σχηματίζοντας ένα χαλαρό στρώμα Fe₃O₄. Στους 500°C, ο ρυθμός οξείδωσης είναι πέντε φορές ταχύτερος από ό,τι στους 300°C. Η έκθεση σε θείο ή υδρατμούς επιταχύνει περαιτέρω τη διάβρωση.
2. Φλάντζες από ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα (304/316, κ.λπ.) – Προτιμώνται για αντοχή στη διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες
Καλύτερη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και αντοχή στην οξείδωση
Ο ανοξείδωτος χάλυβας 304 μπορεί να αντέξει έως και 870°C, ενώ ο 316L (με μολυβδαίνιο) διατηρεί καλή αντοχή (όριο διαρροής ≥ 120 MPa) κάτω από 650°C.
Το στρώμα οξειδίου Cr₂O₃ (από 18-20% χρώμιο) παρέχει ανώτερη αντοχή στην οξείδωση (π.χ., 90% χαμηλότερος ρυθμός οξείδωσης από τον ανθρακούχο χάλυβα στους 800°C).
Κίνδυνοι σε υψηλές θερμοκρασίες
Ευαισθητοποίηση (450-850°C): Η καθίζηση καρβιδίων μπορεί να προκαλέσει διακοκκώδη διάβρωση (μετριασμένη από θεραπείες σταθεροποίησης, π.χ., ανοξείδωτος χάλυβας 321 με τιτάνιο).
Περιορισμοί ερπυσμού: Πάνω από 650°C, η παραμόρφωση λόγω ερπυσμού επιταχύνεται, απαιτώντας μειωμένη επιτρεπόμενη τάση (π.χ., ο 316L στους 700°C έχει μόνο το 15% της αντοχής του σε θερμοκρασία δωματίου).
3. Φλάντζες από χάλυβα Duplex (2205, 2507, κ.λπ.) – Οικονομικά αποδοτικές για διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες
Ενδιάμεση απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες
Ο χάλυβας duplex 2205 είναι χρησιμοποιήσιμος έως και 300°C, ενώ ο super duplex 2507 επεκτείνεται στους 350°C (όριο διαρροής > 400 MPa στους 300°C, διπλάσιο από αυτό του ανοξείδωτου χάλυβα 304).
Πέρα από 350°C, η υποβάθμιση της φάσης φερρίτη επιταχύνεται, μειώνοντας την αντοχή σε ερπυσμό ταχύτερα από τους ωστενιτικούς χάλυβες.
4. Φλάντζες από χάλυβα χρωμίου-μολυβδαινίου (15CrMo, P91, κ.λπ.) – Ιδανικές για συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης
Ενισχυμένη αντοχή και αντοχή σε ερπυσμό
Ο 15CrMo (1-1,5% Cr, 0,5% Mo) λειτουργεί έως και 550°C (όριο διαρροής > 200 MPa στους 500°C).
Ο P91 (9% Cr, 1% Mo) αντέχει 650°C μακροπρόθεσμα, με διπλάσια αντοχή σε θραύση λόγω ερπυσμού από τον 15CrMo (π.χ., 100 MPa έναντι 40 MPa στους 600°C για 100.000 ώρες).
5. Φλάντζες από κράματα νικελίου (Inconel 625, Hastelloy C-276, κ.λπ.) – Η απόλυτη λύση για ακραίες συνθήκες
Απαράμιλλη απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες
Το Inconel 625 διατηρεί > 100 MPa αντοχή εφελκυσμού στους 1093°C.
Το Hastelloy C-276 αντιστέκεται στην οξείδωση έως και 1200°C, με διάρκεια ζωής λόγω ερπυσμού που υπερβαίνει τις 100.000 ώρες (π.χ., 5 φορές ισχυρότερο από το 316L στους 800°C).
Αντοχή σε πολύπλοκη διάβρωση
Η υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο (≥50%), χρώμιο (20-30%) και μολυβδαίνιο (10-16%) επιτρέπει την αντοχή σε:
Οξείδωση, διάβρωση λόγω καταπόνησης και διακοκκώδη προσβολή σε σκληρά περιβάλλοντα (π.χ., 650°C αεριοποιητές άνθρακα με H₂S/CO₂).
Κατάλληλο για 20+ χρόνια υπηρεσίας σε ακραίες συνθήκες όπως θειικό οξύ υψηλής θερμοκρασίας ή πλούσιο σε θείο πετρέλαιο/αέριο.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!
