Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Изменение микроструктуры и механических свойств сварного соединения из жаропрочного сплава Cr35Ni45Nb при эксплуатации

Го Цзинфэн, Чзан Сяомин, Ли Чуньсю, Лю Вэньвэнь, Чзан Чжаоган

Аннотация


Методами сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии исследована микроструктура и определены механические свойства трубных сварных соединений печи пиролиза этилена после 7 лет эксплуатации. После эксплуатации микроструктура всех зон сварного соединения деградировала, проявляя тенденцию к гомогенизации. Сопротивление ползучести снизилось, причем в большей степени в основном металле, достигнув уровня металла шва. После длительной эксплуатации сварное соединение не является слабым участком труб печи пиролиза.

Ключевые слова


welded joint; pyrolysis furnace tubes; carbides; alloy Cr35Ni45Nb; fusion boundary of welded joint; creep

Полный текст:

PDF

Литература


Reihani A., Haghighi R. D. Failure analysis and weld ability improvement of 35 % Cr - 45 % Ni heat resistant alloy // Eng. Failure Anal. 2015. V. 52. P. 97 - 108.

Shinozaki K., Kuroki H., Nakao Y. et al. Deterioration of weldability of long-term aged HP heat-resistant cast steel containing Nb, Mo, and W // Weld. Int. 1999. V. 13, Is. 1. P. 39 - 48.

Sustaita-Torres I. A., Haro-Rodrнguez S., Guerrero-Mata M. P. et al. Aging of a cast 35Cr - 45Ni heat resistant alloy // Mater. Chem. Phys. 2012. V. 133. P. 1018 - 1023.

Talis A. L., Kraposhin V. S., Kondrat'ev S. Y. et al. Non-crystallographic symmetry of liquid metal, flat crystallographic faults and polymorph transformation of the M7C3 carbide // Acta Crystallogr. A. 2017. V. 73. P. 209 - 217.

Рудской А. И., Орыщенко А. С., Кондратьев С. Ю. и др. Механизм и кинетика фазовых превращений в жаропрочном сплаве 45Х26Н33С2Б2 при длительных высокотемпературных выдержках. Часть 1 // МиТОМ. 2014. № 1(703). С. 3 - 8.@@Rudskoy A. I., Oryshchenko A. S., Kondrat'ev S. Yu. et al. Mechanisms and kinetics of phase transformations in refractory alloy 45Kh26N33S2B2 in long-term high-temperature holds. Part 1 // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 56, № 1 - 2. P. 3 - 8.

Рудской А. И., Кондратьев С. Ю., Анастасиади Г. П. и др. Механизм и кинетика фазовых превращений в жаропрочном сплаве 45Х26Н33С2Б2 при длительных высокотемпературных выдержках. Часть 2 // МиТОМ. 2014. № 3(705). С. 12 - 19.@@Rudskoy A. I., Kondrat'ev S. Yu., Anastasiadi G. P. et al. Mechanism and kinetics of phase transformations in refractory alloy 45Kh26N33S2B2 under long-term high-temperature holds. Part 2 // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 56, № 3 - 4. P. 124 - 130.

Le May I., Da Silveira T., Vianna C. Criteria for the evaluation of damage and remaining life in reformer furnace tubes // Int. J. Pressure Vessels Piping. 1996. V. 66, Is. 1. P. 233 - 241.

Ray A. K., Sinha S. K., Tiwari Y. N. et al. Analysis of failed reformer tubes // Eng. Failure Anal. 2003. V. 10, Is. 3. P. 351 - 362.

Ul-Hamid A., Tawancy H. M., Mohammed A.-R. I. et al. Failure analysis of furnace radiant tubes exposed to excessive temperature // Eng. Failure Anal. 2006. V. 13, Is. 6. P. 1005 - 1021.

Kaya A. A., Krauklis P., Young D. J. Microstructure of HK40 alloy after high temperature service in oxidizing/carburizing environment I. Oxidation phenomena and propagation of a crack // Mater. Charact. 2002. V. 49, Is. 1. P. 11 - 21.

Анастасиади Г. П., Кондратьев С. Ю., Рудской А. И. Избирательное высокотемпературное окисление фаз в литом жаропрочном сплаве системы 25Cr - 35Ni - Si - Nb - C // МиТОМ. 2014. № 8(710). С. 3 - 8.@@Anastasiadi G. P., Kondrat'ev S. Yu., Rudskoy A. I. Selective high-temperature oxidation of phases in a cast refractory alloy of the 25Cr - 35Ni - Si - Nb - C system // Met. Sci. Heat. Treat. 2014. V. 56, No. 7 - 8. P. 403 - 408.

Кондратьев С. Ю., Анастасиади Г. П., Рудской А. И. Наноструктурный механизм образования оксидной пленки в жаростойких сплавах на основе Fe - 25Cr - 35Ni // МиТОМ. 2014. № 10(712). С. 15 - 20.@@Kondrat'ev S. Yu., Anastasiadi G. P., Rudskoy A. I. Nanostructure mechanism of formation of oxide film in heat-resistant Fe - 25Cr - 35Ni superalloys // Met. Sci. Heat. Treat. 2015. V. 56, No. 9 - 10. P. 531 - 536.

Konosu S., Koshimizu T., Iijima T. et al. Evolution of creep-fatigue damage interaction in HK40 alloy // J. Mech. Design. 1993. V. 115, Is. 1. P. 41 - 46.

Gong J. M., Tu S. T., Yoon K. B. Damage assessment and maintenance strategy of hydrogen reformer furnace tubes // Eng. Failure Anal. 1999. V. 6, Is. 3. P. 143 - 153.

Nam S. W. Assessment of damage and life prediction of austenitic stainless steel under high temperature creep-fatigue interaction condition // Mater. Sci. Eng. A. 2002. V. 322. P. 64 - 72.

Tawancy H. M. Failure of a furnace outlet pipe in a benzene plant by internal oxidation due to improper welding practice // Eng. Failure Anal. 2009. V. 16, Is. 7. P. 2179 - 2185.

Allahkaram S. R., Borjali S., Khosravi H. Investigation of weldability and property changes of high pressure heat-resistant cast stainless steel tubes used in pyrolysis furnaces after a five-year service // Mater. Des. 2012. V. 33. P. 476 - 484.

Singhatham C., Eidhed K. Effect of carburizing on microstructure and weldability of 35Cr - 45Ni - Nb alloys in the ethylene heating furnace // Appl. Mech. Mater. 2016. V. 848. P. 39 - 42.

Кондратьев С. Ю., Пташник А. В., Анастасиади Г. П., Петров С. Н. Анализ превращений карбидных фаз в сплаве 25Cr35Ni методом количественной электронной микроскопии // МиТОМ. 2015. № 7(721). С. 36 - 43.@@Kondrat'ev S. Yu., Ptashnik A. V., Anastasiadi G. P., Petrov S. N. Analysis of transformations of carbide phases in alloy 25Cr35Ni by the method of quantitative electron microscopy // Metal Science and Heat Treatment. 2015. V. 57, № 7 - 8. P. 402 - 409.

Кондратьев С. Ю., Анастасиади Г. П., Петров С. Н. и др. Морфологические характеристики карбидов хрома в жаропрочных сплавах HP40NbTi в литом состоянии и после высокотемпературной выдержки // МиТОМ. 2016. № 1(727). С. 22 - 29.@@Kondrat'ev S. Yu., Anastasiadi G. P., Petrov S. N. et al. Morphological characteristics of chromium carbides in HP40NbTi refractory alloys in cast condition and after high-temperature holds // Met. Sci. Heat. Treat. 2016. V. 58, No. 1 - 2. P. 19 - 26.

Kondrat'ev S. Yu., Anastasiadi G. P., Petrov S. N., Ptashnik A. V. Kinetics of the formation of intermetallic phases in HP-type heat-resistant alloys at long-term high-temperature exposure // Metallurgical and Materials Transactions A. 2017. V. 48, Is. 1. P. 482 - 492.

Attarian M., Taheri A. K., Jalilvand S. et al. Microstructural and failure analysis of welded primary reformer furnace tube. made of HP-Nb micro alloyed heat resistant steel // Eng. Failure Anal. 2016. V. 68. P. 32 - 51.

Namjou A., Dehmolei R., Ashrafi A. A comparative study on direct and pulsed current gas tungsten arc welding of 25Cr - 35Ni heat resistant steel // Int. J. Nat. Eng. Sci. 2014. V. 8, Is. 3. P. 22 - 28.

Peasura P., Poopat B. Investigation into the influence of post-weld heat treatment on the microstructure and hardness of Inconel X-750 // Adv. Mech. Eng. 2015. V. 7, Is. 4. P. 1 - 11.

Mostafaei M., Shamanian M., Purmohamad H. et al. Increasing weldability of service-aged reformer tubes by partial solution annealing // J. Mater. Eng. Perform. 2016. V. 25, Is. 4. P. 1291 - 1303.

Guan K., Wang Q. Analysis of failed electron beam welds in ethylene cracking tubes // Eng. Failure Anal. 2011. V. 18, Is. 5. P. 1366 - 1374.

Reihani A., Razavi S. A., Abbasi E. et al. Failure analysis of welded radiant tubes made of cast heat-resisting steel // J. Fail. Anal. Prevent.2013. V. 13, Is. 6. P. 658 - 665.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2021.7.32-37

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024