Prestatieverschillen van Flenzen Gemaakt van Verschillende Materialen in Hoge-Temperatuur Omgevingen

De prestaties van flenzen bij hoge temperaturen variëren aanzienlijk afhankelijk van het gebruikte materiaal, met name wat betreft het behoud van de sterkte, de oxidatiebestendigheid, de kruipbestendigheid,thermische stabiliteitHieronder vindt u een analyse van de typische materialencategorieën:

1. Flangen van koolstofstaal (bv. Q235, 20# staal) Basiskeuze voor lage tot middelmatige temperaturen
Sterkteafbraak bij hoge temperaturen
Voor de verwerking van koolstofstaalflenzen is de temperatuur van de flenzen meestal lager dan 425°C. Bij een temperatuur van meer dan 350°C daalt de sterkte aanzienlijk (bijv.20°C: de slijtvastheid van staal daalt van 245 MPa bij kamertemperatuur tot 180 MPa bij 400°C)Bij een temperatuur van meer dan 450 °C ontstaat de spheroïdisering van de parelliet, wat leidt tot een grofheid van de korrels en uiteindelijk tot een scheur in de kruip.
Slechte oxidatiebestendigheid
Bij 500°C is de oxidatie vijf keer sneller dan bij 300°C.Blootstelling aan zwavel of waterdamp versnelt verder de corrosie.

2. Austenitische roestvrijstalen flenzen (304/316, enz.)
Betere sterkte bij hoge temperaturen en oxidatiebestendigheid
304 roestvrij staal kan tot 870°C weerstaan, terwijl 316L (met molybdeen) onder 650°C een goede sterkte (opbrengststerkte ≥ 120 MPa) behoudt.
De Cr2O3-oxidelaag (van 18-20% chroom) biedt een superieure oxidatieresistentie (bijv. 90% lagere oxidatiesnelheid dan koolstofstaal bij 800 °C).
Gevaren van hoge temperatuur
Sensitisatie (450-850°C): het neerslaan van carbide kan intergranulaire corrosie veroorzaken (verminderd door stabilisatiebehandelingen, bijvoorbeeld 321 roestvrij staal met titanium).
Beperkingen voor kruip: boven 650 °C versnelt de kruipdeformatie, waardoor de toegestane spanning wordt verlaagd (bijvoorbeeld 316L heeft bij 700 °C slechts 15% van zijn sterkte bij kamertemperatuur).

3. Duplex staalflenzen (2205, 2507, enz.) ¢ kosteneffectief voor corrosie bij hoge temperaturen
Intermediate High-Temperature Performance
2205 duplex staal is bruikbaar tot 300°C, terwijl super duplex 2507 tot 350°C kan worden gebruikt (kracht > 400 MPa bij 300°C, tweemaal die van 304 roestvrij staal).
Na 350 °C versnelt de afbraak van ferrietfasen, waardoor de kruipweerstand sneller afneemt dan bij austenitische staal.

4. Chroom-molybdeen staal flenzen (15CrMo, P91, enz.)
Verbeterde sterkte en kruipbestandheid
15CrMo (1-1,5% Cr, 0,5% Mo) werkt tot 550°C (kracht > 200 MPa bij 500°C).
P91 (9% Cr, 1% Mo) is langdurig bestand tegen 650 °C, met een kruipbreuksterkte die twee keer zo sterk is als die van 15CrMo (bijv. 100 MPa tegenover 40 MPa bij 600 °C gedurende 100.000 uur).

5. Flangen van nikkel-gebaseerde legeringen (Inconel 625, Hastelloy C-276 enz.) Ultieme oplossing voor extreme omstandigheden
Ongeëvenaarde prestaties bij hoge temperaturen
Inconel 625 behoudt > 100 MPa treksterkte bij 1093°C.
Hastelloy C-276 is bestand tegen oxidatie tot 1200°C, met een kruiplevensduur van meer dan 100.000 uur (bijv. 5x sterker dan 316L bij 800°C).
Weerstand tegen complexe corrosie
Met een hoog gehalte aan nikkel (≥ 50%), chroom (20-30%) en molybdeen (10-16%) is het bestand tegen:
Oxidatie, stresscorrosie en intergranulaire aanvallen in ruwe omgevingen (bijv. 650°C kolengasvormers met H2S/CO2).
Geschikt voor meer dan 20 jaar gebruik onder extreme omstandigheden zoals zwavelzuur bij hoge temperatuur of zwavelrijke olie/gas.