Solutionizing of IN 519 superalloy after long-term exposure

• Autorzy: Jasiński W.

Warianty tytułu

PL

Przesycanie nadstopu IN 519 po długotrwałej eksploatacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hydrogen used for ammonia synthesis in chemical plants is received as a result of endothermic thermal-catalytic decomposition of methane with water steam. The process is carried out in reformer pipes made from austenitic cast steel with nickel catalyst under pressure up to 4.0 MPa and temperature up to 900 °C [1]. The mechanical properties and phase composition of these tubes changed during a long service. The precipitation of intermetallic phases in alloyed austenite matrix and at grain boundaries are spheroidizated. The stable dendritic microstructure disappears. This results in a decrease of mechanical properties of the pipe material as well as in the intensification of creeping. In order to regenerate the tube material a solution heat treatment was applied. The author presents results of LMA, XRD and mechanical property investigation of IN 519 samples taken from a centrifugal cast pipe which worked in a catalytic reformer for 120760 hours and was solutionized.

PL

Wodór do syntezy amoniaku w zakładach chemicznych uzyskuje się w endotermicznym procesie cieplno-katalitycznego rozkładu metanu parą wodną pod ciśnieniem do 4 MPa w temperaturze do 900 stopni C. Proces prowadzi się w reformerze wykonanym z nadstopu IN 519 z rur odlewanych odśrodkowo i wypełnionych katalizatorem niklowym. Długotrwała eksploatacja powoduje przemiany fazowe i strukturalne w austenitycznej osnowie nadstopu: sferoidyzację wydzieleń faz międzymetalicznych oraz w eutektyce na granicach ziarn. Odlewnicza mikrostruktura dendrytyczna ulega zanikowi. Następuje koagulacja wydzieleń faz międzymetalicznych, powodując zmiany właściwości mechanicznych nadstopu IN 519, także intensyfikując proces pełzania. W celu regeneracji materiału rury (IN 519) prowadzono jego przesycanie. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych, metalograficznych i rentgenograficznych nadstopu IN 519 pobranego z rury po 120760 h eksploatacji i przesycaniu.

Słowa kluczowe

EN

reforming; IN 519 superalloy; phase transformation; solutionizing; G phase

PL

reformer; nadstop IN 519; przemiana fazowa; przesycanie; faza G

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 32, nr 1
• Strony: 69--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Jasiński W.

• Szczecin University of Technology, Institute of Materials Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin,

Bibliografia

• [1] J. R. ROSTRUP-NILSEN: Catalytic steam reforming. Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York-Tokyo 1984.
• [2] T. S. NIELSEN, K. RORBO: Metallographic investigation of catalyst tube from a reformer at shriram fertilisers and chemicals. Metallurgy Department, India, S-8205, 1982.
• [3] K. RORBO: Examination of a reformer catalyst tube from the Kota plant, Shriram Fertilizers & Chemials. Metallurgy Department, India, HTAS JOB NO. 23066-11-2, 1990-01-26.
• [4] A. BIEDUNKIEWICZ, W. JASIŃSKI, M. USTASIAK: Degradacja materiału rur katalitycznych reformingu. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 12(1993), 269-283.
• [5] M. USTASIAK, W. JASIŃSKI: Resztkowa trwałość urządzeń pracujących w podwyższonych temperaturach. Mat. konf. Naukowo-Technicznej „Nowe materiały – nowe technologie materiałowe w przemyśle okrętowym i maszyno-wym”, Szczecin-Świnoujście 1998, 247-252.
• [6] W. JASIŃSKI: Diagnostyka materiału rur katalitycznych reformera. Mat. 27 Konf. Badań Nieniszczących, Międzyzdroje 1998, Badania Nieniszczące, 3(1998), 119-123.
• [7] W. JASIŃSKI, M. USTASIAK: Zmiana właściwości materiału rur katalitycznych reformera. Inżynieria Materiałowa, 19(1999)6, 620-623.
• [8] M. USTASIAK, W.JASIŃSKI: Wpływ warunków eksploatacji na strukturę stopów 24/24Nb. Inżynieria Materiałowa, 20(2000)1, 28-32.
• [9] W. WYSIECKI, M. USTASIAK, W. JASIŃSKI: Regeneration of 24/24 Nb heat resistant steels after long-term service in the range of temperatures of σ phase formation. Advances in Manufacturing Science and Technology, 24(2000)4, 43-59.
• [10] W. JASIŃSKI: The changes of the reforming catalytic tubes material structures, Materiale Scence (Medźiagotyra), 4(2002)8, 399-402.
• [11] W. JASIŃSKI: Badanie wydzieleń w staliwie rur katalitycznych przy pomocy mikroskopu skaningowego. Archiwum Odlewnictwa, 9(2003)3, 260-265.
• [12] W. JASIŃSKI: Analiza fazowa materiału rur katalitycznych reformerów amoniaku, Inżynieria Materiałowa, 27(2003)6, 306-309.
• [13] W. JASIŃSKI, P. ZAWADA: Właściwości nadstopów IN 519 po przesycaniu. Archiwum Odlewnictwa, (2004)11, 216-221.
• [14] W. JASIŃSKI: Mikrostruktura nadstopów IN 519 po przesycaniu. Archiwum Odlewnictwa, (2004)12, 217-222.
• [15] W. JASIŃSKI, P. ZAWADA: Degradacja rur katalitycznych ze staliwa IN 519 w warunkach reformingu parowego. Inżynieria Materiałowa, 27(2006)3, 156-159.
• [16] L. H. ALMEIDA, A. F. RIBERIO, I. L. MAY: Microstructural characterization of modified 25Cr-35Ni centrifugally cast steel furnace tubes. Materials Characterization, 49(2003), 219-229.
• [17] W. JASIŃSKI: Solutionizing of IN 519 superalloys after long-term service. Advances in Manufacturing Science and Technology, 30(2006)4, 41-48.
• [18] J. RODRIGUEZ, S. HARO, A. VELASCO, R. COLAS: A metallographic study of aging in a cast heat-resisting alloy. Materials Characterization, 45(2000), 25-32.
• [19] W. JASIŃSKI, P. ZAWADA: Korelacja mikrostruktury i właściwości długotrwale eksploatowanych nadstopów IN 519 i H39WM. Badania Nieniszczące, (2006)11, 230-235.
• [20] W. JASIŃSKI, P. ZAWADA: Solutionizing of IN 519 superalloys after long-term service in the range of temperatures of σ phase formation. Acta Metallurgica Slovaca, 13(2007)1, 549-555.
• [21] Materiały reklamowe: Regeneracja rur katalitycznych Fe-Ni-Cr, Azoty Chorzów S.A. Holding, 1993.
• [22] B. MIKUŁOWSKI, Patent RP Nr 211806: Sposób regeneracji własności mechanicznych stopu Fe-Ni-Cr, 1992.