ท่อ Inconel 718 – เหมาะสำหรับเครื่องยนต์เจ็ทและระบบแรงดันสูง

Inconel 718 เป็นโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบมาสำหรับใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง โดยต้องการความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน และเสถียรที่อุณหภูมิสูง ประกอบด้วยนิกเกิล (50-55%) โครเมียม (17-21%) และเหล็กหลัก นอกจากนี้ Inconel 718 ยังมีโมลิบดีนัม นิโอเบียม และไทเทเนียมในปริมาณมาก ซึ่งมอบคุณสมบัติพิเศษให้กับโลหะผสม ท่อ Inconel 718 ได้รับการออกแบบโดยเฉพาะเพื่อตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของอุตสาหกรรม เช่น อากาศยาน การผลิตพลังงาน และกระบวนการเคมี ซึ่งชิ้นส่วนจำเป็นต้องทำงานได้อย่างเชื่อถือภายใต้สภาพความดันสูงและอุณหภูมิสูง

การผสมโลหะชนิดนี้ที่มีความแข็งแรงด้านแรงดึงสูง เสถียรต่อการเกิดความเหนื่อยล้าและทนต่อออกซิเดชันได้ดี และเชื่อมได้ง่าย ทำให้มันเป็นทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานที่สำคัญ เช่น เครื่องยนต์ النفั部副ัดและระบบแรงดันสูง Inconel 718 ท่อสามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและคุณสมบัติทางกลได้แม้ในสภาพการทำงานที่ท้าทายที่สุด รวมถึงอุณหภูมิสุดขั้วและความเครียดทางกลที่รุนแรง

การใช้งานของท่อ Inconel 718

ท่อ Inconel 718 ถูกใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายอุตสาหกรรมเนื่องจากความสามารถในการทนต่อสภาพที่รุนแรง การใช้งานหลักบางประการรวมถึง:

1. เครื่องยนต์ النفักรวมถึงเทอร์บินอากาศยาน: การใช้งานที่โดดเด่นที่สุดของท่อ Inconel 718 คือในเครื่องยนต์เจ็ท โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ท่อน้ำมันเชื้อเพลิง ระบบระบายความร้อน และห้องเผาไหม้ ความสามารถของท่อในการทนต่ออุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์ รวมถึงการต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน ทำให้สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในระยะยาว นอกจากนี้ ท่อ Inconel 718 ยังใช้ในเครื่องยนต์เทอร์บินสำหรับอากาศยานทางทหารและพาณิชย์ ซึ่งชิ้นส่วนเหล่านี้ต้องทนต่อแรงดันสูงและความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

2. ระบบแรงดันสูง: ท่อ Inconel 718 ถูกใช้อย่างแพร่หลายในระบบแรงดันสูง ซึ่งชิ้นส่วนจำเป็นต้องรักษาความสมบูรณ์ทางโครงสร้างภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง การใช้งานรวมถึงถังแรงดัน ระบบไฮดรอลิก และวาล์วที่ทำงานในโรงไฟฟ้า โรงงานแปรรูปเคมี และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่การคงที่ของแรงดันสูงในระยะยาวเป็นสิ่งสำคัญ

3. มอเตอร์จรวด: อุตสาหกรรมการบินอวกาศยังพึ่งพาท่อ Inconel 718 ในระบบขับเคลื่อนของจรวดเช่นกัน ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น เส้นทางสำหรับระบายความร้อน, ส่วนขยายของปากปล่อย และห้องเผาไหม้จำเป็นต้องใช้ท่อที่สามารถทนทั้งความร้อนและความดันสูงของมอเตอร์จรวดได้ Inconel 718 มีคุณสมบัติเด่นในเรื่องความสามารถในการทนสภาพแวดล้อมความดันสูงและแรงดึงจากความร้อนที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์จรวดขณะปล่อย

4. ก๊าซเทอร์ไบน์: ท่อ Inconel 718 ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในการผลิตก๊าซเทอร์ไบน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานสร้างพลังงานและการบินอวกาศ ท่อเหล่านี้มีความสำคัญในงานที่ต้องจัดการกับความดันสูงและอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน การต้านทานการคลานจากความร้อนและความเหนื่อยล้าทำให้มั่นใจได้ว่าจะมีความน่าเชื่อถือระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในใบพัดเทอร์ไบน์และระบบระบายความร้อนของห้องเผาไหม้

5. การแปรรูปเคมี: อุตสาหกรรมการแปรรูปเคมีใช้ท่อ Inconel 718 ในงานที่ต้องการความต้านทานต่อการกัดกร่อนและความร้อนสูง ตัวปฏิกรณ์เคมี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และระบบอื่นๆ ที่มีอุณหภูมิสูงจะได้ประโยชน์จากความสามารถของโลหะผสมในการรักษาความสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งวัสดุทั่วไปอาจเสียหายได้

6. การใช้งานทางทะเลและนอกชายฝั่ง: ท่อ Inconel 718 ยังถูกใช้ในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่ชิ้นส่วนถูกเปิดเผยต่อทั้งแรงดันสูงและการกัดกร่อนของน้ำทะเล เครื่องกำเนิดพลังงานทางทะเล เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และระบบเจาะน้ำมันและก๊าซจะได้ประโยชน์จากการต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเลและความสามารถในการทนต่อแรงดันและความร้อนสูงของ Inconel 718

เกรดและการกำหนดค่า

ท่อ Inconel 718 ผลิตตามเกรดและมาตรฐานเฉพาะเพื่อให้มั่นใจในความเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพสูง เกรดและข้อกำหนดหลัก ๆ ประกอบด้วย:

1. UNS N07718: การกำหนดมาตรฐานสำหรับ Inconel 718 ที่ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานที่มีอุณหภูมิและความดันสูง เกรดนี้ของท่อ Inconel 718 เป็นที่รู้จักจากความแข็งแรงสูง ความต้านทานต่อการเกิดออกไซด์และการกัดกร่อน และคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยมภายใต้อุณหภูมิสูง

2. AMS 5596: สเปคIFICATIONนี้ครอบคลุมท่อ Inconel 718 แบบไร้ตะเข็บสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบิน อุปกรณ์นี้ใช้ในเครื่องยนต์ النفั่งและมอเตอร์จรวดที่ความแข็งแรงสูง การต้านทานการ-fatigue และความสามารถในการทนอุณหภูมิและความดันสูงเป็นสิ่งสำคัญ

3. AMS 5589: สเปคIFICATIONระดับการบินอีกประเภทหนึ่งสำหรับท่อ Inconel 718 ซึ่งใช้หลักในระบบทำความเย็นของเครื่องยนต์เทอร์ไบน์ ออกแบบมาสำหรับชิ้นส่วนที่เผชิญกับอุณหภูมิและความดันสูง เพื่อให้มีความน่าเชื่อถือและความทนทานยอดเยี่ยม

4. DIN 2.4668: เทียบเท่าในยุโรปของ UNS N07718 เกรดนี้ใช้ทั่วไปในอุตสาหกรรมการบินและภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการวัสดุที่มีความแข็งแรงทางกลและต้านทานความร้อนและการกัดกร่อนสูง

กระบวนการผลิตท่อ Inconel 718

การผลิตท่อ Inconel 718 ประกอบด้วยขั้นตอนการผลิตที่ควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติทางกลของวัสดุยังคงอยู่และท่อสามารถตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมการบินและแอปพลิเคชันที่มีแรงดันสูง:

1. การหลอมและการผสมโลหะ: กระบวนการผลิตเริ่มต้นด้วยการหลอมวัสดุดิบที่มักทำในเตาหลอมแบบสุญญากาศหรือเตาอาร์กไฟฟ้า การนี้จะช่วยให้วัสดุมีองค์ประกอบทางเคมีที่เหมาะสม เช่น นิกเกิล โครเมียม โมลิบดีนัม นิโอเบียม และไทเทเนียม เพื่อให้ได้คุณสมบัติตามที่ต้องการ เช่น ความแข็งแรงสูง ต้านทานการออกซิเดชัน และต้านทานการ-fatigue

2. การหล่อ: หลังจากที่โลหะผสมถูกหลอมแล้ว จะถูกหล่อเป็นแท่งหรือก้อน ingots กระบวนการหล่อนี้จะช่วยให้วัสดุมีความสม่ำเสมอ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตท่อที่จะใช้งานในสถานการณ์ที่มีแรงกดดันสูง

3. การแปรรูปด้วยความร้อน: แท่งที่หล่อแล้วจะถูกนำไปผ่านกระบวนการความร้อนและแปรรูปโดยปกติจะใช้วิธีการขึ้นรูปเพื่อสร้างรูปทรงกระบอก การนี้จะช่วยปรับปรุงโครงสร้างของผลึกโลหะผสมและเพิ่มสมบัติกล เช่น ความแข็งแรงและความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

4. การสร้างท่อแบบไร้รอยต่อ: ท่อ Inconel 718 มักถูกผลิตในรูปแบบท่อแบบไร้รอยต่อ ซึ่งหมายความว่ามันถูกสร้างขึ้นโดยไม่มีตะเข็บเชื่อม โดยทำผ่านกระบวนการบีบอัดหรือเจาะด้วยแรงหมุน ตามด้วยการยืดท่อ ท่อแบบไร้รอยต่อเป็นที่นิยมใช้ในแอปพลิเคชันที่มีแรงดันสูง เนื่องจากลดความเสี่ยงของจุดอ่อนที่อาจทำให้วัสดุแตกหักได้

5. การแปรรูปแบบเย็น: ในบางกรณี การแปรรูปแบบเย็น เช่น การลากหรือการ pilgering จะถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ขนาดสุดท้ายและเพิ่มความเรียบเนียนของผิวท่อ การแปรรูปแบบเย็นยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุโดยการปรับปรุงโครงสร้างเม็ดโลหะ

6. การบำบัดด้วยความร้อน: หลังจากการสร้างท่อแล้ว จะถูกนำไปผ่านกระบวนการบำบัดด้วยความร้อน ซึ่งมักจะเป็นกระบวนการ solution annealing ตามด้วยการอบแก่ Solution annealing ช่วยบรรเทาความเครียดที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการสร้าง ในขณะที่การอบแก่ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของโลหะผสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูง การบำบัดนี้มีความสำคัญต่อการบรรลุคุณสมบัติทางกลที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง

7. การขัดแต่งและการตรวจสอบ: หลังจากการบำบัดความร้อน ท่อ Inconel 718 จะถูกประมวลผลเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ขนาดและผิวสัมผัสสุดท้ายตามที่ใช้งานเฉพาะเจาะจง อาจรวมถึงการบำบัดผิวเพื่อลดออกซิเดชันหรือเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบอย่างละเอียดสำหรับข้อบกพร่องภายในหรือความไม่สม่ำเสมอโดยใช้วิธีการ เช่น การทดสอบเสียงอัลตราโซนิกหรือการตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์

8. การควบคุมคุณภาพ: มีมาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าท่อตรงตามข้อกำหนดที่แม่นยำในเรื่องความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อน และคุณสมบัติทางกล การทดสอบแรงดึง การทดสอบความดัน และการตรวจสอบมิติเป็นขั้นตอนปกติเพื่อยืนยันว่าผลิตภัณฑ์สุดท้ายพร้อมใช้งานในงานอุตสาหกรรมการบินหรือการใช้งานภายใต้แรงดันสูง

ข้อกำหนดของผู้ใช้

ผู้ใช้ท่อ Inconel 718 มักมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเนื่องจากธรรมชาติของการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพสูง ข้อกำหนดที่พบบ่อยที่สุดจากผู้ใช้ประกอบด้วย:

1. ความแข็งแรงสูงและความต้านทานการ-fatigue: ท่อ Inconel 718 ต้องมีความแข็งแรงในการดึงและต้านทานการ-fatigue อย่างยอดเยี่ยมเพื่อทนต่อแรงเครียดทางกลที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์ النفัสถ่าน เครื่องยนต์จรวด และระบบความดันสูง ท่อต้องรักษาคุณสมบัติทางกลไว้ได้แม้ภายใต้เงื่อนไขการโหลดแบบพลวัตและการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน

2. ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง: Inconel 718 ถูกเลือกเพราะความสามารถในการทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 700°C (1290°F) ซึ่งพบได้ทั่วไปในเครื่องยนต์เจ็ตและกังหันก๊าซ ท่อต้องรักษาความแข็งแรง หลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพจากความร้อน และต้านทานการเกิดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูงเหล่านี้

3. ความต้านทานการกัดกร่อนและการออกซิเดชัน: ชิ้นส่วนในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงมักจะถูกเปิดเผยต่อองค์ประกอบที่กัดกร่อน ไม่ว่าจะเป็นในงานด้านอวกาศ เรือ หรือการประมวลผลเคมี ท่อ Inconel 718 ต้องให้ความต้านทานที่ยอดเยี่ยมต่อการกัดกร่อนทั่วไปและการกัดกร่อนในรูปแบบเฉพาะ เช่น การกัดกร่อนแบบจุดหรือการกัดกร่อนในรอยต่อ

4. ความแม่นยำและความถูกต้องของขนาด: ผู้ใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและอวกาศต้องการให้ท่อ Inconel 718 ถูกผลิตขึ้นตามขนาดที่แม่นยำ โดยมีขอบเขตความคลาดเคลื่อนที่แคบ เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้และความปลอดภัยในการรวมเข้ากับระบบที่ซับซ้อน วัสดุต้องผ่านมาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวดเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้

5. ความสามารถในการเชื่อมและการผลิตที่สะดวก: ท่อ Inconel 718 ต้องสามารถเชื่อมและสร้างเป็นรูปร่างตามที่ต้องการได้อย่างง่ายดาย ความสามารถในการเชื่อมที่ดีของโลหะผสมนี้ทำให้สามารถนำมาใช้ในการผลิตโครงสร้างและชิ้นส่วนที่ซับซ้อนโดยไม่ลดทอนความแข็งแรงหรือความต้านทานการกัดกร่อน