Waarom mislukken warmtebehandelingsinstallaties?

I. Belangrijkste storingsvormen en oorzaken van warmtebehandelingsinstallaties

1. Thermische vermoeidheid (meest voorkomende storing)

• Manifestatie: netverscheuringen, met name bij scherpe hoeken en lassen.
• Oorzaken:

• • Cyclische thermische spanning door herhaald snel verwarmen en koelen.
  • Onvoldoende thermische vermoeidheid van het materiaal.
  • Onredelijke constructie (stressconcentratie).

2. Hoogtemperatuurschuivende vervorming

• Manifestatie: verzakking, buiging, permanente vervorming van de armature.
• Oorzaken:

• • Duurzame belasting bij hoge temperaturen gedurende lange perioden.
  • Onvoldoende hoge temperatuursterkte van het materiaal.
  • Overbelasting of lokale oververhitting.

3Oxidatie en corrosie

• Manifestatie: oppervlakte schilfering, splitsing, dunner worden, broos worden.
• Oorzaken:

• • Hoogtemperatuur oxidatie (schalenvorming).
  • Atmosfeercorrosie (verkoeling, nitridatie, sulfide-aanval).
  • Corrosie door zoutbaden of blusmiddelen.

4. Mechanische schade

• Manifestaties: botten, schrammen, breuken.
• Oorzaken:

• • Het omgaan met botsingen.
  • Onjuist laden van het werkstuk.
  • Storing of gewelddadige verwijdering.

5Fase-transformatie en afbraak van de microstructuur

• Manifestatie: Materiaalbrekbaarheid, sterke afname van de sterkte.
• Oorzaken:

• • Langdurig gebruik binnen gevoelige temperatuurbereiken (bijv. 475°C gebreekbaarheid).
  • Voorzetting van schadelijke fasen (sigmafase, carbideaggregatie).

II. Belangrijkste vragen en antwoorden over materiaalkeuze

V1: Hoe selecteer ik het materiaal van de armaturen op basis van de werktemperatuur?

• ≤ 600°C: zacht staal, laaggelegeerd staal (bv. Q235, 16Mn) is voldoende.
• 600-900°C: warmtebestendige staal van middelmatige legering (bijv. 1Cr18Ni9Ti, 309S).
• 900-1100°C: hooggelegeerd warmtebestendige staal (bijv. 310S, 330, 253MA).
• 1100-1200°C: legeringen op basis van nikkel (bijv. Inconel 600/601/617).
• > 1200°C: keramiek, siliciumcarbide, molybdeenlegeringen (opmerking: bescherming tegen oxidatie vereist).

V2: Wat zijn de speciale materialenvereisten voor verschillende warmtebehandelingsprocessen?

• Verkooling/Carbonitriding:
• • Vermijd legeringen met een hoog nikkelgehalte (die gevoelig zijn voor roetvorming).
  • De voorkeur wordt gegeven aan chroom-mangan-stikstofstaal (bijv. ZG4Cr25Ni20Si2).
• Vacuümwarmtebehandeling:
• • Materialen met lage dampdruk (vermijd elementen zoals Zn, Cd, Pb).
  • Materiaal met een hoge zuiverheid en een lage uitgassing.
• Warmtebehandeling met zoutbad:

• • Corrosiebestendige materialen tegen gesmolten zouten (bijv. Inconel 600).
  • Denk aan de samenstelling van zoutbad (chloride, nitraat, cyanidezouten, enz.).

V3: Hoe kan ik kiezen tussen gegoten en gesmeed materiaal?

III. Belangrijkste vragen en antwoorden over onderhoud

V4: Hoe kan de levensduur van de armaturen tijdens dagelijks gebruik worden verlengd?

1Voorverwarmingsprocedure:

• Nieuwe of koude armaturen moeten in fasen worden voorverhit (bijv. elk 1 uur bij 200°C, 500°C, 800°C).
• Vermijd het rechtstreeks in een hoge-temperatuuroven plaatsen van koude armaturen.

2- Laadspecificaties:

• Verdeel de belasting gelijkmatig, vermijd puntoverschrijdingen.
• Er moet een voldoende afstand worden gehouden tussen het werkstuk en de bevestiging en tussen de werkstukken (aanbevolen ≥ 10 mm).
• Leg zware werkstukken onderaan, lichte bovenop.

3Temperatuurcontrole:

• Verbod op het overschrijden van de maximale gebruikstemperatuur van het armaturemateriaal.
• Vermijd langdurig vasthouden bij kritieke temperatuurbereiken.

V5: Op welke belangrijke punten moet bij routinemateriaalinspectie worden gekeken?

Dagelijkse controle:
√ Oxidatie van het oppervlak (abnormale spalling?)
√ Zichtbare vervorming (meting met rechte rand, klemmen)
√ scheuren (met name op lassen, scherpe hoeken)

Wekelijkse controle:
√ Dimensionale nauwkeurigheid (kritische locatie-afmetingen)
√ losheid van de verbindingen
√ Integriteit van hangers en opheffingsbalken

Maandelijkse controle:
√ Uitgebreide afmetingscontrole (tegenover de oorspronkelijke tekening)
√ Penetranttesten op microkraaks
√ Beoordeling van het draagvermogen (indien nodig belastingtest)

V6: Wat zijn de haalbare methoden voor het repareren van armaturen?

• Reparatie van lassen:

• • Gebruik gespecialiseerde hittebestendige laselektroden (bijv. A402, A407, NiCrFe-3).
  • Voorverwarmen tot 300-400°C, langzaam afkoelen na het lassen.
  • Geschikt voor niet-kritieke gebieden en kleine scheuren.
• Verbetering van het oppervlak:

• • Aluminiseren, chromiseren (verbetert de oxidatieweerstand).
  • Thermische spuitkeramische coatings (Al2O3, ZrO2).
  • Plasma overgedragen boog (PTA) hard facing.
• Mechanische reparatie:

• • Het rechtzetten van vervormde onderdelen (vervolgens eerst gluren).
  • Plaatselijke versterking (lasversteker).
  • Opmerking: De draagkracht van gerepareerde armaturen moet opnieuw worden beoordeeld.

V7: Wanneer moet een armature worden gesloopt?

Stop onmiddellijk met het gebruik als een van de volgende verschijnselen optreedt:

1. Structurele scheuren: scheuren of scheuren met een doorsnee dikte van > 10 mm in kritieke gebieden.
2. Ernstige vervorming: rechtheidsafwijking > 1/100 van de totale lengte of die de plaatsing van het werkstuk beïnvloedt.
3. Overmatige verdunning: sectieverlies als gevolg van oxidatie/corrosie > 30% van de oorspronkelijke dikte.
4. Verlies van prestaties: onmogelijkheid om aan de vereisten van het proces te voldoen (bijv. uniformiteit, koelsnelheid).
5. Veiligheidsgevaar: elke zichtbare barst of permanente vervorming van heftoestellen.

IV. Aanbevelingen voor economisch beheer

Tabel voor het beheer van de levenscyclus van de installatie

V. Referentietabel voor snelle materiaalkeuze