鎳基合金管預防高溫損傷需要從選材、制造安裝、運行控制到運維監測形成全流程管控,結合其高溫服役中易出現的氧化、蠕變、熱疲勞等問題針對解決。
首先要精準匹配選材,根據具體高溫環境(如溫度區間、是否含硫釩等腐蝕性成分、壓力水平)選擇適配牌號,比如在高溫氧化為主的場景選用含鉻、鋁元素較高的合金(如 Inconel 625)增強氧化膜穩定性,在熱腐蝕風險高的燃油 / 燃氣環境則優先抗硫釩的牌號(如 Hastelloy X),從源頭提升抗高溫損傷能力。
制造與安裝環節需嚴格控制工藝,通過優化鍛造、軋制流程保證管材內部致密無疏松、夾雜等缺陷,避免這些缺陷成為后續蠕變的應力集中點;焊接后必須及時進行固溶處理或穩定化處理,消除焊接殘余應力和敏化區,防止高溫下應力疊加引發蠕變開裂,同時管道布局要充分考慮熱脹冷縮需求,合理設置膨脹節,減少溫度變化時的熱應力集中。
運行過程中需穩定工況控制,盡量避免頻繁的溫度波動,防止反復熱脹冷縮導致熱疲勞裂紋,嚴格將運行溫度、壓力控制在設計范圍內,不超溫超壓以減緩蠕變速率,同時控制介質成分,比如減少燃料中硫、釩含量,或對高溫介質進行預處理,降低熱腐蝕風險。
此外,還需加強運維監測與防護,定期采用超聲檢測監測管壁氧化減薄情況、渦流檢測排查內表面裂紋,及時發現蠕變鼓包、氧化層剝落等早期隱患,必要時可在管表面涂覆 aluminide 等高溫防護涂層,進一步增強抗高溫氧化和熱腐蝕能力,確保管材在高溫環境下長期穩定服役。