サーマルサイクルにおけるインコネル 600

インコネル 600 は、通常の動作条件下では本質的に熱疲労亀裂が発生しにくい性質があります。ニッケル含有量が高いため、優れた延性と靭性が得られ、熱膨張係数 (CTE) は多くのステンレス鋼と比較して比較的安定しています。ただし、過酷または長期にわたる熱サイクル環境では、いくつかのメカニズムが亀裂の原因となる可能性があります。

(1) 熱疲労亀裂

熱疲労は、加熱と冷却を繰り返すことによって周期的な熱応力が生じると発生します。主な要因には次のようなものがあります。

インコネル 600 と隣接する材料 (ステンレス鋼や炭素鋼のサポートなど) の間の膨張/収縮の差。

チューブ、管板、炉ハンガーなどの部品の膨張を抑制します。

-高温クリープと周期的応力が組み合わさり、微細構造の損傷が蓄積します。

このような条件下では、インコネル 600 は、特に溶接部や熱影響部 (HAZ) で熱疲労亀裂を発生させる可能性があります。-

インコネル 600 は、特定の環境、特に次の環境では粒界応力腐食割れ (IGSCC) が発生しやすいです。

高温水（原子力蒸気発生器など）-

腐食性環境 (NaOH、KOH)

塩化物-を含む環境

熱サイクルは次の原因で SCC を悪化させる可能性があります。

中間温度（約 600 ～ 700 度）でクロム-の劣化した粒界の形成（鋭敏化）を促進します。

亀裂の発生と伝播を促進する周期的な応力を誘発します。

冷却段階で微小亀裂への環境侵入を引き起こします。

インコネル 600 の SCC 感受性は原子力産業で十分に文書化されており、-原子力産業では過去に高温水中での熱サイクルが重大な亀裂問題を引き起こしました。-

溶接継手は、次の理由から特に脆弱です。

溶接部の残留応力は高くなります。

HAZ では結晶粒が成長し、延性が低下する可能性があります。

熱サイクルは溶接金属疲労と HAZ IGSCC を引き起こす可能性があります。

熱サイクル下でのインコネル 600 溶接部の一般的な亀裂の種類は次のとおりです。

溶接金属の高温割れ（凝固割れ）。

湿気による汚染が発生した場合の低温割れ（水素-）による割れ。

鋭敏化によるHAZ内の粒界亀裂。