Kādas ir kritiskās metināšanas prasības ASTM B407 UNS N08810 spiedtvertņu caurulēm?

1. J: Kas ir ASTM B407 UNS N08810 un kāpēc tas ir paredzēts lietošanai spiedtvertnēs?

A:ASTM B407 ir standarta specifikācija bezšuvju niķeļa-dzelzs-hroma sakausējuma caurulēm, un UNS N08810 (Incoloy 800H) ir īpaša kategorija, kas optimizēta augstas temperatūras spiedtvertņu apkalpošanai. Šīs kombinācijas izpratne ir būtiska pareizai materiālu izvēlei naftas ķīmijas un elektroenerģijas ražošanas nozarēs.

ASTM B407 pārskats:Šī specifikācija attiecas uz bezšuvju caurulēm, kas izgatavotas no niķeļa-dzelzs-hroma sakausējumiem, kas izgatavotas ar ekstrūzijas vai caurduršanas palīdzību, kam seko aukstā vilkšana vai aukstā velmēšana. Bezšuvju ražošanas process novērš jebkādu garenvirziena metināšanas šuvi, nodrošinot vienmērīgu sienas biezumu, nemainīgas mehāniskās īpašības un labāku spiedienu{3}}ieturēšanas spēju salīdzinājumā ar metinātām caurulēm. Spiedientvertnēs metināšanas šuves neesamība novērš iespējamo atteices rašanās vietu un ļauj izmantot metināšanas savienojuma kvalitātes koeficientu 1,00 spiediena projektēšanas aprēķinos (pret 0,85 metinātām caurulēm).

UNS N08810 (Incoloy 800H):Šī šķirne ir īpaši izstrādāta augstas{0}}temperatūras šļūdes pakalpojumam. Tās galvenās īpašības ietver:

Kontrolēts oglekļa saturs:0,05–0,10% (norādīts minimums, atšķirībā no standarta 800, kuram ir tikai maksimums)

Šķīduma atkausēšanas temperatūra:Vismaz 2100°F (1149°C), ievērojami augstāka par standarta 800

Graudu izmērs:ASTM Nr

Alumīnijs un titāns:0,15–0,60% katrs, nodrošinot nokrišņu pastiprināšanu ekspluatācijas laikā

Kāpēc N08810 spiedtvertnēm:Spiedientvertnes, kas darbojas paaugstinātā temperatūrā (parasti 1100–1600 °F / 593–871 °C), saskaras ar ilgstošu loka spriegumu no iekšējā spiediena. Šādos apstākļos laika -atkarīgā deformācija (šļūde) kļūst par konstrukcijas-ierobežojošo faktoru. Standarta austenīta nerūsējošais tērauds (304H, 316H, 310H) šajās temperatūrās ātri mīkstina un tiem ir nepietiekama šļūdes izturība. UNS N08810 piedāvā:

Šļūdes{0}}pārrāvuma izturība:Aptuveni 2–3 reizes augstāks par 310H pie 1500 °F (816 °C)

Oksidācijas izturība:Lielisks līdz 1800 °F (982 °C), pateicoties 19–23% hroma

Karburizācijas pretestība:Pārspēj nerūsējošo tēraudu 30–35% niķeļa satura dēļ

Termiskā stabilitāte:Nav sigma fāzes trausluma, atšķirībā no nerūsējošā tērauda ar augstu{0}}hroma saturu

Koda atpazīšana:ASME katlu un spiedtvertņu koda II sadaļas D daļā ir norādītas UNS N08810 pieļaujamās sprieguma vērtības temperatūrā līdz 899 °C (1650°F) ilgstošai darbībai. Šī koda atpazīšana ir būtiska spiedtvertņu konstrukcijai, jo tā nodrošina juridiski izpildāmas projektēšanas vērtības.

Lietojumprogrammu piemēri:Ūdeņraža riformera izplūdes kolektori (1500°F / 816°C, 300–500 psi), etilēna krekinga pārvades līnijas apmainītāji (1600°F / 871°C, 400–600 psi), amonjaka rūpnīcas atkritumu siltuma katlu caurules un augstas -temperatūras naftas ķīmijas procesa cauruļvadi.

2. J: Kādas ir ASTM B407 īpašās prasības UNS N08810 spiedtvertņu caurulēm?

A:ASTM B407 nosaka visaptverošas prasības attiecībā uz ķīmiju, mehāniskajām īpašībām, termisko apstrādi un testēšanu, kas ir īpaši svarīgas spiedtvertņu apkalpošanai. Izpratne par šīm prasībām nodrošina, ka iegādātā caurule atbilst koda un dizaina specifikācijām.

Ķīmiskais sastāvs (obligāts):

Kritiskā piezīme spiedtvertnēm:Oglekļa satura diapazons (0,05–0,10%) ir galvenā atšķirība starp N08810 (800H) un N08800 (800). Spiedientvertnēm virs 1100°F minimālā oglekļa specifikācija nodrošina atbilstošu šļūdes izturību. MTR ir jādokumentē oglekļa saturs; Ar “0,10% max” vien nepietiek{10}}faktiskajai vērtībai jābūt ≥0,05%.

Mehānisko īpašību prasības:

Šīs vērtības ir minimālās. Faktiskās vērtības parasti ir augstākas (piemēram, tecēšanas robeža bieži ir 35–45 ksi). Spiedientvertnes projektēšanā minimālo noteikto tecēšanas robežu (30 ksi) izmanto pieļaujamā sprieguma aprēķiniem, ja vien faktiskās testa vērtības nav augstākas un kods atļauj tās izmantot.

Termiskās apstrādes prasības (kritiski N08810):

Šķīduma atkausēšanas temperatūra:2100°F (1149°C) minimums

Aiztures laiks:Pietiekami, lai nodrošinātu vienmērīgu temperatūru visā caurules sienā

Dzesēšanas metode:Ātra dzesēšana (ūdens dzēšana vai ātra gaisa dzesēšana)

Iegūtais graudu izmērs:ASTM Nr. 5 vai labāks

Šķīduma atkausēšanas temperatūra ir jādokumentē MTR. Ja nav dokumentētas minimālās temperatūras 2100 °F, materiāls nevar tikt sertificēts kā N08810 neatkarīgi no ķīmiskās sastāva.

Testēšanas prasības spiedientvertnēm:

Lai nodrošinātu atbilstību spiedtvertnes kodam:Bieži tiek noteikta papildu pārbaude:

Rentgena izmeklēšana (RT):Kritiskiem lietojumiem var būt nepieciešams 100% caurules garuma

Ultraskaņas izmeklēšana (UT):Biezām -sienas caurulēm atbilstoši ASME V sadaļai

Trieciena pārbaude:Kuģiem, kas pakļauti zemas -temperatūras iedarbināšanai vai termiskajam triecienam, var tikt noteikta Charpy V-iecirtuma trieciena pārbaude.

Izmēru pielaides (atbilstoši ASTM B407):

Spiedientvertņu lietojumiem bieži tiek norādītas stingrākas pielaides (piemēram, ±0,010 collas uz ārējā diametra, lai saderētu ar atlokiem vai veidgabaliem).

3. J: Kā UNS N08810 caurule tiek izmantota ASME spiedtvertņu konstrukcijā?

ASME koda atpazīšana:UNS N08810 (Incoloy 800H) ir pilnībā atzīts ASME katlu un spiedtvertņu kodeksā, kas ir juridiskais standarts spiedtvertņu konstrukcijai lielākajā daļā jurisdikciju visā pasaulē. Attiecīgās sadaļas ir:

ASME II sadaļa, D daļa– Nodrošina pieļaujamās sprieguma vērtības (S) N08810 temperatūrā līdz 1650 °F (899 °C)

ASME VIII sadaļa, 1. nodaļa– Spiedientvertņu konstrukcijas noteikumi, tostarp projektēšanas formulas, izgatavošana, pārbaude un testēšana

ASME I sadaļa- Jaudas katlu lietojumiem (pārkarsētāja caurules, kolektori)

ASME B31.3– Procesa cauruļvadiem (lai gan uz kuģiem attiecas VIII sadaļa)

Pieļaujamās spriedzes vērtības (vienkāršoti):

Šīs vērtības ir balstītas uz šļūdes-pārraušanas izturību un ir ievērojami augstākas nekā standarta 800 vai 310H nerūsējošajam tēraudam virs 1200 °F.

N08810 spiedtvertņu konstrukcijas apsvērumi:

Creep kā dizaina pamats:Virs aptuveni 1100°F (593°C) pieļaujamo spriegumu nosaka šļūdes -plīsuma izturība (vidējais spriegums, kas izraisa plīsumu 100 000 stundu laikā temperatūrā), nevis tecēšanas spēks. Dizaineriem jāizmanto zemākā no:

2/3 no vidējā stresa izraisīt plīsumu 100 000 stundu laikā vai

90% no vidējā stresa rada 1% šļūdes deformāciju 100 000 stundu laikā

Attiecībā uz N08810 pie 1500°F regulē šļūdes-pārrāvuma kritērijs, kas nodrošina S=2.4 ksi.

Sienas biezuma aprēķins (vienkārša plānas{0}}sienas formula):

t=(P × R) / (S × E - 0.6P) + korozijas pielaide

Kur:

t=nepieciešamais sienas biezums (collas)

P=projektētais spiediens (psi)

R=iekšējais rādiuss (collas)

S=pieļaujamais stress no ASME II-D (ksi)

E=metināto savienojumu kvalitātes koeficients (1,00 bezšuvju ASTM B407 caurulei)

Piemērs:10 collu OD caurulei pie 1500 °F, 500 psi projektētais spiediens:

R ≈ 5 collas (10 collu OD, aptuvenā siena)

S=2.4 ksi (pie 1500 °F)

E = 1.00

t=(500 × 5) / (2400 × 1.00 - 0.6 × 500) ≈ 1,04 collas + korozijas pielaide

Korozijas pielaide:Apkalpošanai augstā-temperatūrā aprēķinātajam sienas biezumam tiek pievienots korozijas/oksidācijas pielaide (parasti no 1/16 līdz 1/8 collas / 1,6–3,2 mm), lai ņemtu vērā metāla zudumus oksidēšanās vai pārkaršanas rezultātā tvertnes projektētajā kalpošanas laikā (parasti 20–30 gadi).

ASME kuģu izgatavošanas apsvērumi:

Metināšana:N08810 pieprasa kvalificētas procedūras saskaņā ar ASME IX iedaļu. Pildmetāls parasti ir ERNiCr-3. Pēc-metinājuma termiskā apstrāde nav obligāta, taču tā var būt nepieciešama vissmagākajai šļūdes darbībai (pilna šķīduma atkvēlināšana pie vismaz 2100 °F — tas ir reti praktiska ražošanai uz lauka).

Veidošana:Aukstā formēšana ir pieņemama, bet tai jāseko šķīduma atkausēšanai, ja deformācija pārsniedz 15–20% (lai izvairītos no atlikušajiem spriegumiem un iespējamiem šļūdes bojājumiem). Karstā formēšana tiek veikta 2100–2200 ° F (1149–1204 ° C) temperatūrā, kam seko ātra dzesēšana.

Pārbaude:ASME VIII sadaļa pieprasa 100% radiogrāfisku visu spiedtvertņu sadurmetinājumu pārbaudi vairumam ekspluatācijas apstākļu. Sprauslām un stiprinājumiem var būt nepieciešama papildu NDE (krāsu caurlaide, ultraskaņa).

Apzīmogošana:Pabeigtajām tvertnēm jābūt apzīmogotām ar ASME U (vai S) simbolu, kā arī ražotāja nosaukumu, projektēto spiedienu/temperatūru un N08810 materiāla apzīmējumu.

4. J: Kādas ir kritiskās metināšanas prasības ASTM B407 UNS N08810 spiedtvertņu caurulēm?

A:ASTM B407 UNS N08810 cauruļu metināšanai spiedtvertņu apkalpošanai ir nepieciešamas kvalificētas procedūras, kas saglabā sakausējuma šļūdes izturību un izturību pret koroziju. Atšķirībā no daudziem nokrišņiem{3}}cietinošiem sakausējumiem, N08810 var veiksmīgi metināt bez obligātas pēc-metināšanas termiskās apstrādes, taču siltuma padeves kontrole ir ļoti svarīga.

Pildvielas metāla izvēle (ASME IX sadaļa kvalificēta):

Nekad neizmantojietnerūsējošā tērauda pildvielas (308L, 309L, 310H, 316L)-tie veido atšķaidīšanas zonas ar zemāku šļūdes stiprību un atšķirīgām termiskās izplešanās īpašībām, kā rezultātā rodas termiskā noguruma kļūme.

Siltuma padeves kontrole (kritiska N08810):Incoloy 800H nodrošina savu šļūdes pretestību, pateicoties smalkgraudainajai struktūrai (ASTM Nr Pārmērīga siltuma padeve metināšanas laikā rupjina graudu struktūru karstuma -ietekmētajā zonā (HAZ), samazinot lokālo šļūdes izturību un radot iespējamu atteices sākuma vietu.

Maksimālā caurlaides temperatūra:200 °F (93 °C)

Siltuma ievades diapazons:25–45 kJ/collā (10–18 kJ/cm)

Tehnika:Tikai stīgu krelles (bez aušanas)

Plānām sienām (<0.125"):Izmantojiet GTAW ar minimālu siltuma padevi

Iepriekšēja-metinājuma sagatavošana:

Notīriet metināšanas zonu ar acetonu vai speciālu nerūsējošā tērauda suku

Izmantojiet slīpripas, kas paredzētas niķeļa sakausējumiem,{0}}nekad neizmantojiet oglekļa tērauda slīpripas

Noņemiet visus sēra, fosfora un zemas -kušanas-punkta piesārņotājus

For thick walls (>0,5 collas), uzkarsē līdz 200–300 °F (93–149 °C), lai samazinātu termiskos gradientus

Metināšanas procesi:

GTAW (gāzes volframa loka metināšana):Vēlams sakņu caurlaidei un plānām sienām

SMAW (ekranēta metāla loka metināšana):Pieņemams aizpildīšanai ar ENiCrFe-2 elektrodiem

GMAW (gāzes metāla loka metināšana):Pieņemams, taču nepieciešama rūpīga siltuma padeves kontrole

Apsvērumi pēc-metināšanas termiskās apstrādes (PWHT):

Parasti nav nepieciešamsspiedtvertnēm raksturīgajiem sieniņu biezumiem (līdz 2 collām / 50 mm)

Maksimālai šļūdes izturībai:Pilna šķīduma atkvēlināšana vismaz 2100 °F (1149 °C) temperatūrā, kam seko ātra dzesēšana -reti praktiski gatavo traukiem

Stresa mazināšana (zemāka temperatūra):Nav ieteicams; var izraisīt karbīda nokrišņus, neatjaunojot graudu struktūru

ASME IX sadaļas kvalifikācijas prasības:

Procedūras kvalifikācijas ieraksts (PQR):Jādokumentē stiepes, lieces un (šļūdes pakalpojumam) paaugstinātas{0}}temperatūras pārbaude

Metinātāja veiktspējas kvalifikācija (WPQ):Veikts uz N08810 vai līdzvērtīga materiāla

Cietības pārbaude:Parasti nav nepieciešams attiecībā uz N08810, bet var norādīt rūgtajam pakalpojumam (NACE MR0175), ja piemērojams

Biežākie metināšanas defekti un to novēršana:

Karstā plaisāšana:Novērš zemu siltuma padevi, tīrus apstākļus, ERNiCr-3 pildvielu

Mikrofissūra HAZ:Izvairieties no stipras stiprinājuma{0}}pielāgošanas

Šļūdes izturības zudums HAZ:Kontrolēt starpplūsmas temperatūru; apsveriet metināšanas šķīduma pēc-atlaidināšanu kritiskiem lietojumiem

Sakņu oksidēšana (cukurošana):Caurules ID izmantojiet inertās gāzes attīrīšanu

Pārbaudes prasības spiedtvertņu metinātajām šuvēm:

100% radiogrāfiskā izmeklēšana (RT):Atbilstoši ASME V sadaļai lielākajai daļai spiedtvertņu sadurmetinājumu

Krāsas caurlaidības pārbaude (PT):Virsmas plaisām, stiprinājumiem un remontam

Ultraskaņas pārbaude (UT):Biezām{0}}sienu caurulēm, kur RT nav praktiska

5. J. Kādas ir galvenās iepirkuma specifikācijas un koda atbilstības apsvērumi ASTM B407 UNS N08810 spiedtvertņu caurulēm?

A:ASME spiedtvertņu konstrukcijai paredzēto ASTM B407 UNS N08810 cauruļu iegādei rūpīgi jāpievērš uzmanība materiālu sertifikācijai, izsekojamībai un papildu prasībām. Trūkstoša vai nepareiza dokumentācija var aizkavēt projekta pieņemšanu un prasīt dārgu pārstrādi.

Obligātās iepirkuma prasības ASME atbilstībai:

1. Materiāla specifikācija:"Bezšuvju caurules jāražo atbilstoši ASTM B407/ASME SB407, UNS N08810 (Incoloy 800H)." Ņemiet vērā apzīmējumu "ASME SB407"{6}}tas norāda, ka materiāls ir pieņemams ASME koda izveidei (identiski ASTM, bet ar ASME prefiksu).

2. Termiskās apstrādes pārbaude:MTR ir jādokumentē:

Šķīduma atkausēšanas temperatūra: vismaz 2100 °F (1149 °C).

Turiet laiku temperatūrā

Dzesēšanas metode: ūdens dzēšana vai ātra gaisa dzesēšana

Graudu izmērs: ASTM Nr{0}} vai smalkāks (mikrogrāfa vai graudu izmēra mērījums)

3. Ķīmiskā pārbaude:MTR ir jāuzrāda:

Ogleklis: 0,05–0,10% (faktiskā vērtība, nevis tikai "0,10% max")

Alumīnijs: 0,15–0,60%

Titāns: 0,15–0,60%

Visi pārējie elementi atbilst UNS N08810 prasībām

4. Mehāniskā pārbaude:MTR ir jādokumentē:

Stiepes izturība (vismaz 75 ksi)

Tecības stiprums, 0,2% nobīde (vismaz 30 ksi)

Pagarinājums (vismaz 30%)

Izlīdzināšanas testa rezultāti (caurulei ≤ 2 collas)

5. Nesagraujošā pārbaude:Dokumentējiet hidrostatiskā testa spiedienu un ilgumu vai virpuļstrāvas/ultraskaņas testa rezultātus.

Papildu prasības spiedtvertnēm:

ASME koda dokumentācijas prasības:

Lai spiedtvertni varētu apzīmogot ar ASME, caurules ražotājam ir jānodrošina:

Sertificēts MTRar ASME SB407 apzīmējumu (ne tikai ASTM B407)

Siltuma izsekojamība– katrs caurules garums marķēts ar siltuma numuru

Paziņojums par atbilstībuka materiāls atbilst visām ASME II sadaļas D daļas N08810 prasībām

Ārvalstu materiālu pieņemšana:ASME pieņem materiālus, kas ražoti ārpus ASV, ja tie ir sertificēti atbilstoši ASME specifikācijām un ražotājam ir atbilstoši ASME sertifikāti. MTR ir jābūt angļu valodā vai jāpievieno apstiprināts tulkojums.

Bieži sastopamās iepirkuma nepilnības:

1. slazds:ASME SB407 vietā tiek norādīts ASTM B407 (tikai ASTM).Labojums:ASME koda izveidei norādiet "ASTM B407 / ASME SB407" vai vienkārši "ASME SB407".

2. slazds:Tiek pieņemts MTR ar “0,10% maks. oglekļa”, bet bez minimālās vērtības.Labojums:Nepieciešams faktiskais oglekļa saturs ≥0,05%.

3. slazds:Nevar norādīt šķīduma atkausēšanas temperatūras dokumentāciju.Labojums:Nepieciešama dokumentēta temperatūra ≥2100°F.

4. slazds:Pieņemot, ka standarts 800 (UNS N08800) ir pieņemams 800H lietojumiem.Labojums:Precīzi norādiet N08810; N08800 nav minimālā oglekļa un zemāka šļūdes izturība.

5. slazds:Nav norādīta trieciena pārbaude kuģiem, kas pakļauti zemas{0}}temperatūras palaišanai.Labojums:Kuģiem, kuru temperatūra var būt zemāka par 100 °F (38 °C) palaišanas vai izslēgšanas laikā, norādiet Charpy V-nogriezuma trieciena testu atbilstoši ASME VIII sadaļai.

Ieteicamā iepirkuma specifikācijas kopsavilkums:

MATERIĀLA SPECIFIKĀCIJA: Bezšuvju caurulei jābūt aprīkotai saskaņā ar ASME SB407, UNS N08810 (Incoloy 800H). TERMIŅA APSTRĀDE: Šķīdums atkvēlināts vismaz 1149 °C temperatūrā, atdzesēts ar ūdeni. Graudu izmērs ASTM Nr. 5 vai smalkāks. ĶĪMIJA: Saskaņā ar UNS N08810 ar oglekli 0,05–0,10% faktisko. MEHĀNISKĀS ĪPAŠĪBAS: Stiepes ≥75 ksi, Iznesība ≥30 ksi, Izstiepums ≥30%. TESTĒŠANA: hidrostatiskais tests uz SB407. 100% ultraskaņas izmeklējumu atbilstoši ASTM E213 (papildu). SERTIFIKĀCIJA: sertificēts MTR ar ASME SB407 apzīmējumu, siltuma izsekojamību un dokumentētu šķīduma atkausēšanas temperatūru. IZMĒRI: pēc ASTM B407 ar OD pielaidi ±0,010" izmēriem ≤4 collas. MARĶĒJUMS: katrs garums marķēts ar ASTM B407/ASME SB407, UNS N08810, siltuma numurs, izmērs un sienas biezums.