Kādas ir kritiskās metināšanas un termiskās apstrādes prasības Incoloy 945 un Incoloy 926 caurulēm?

1. J: Kādas ir galvenās Incoloy 945 un Incoloy 926 bezšuvju caurules sastāva un metalurģijas atšķirības?

A:Incoloy 945 un Incoloy 926 kalpo principiāli atšķirīgiem rūpnieciskiem lietojumiem, un to atšķirības sākas ar sakausējuma dizaina filozofiju -viena ir nokrišņi-rūdīti, lai nodrošinātu augstu izturību skābā lietošanā, bet otrs ir ciets-šķīdums, kas pastiprināts, lai nodrošinātu ārkārtēju ūdens korozijas izturību.

Incoloy 945 (UNS N09945)ir nogulsnēšanas-cietēšanas niķeļa-dzelzs-hroma sakausējums, kas īpaši izstrādāts smagai skābās naftas un gāzes videi. Tā nominālais sastāvs ir 48–52% niķeļa, 19–23% hroma, 2,5–3,5% molibdēna, 1,5–2,5% vara, 1,0–2,0% titāna, 0,3–0,6% alumīnija, 0,3–0,6% niobija un pārsvarā dzelzs. Šī sarežģītā ķīmija kalpo vairākiem mērķiem: augsts niķeļa saturs (∼50%) nodrošina izcilu hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanas izturību; molibdēns un varš uzlabo bedrīšu veidošanos un samazina skābes izturību; un titāns, alumīnijs un niobijs apvienojas, veidojot gamma{20}}prime (Ni₃(Al,Ti)) un gamma-double- (Ni₃Nb) nogulsnes. Šīs nogulsnes nodrošina nokrišņu sacietēšanu, izmantojot kontrolētu divu{24}}pakāpju novecošanas termisko apstrādi. Incoloy 945 sasniedz tecēšanas robežu 80–130 ksi (552–896 MPa) atkarībā no novecošanas apstākļiem ar tipisku cietību zem 35 HRC, lai atbilstu NACE MR0175 skābās apkalpošanas prasībām.

Incoloy 926 (UNS N08926)ir super-austenīta nerūsējošais tērauds, kas paredzēts ārkārtējai ūdens korozijas izturībai. Tā nominālais sastāvs ir 24–26% niķeļa, 19–21% hroma, 6,0–7,0% molibdēna, 0,8–1,5% vara, 0,15–0,25% slāpekļa un līdzsvarā dzelzs. Ņemiet vērā, ka tajā nav titāna, alumīnija un niobija. Šis sakausējums nav nokrišņu{14}}cietējums; tā savu spēku iegūst no cieta šķīduma un slāpekļa intersticiālas stiprināšanas. Augstais molibdēna saturs (6–7%) nodrošina izcilu punktveida un plaisu korozijas izturību vidē, kurā ir hlorīds. Slāpekļa pievienošana (0,15–0,25%) stabilizē austenīta struktūru un vēl vairāk uzlabo pretestību punktveida izsitumiem. Incoloy 926 sasniedz tipisku tecēšanas robežu 35–45 ksi (241–310 MPa) istabas temperatūrā.

Metalurģijas sekas:Incoloy 945 ir paredzētsaugsta izturība un izturība pret koroziju mitrā, skābā vidētemperatūrā līdz aptuveni 600 grādiem F (316 grādiem). Tas nav paredzēts izmantošanai augstā-temperatūrā virs 1000 °F (538 grādiem), kur tās nogulsnes varētu pāraugt un sabiezēt. Incoloy 926 ir paredzētsmaksimālā ūdens izturība pret korozijujūras ūdenī, skābos sālījumos un ķīmisko procesu plūsmās temperatūrā līdz aptuveni 600 grādiem F (316 grādiem). Tas nevar sasniegt Incoloy 945 augsto stiprības līmeni.

Izvēle starp tiem:Ja pieteikums pieprasaaugsta izturība (80+ ksi raža) plus NACE MR0175 skābā pakalpojuma atbilstība(piem., dziļurbuma caurules, zemūdens kolektori), izvēlieties Incoloy 945. Ja lietojums prasamaksimālā punktveida un plaisu korozijas izturībaar mērenu izturību (piemēram, jūras ūdens cauruļvadi, FGD sistēmas), izvēlieties Incoloy 926. Ir minimāla pārklāšanās-Incoloy 945 ir naftas un gāzes sakausējums; Incoloy 926 ir ķīmiskās apstrādes un jūras sakausējums.

---

2. J: Kādi nozares standarti un specifikācijas regulē Incoloy 945 un Incoloy 926 bezšuvju caurules?

A:Šie divi sakausējumi atbilst pilnīgi atšķirīgām specifikāciju sistēmām, kas atspoguļo to atšķirīgos -naftas un gāzes tirgus attiecībā uz 945 un ķīmisko/jūras 926.

Bezšuvju caurulei Incoloy 945:

ASTM B983– Standarta specifikācija nokrišņu-cietēšanas niķeļa-dzelzs-hroma sakausējuma bezšuvju caurulēm (attiecas uz UNS N09945 un līdzīgām kategorijām). Šī ir galvenā caurules specifikācija.

API 6ACRA– American Petroleum Institute specifikācija novecojušam{0}}cietinātam niķelim-balstītam sakausējumam, ko izmanto skābā servisā. Šī specifikācija ietver īpašas prasības cietībai, stiepei un triecieniem.

NACE MR0175 / ISO 15156– Šis ir vissvarīgākais Incoloy 945 standarts. Tas sertificē sakausējumu lietošanai skābā (H₂S-saturošā) naftas un gāzes vidē. Standarts nosaka maksimālās cietības robežas (parasti 35 HRC vai zemākas) un pieļaujamos termiskās apstrādes apstākļus, lai novērstu sulfīda spriegumu plaisāšanu.

ISO 13680– Naftas un dabasgāzes rūpniecības{0}}urbumu aprīkojuma specifikācijas, kas ietver Incoloy 945.

Termiskās apstrādes nosacījumi:Pircējiem ir jānorāda viens no trim nosacījumiem:

Šķīdums atkausēts (mīksts)– Turpmākai aukstajai apstrādei vai formēšanai

Šķīdums atkausēts + izturēts– Tiešai apkalpošanai ar pilnu jaudu

Dubults vecums– Optimālai stiprības un stingrības kombinācijai

Bezšuvju caurulei Incoloy 926:

ASTM B677 / ASME SB677– Standarta specifikācija bezšuvju niķeļa-dzelzs-hroma-molibdēna-vara-slāpekļa sakausējuma caurulēm (UNS N08926). Šī ir galvenā caurules specifikācija.

ASTM B673– Standarta specifikācija metinātām caurulēm (lai gan svarīgai apkalpošanai priekšroka tiek dota bezšuvju).

ASME katlu un spiedtvertņu koda II sadaļa, D daļa– Nodrošina pieļaujamās sprieguma vērtības N08926 temperatūrā līdz aptuveni 600 grādiem F (316 grādiem).

NORSOK M-630– Norvēģijas naftas un gāzes standarts, kas ietver Incoloy 926 jūras ūdens un sālsūdens apkalpošanai.

ISO 15156 / NACE MR0175– Incoloy 926 ir kvalificēts lietošanai ar atbilstošiem cietības ierobežojumiem, lai gan to šim nolūkam izmanto retāk nekā Incoloy 945.

Iepirkuma apsvērumi:Incoloy 945 bezšuvju caurule ir īpašs produkts ar ierobežotiem frēzēšanas avotiem un ilgu izpildes laiku (parasti 14–20 nedēļas). Incoloy 926 bezšuvju caurule ir vairāk komerciāli pieejama no vairākām pasaules rūpnīcām ar standarta grafikiem (Sch 10S, 40S, 80S) atbilstoši ASME B36.19. Vienmēr pārbaudiet, vai materiāla pārbaudes ziņojumā ir norādīts pareizais UNS numurs un Incoloy 926 slāpekļa saturs (0,15–0,25%), kas ir būtisks pretestībai pret bedrēm.

---

3. J. Kāpēc Incoloy 945 bezšuvju caurule ir vēlamais materiāls augstas -skābās eļļas un gāzes urbumos?

A:Incoloy 945 bezšuvju caurules ir kļuvušas par etalonmateriālu smagai skābuma apkalpošanai dziļās, augsta{1}}spiediena, augstas temperatūras (HP/HT) naftas un gāzes urbumos. Četri specifiski raksturlielumi izskaidro tā pārākumu pār citiem nokrišņiem{4}}cietinošiem sakausējumiem.

Pirmkārt, izcila izturība pret sulfīda spriegumu plaisāšanu (SSC) augstā stiprības līmenī.NACE MR0175/ISO 15156 nosaka stingrus cietības ierobežojumus (parasti mazāku vai vienādu ar 35 HRC) materiāliem, kas tiek izmantoti skābā režīmā. Daudzi augstas stiprības sakausējumi (piemēram, Inconel 718 noteiktā termiskā apstrādē) pārsniedz cietības robežas, ierobežojot to izmantošanu vissmagākajā H₂S vidē. Incoloy 945 sasniedz tecēšanas robežu 100–130 ksi (689–896 MPa), vienlaikus saglabājot cietību zem 35 HRC. Šī unikālā kombinācija tiek panākta, rūpīgi kontrolējot novecošanās reakciju-sakausējums veido smalkas, saskaņotas nogulsnes, kas nodrošina stiprināšanu bez pārmērīgas cietības. Niobija pievienošana (0,3–0,6%) palīdz kontrolēt nogulšņu augšanu un uztur cietību pieļaujamās robežās. Lauka pieredze urbumos ar H₂S daļējo spiedienu, kas pārsniedz 100 psi (0,7 MPa) un temperatūru 350–450 °F (177–232 grādi), apstiprina Incoloy 945 izturību pret SSC.

Otrkārt, izcila hlorīda stresa korozijas plaisāšanas (SCC) izturība no augsta niķeļa satura.Ar aptuveni 50% niķeļa Incoloy 945 ir visaugstākais niķeļa saturs starp komerciāli pieejamajiem nokrišņu -cietēšanas naftas atradņu sakausējumiem. Augsts niķeļa saturs būtiski maina SCC uzvedību{4}}sakausējums ir izturīgs pret hlorīda SCC visās naftas un gāzes ražošanas temperatūrās, tostarp koncentrētos sālījumos un augstas temperatūras dziļurbumos. Dziļās akās, kurās ūdens hlorīdu veidošanās pārsniedz 150 000 ppm un apakšējo caurumu temperatūra ir 400 °F (204 grādi), zemāka{11}}niķeļa materiālos (piem., 13Cr nerūsējošais tērauds, Incoloy 925 ar 42–46% Ni) joprojām var rasties SCC. Incoloy 945 caurules ir pierādījušas kalpošanas laiku, kas pārsniedz 15 gadus šajos ekstremālos apstākļos.

Treškārt, izcila molibdēna un vara izturība pret punktveida un plaisu koroziju.2,5–3,5 % molibdēna un 1,5–2,5 % vara kombinācija nodrošina Incoloy 945 pretestības pretestību pret punktēm (PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) aptuveni 32–36. Tas ir augstāks nekā Incoloy 825 (PREN ~30–33) un salīdzināms ar superdupleksajiem nerūsējošajiem tēraudiem. Vidēs, kas satur elementāru sēru (parasti skābās gāzes urbumos), varš nodrošina papildu aizsardzību pret sēra{14}}izraisītu koroziju. Augstais niķeļa saturs arī iztur sēra kondensācijas uzbrukumu.

Ceturtkārt, termiskā stabilitāte{0}}ilgtermiņa ekspluatācijas laikā.Atšķirībā no dažiem nokrišņus{0}}cietinošiem sakausējumiem, kas pārliekas un ātri mīkstina temperatūrā virs 400 °F (204 grādi), Incoloy 945 saglabā savu izturību pēc ilgstošas ​​iedarbības 450–500 °F (232–260 grādu) temperatūrā. Niobija pievienošana stabilizē gamma-dubulto-sākotnējo fāzi, novēršot rupjību. Šī termiskā stabilitāte ir būtiska dziļurbumiem, kur ražošanas temperatūra saglabājas paaugstināta gadu desmitiem.

Tipiski pielietojumi:Dziļurbumu ražošanas caurules, blīvētāji, pazemes drošības vārsti, pulētas urbuma tvertnes un pakaramo sistēmas HP/HT skābās gāzes urbumos. Šajos lietojumos Incoloy 945 konkurē ar Inconel 718 un Incoloy 925. To bieži izvēlas, ja ir nepieciešama 120 ksi tecēšanas robeža, atbilstība NACE MR0175 un izcila SCC izturība.

---

4. J: Kāpēc Incoloy 926 bezšuvju caurule ir vēlamais materiāls jūras ūdenim un agresīviem ķīmiskiem pakalpojumiem?

A:Incoloy 926 bezšuvju caurule ir ieguvusi dominējošu stāvokli jūras ūdens apstrādes, ķīmiskās apstrādes un dūmgāzu desulfurizācijas (FGD) sistēmās, jo tai ir izcila izturība pret lokalizētu koroziju. Trīs specifiskas īpašības izskaidro tā pārākumu pār standarta nerūsējošo tēraudu un pat daudziem augstākiem-niķeļa sakausējumiem.

Pirmkārt, ārkārtīgi augsts pretestības pretestības ekvivalents skaitlis (PREN).PREN tiek aprēķināts kā %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Incoloy 926:

Hroms: 19–21%

Molibdēns: 6,0–7,0%

Slāpeklis: 0,15–0,25%

Tādējādi PREN ir aptuveni 40–45. Salīdzinājumam:

316L nerūsējošais tērauds: PREN ~24-26

Duplex 2205: PREN ∼35–38

Incoloy 825: PREN ~30-33

Incoloy 945: PREN ~32-36

Augstāks PREN norāda uz lielāku izturību pret punktveida koroziju un plaisu koroziju vidē, kurā ir hlorīds{0}}. Siltā jūras ūdenī (80-100 grādi F / 27-38 grādi), 316L bedrēs nedēļu laikā. Duplex 2205 darbojas labāk, bet joprojām var saskarties ar plaisu koroziju biopiesārņojuma vai nosēdumu rezultātā. Incoloy 926 iztur jūras ūdenī līdz aptuveni 120–140 °F (49–60 grādiem) iedobēm, tāpēc tas ir piemērots tropiskām jūras ūdens dzesēšanas sistēmām, ugunsdzēsības ūdensvadiem un balasta cauruļvadiem.

Otrkārt, izturība pret hlorīda stresa korozijas plaisāšanu (SCC).Austenīta nerūsējošie tēraudi (304L, 316L) ir ļoti jutīgi pret hlorīda SCC virs aptuveni 140°F (60°), īpaši iztvaikošanas apstākļos. Incoloy 926 augstais niķeļa saturs (24–26%) un molibdēna saturs būtiski maina SCC uzvedību. Sakausējums ir izturīgs pret SCC visās temperatūrās, kas sastopamas ūdens vidē, tostarp koncentrētos sālījumos, tvaika kondensātā ar hlorīda pārnesi un jūras atmosfēras apstākļos. Tas padara to par lielisku izvēli jūras platformu cauruļvadiem, atsāļošanas iekārtām un piekrastes ķīmiskajām iekārtām.

Treškārt, izcila veiktspēja jauktā skābju vidē.Molibdēna (6–7%) un vara (0,8–1,5%) kombinācija nodrošina izcilu izturību pret reducējošām skābēm, īpaši sērskābi un fosforskābi, savukārt augstais hroma saturs aizsargā pret oksidējošiem apstākļiem. Dūmgāzu atsērošanas (FGD) sistēmās,{5}}kur mitrie skruberi no elektrostacijas izplūdes gāzēm atdala SO₂-, vide mainās no reducēšanas un oksidēšanas, ar hlorīdiem, fluorīdiem un zemu pH (2–4). Incoloy 926 pārspēj augstākus{11}}molibdēna sakausējumus, piemēram, C-276, noteiktās FGD zonās, jo tas ir labāk izturīgs pret oksidēšanās novirzēm. Daudzas FGD absorbētāja torņu smidzināšanas uztvērēji un miglas noņemšanas atbalsta caurules tagad ir norādītas kā Incoloy 926.

Salīdzinošā veiktspēja:Jūras ūdens{0}}dzesētā siltummainī 90 °F (32 grādos) ar stāvošām plaisām zem starplikām:

316L mēģenēs 6–12 mēnešu laikā rodas caurumu noplūde

Duplex 2205 var izturēt 2–5 gadus, bet starplikās sākas spraugas korozija

Incoloy 926 nodrošina 15–20+ gadu kalpošanas laiku, bieži vien pārsniedzot aprīkojuma paredzēto kalpošanas laiku

Tipiski pielietojumi:Jūras ūdens dzesēšanas cauruļvadi (elektrostacijas, SDG termināļi), ugunsdzēsības ūdens sistēmas (jūras platformas), atsāļošanas iekārtu savienojošie cauruļvadi, ķīmisko tankkuģu kravas līnijas, FGD absorbējošās smidzināšanas kolektori, celulozes un papīra balinātāju rūpnīcu cauruļvadi (hlora dioksīda pakalpojums) un farmaceitisko reaktoru pārvades līnijas.

---

5. J: Kādas ir kritiskās metināšanas un termiskās apstrādes prasības Incoloy 945 un Incoloy 926 caurulēm?

A:Incoloy 945 un Incoloy 926 metināšanai ir nepieciešamas principiāli atšķirīgas pieejas, jo Incoloy 945 ir nokrišņu-sacietēšana un nepieciešama pēc-metināšanas novecošana, savukārt Incoloy 926 ir ciets-šķīdums, kas nostiprināts ar lielisku metināmību.

Incoloy 945 caurulei (sacietēšana ar nokrišņiem):

Pildījuma metāla izvēle:IzmantotERNiCrMo-3(Inconel 625) vaiERNiCrMo-10(Inconel 622) kā standarta pildvielas. Šīs molibdēnu{2}}saturošās pildvielas nodrošina izturību pret koroziju, kas atbilst parastajam metālam vai pārsniedz to. Augstākās stiprības lietojumiem, kuriem nepieciešamas atbilstošas ​​stiepes īpašības,ERNiCrFe-2(Inconel 718 pildviela) var izmantot, taču tas prasa rūpīgu pēc-metināšanas termiskās apstrādes saskaņošanu. Nekad neizmantojiet ERNiCr-3 (kuram nav molibdēna) vai jebkuru nerūsējošā tērauda pildvielu.

Siltuma padeves kontrole:Maksimālā caurlaides temperatūra: 200 grādi F (93 grādi). Siltuma padeve ierobežota līdz 20–35 kJ/collā (8–14 kJ/cm). Lielāka siltuma padeve izraisa niobija un titāna segregāciju, palielinot plaisāšanas risku un veicinot graudu rupjību.

Pirms-metināšanas stāvoklis:Vienmēr metiniet šķīdumā-atlaidinātā (mīkstā) stāvoklī-nekad novecotā stāvoklī. Novecojuša materiāla metināšana izraisa deformācijas-vecuma plaisāšanu karstuma-ietekmētajā zonā.

Pēc-metinājuma termiskā apstrāde ir obligāta pilnas stiprības apkopei:

Šķīduma atkausēšana(ja nepieciešams pēc metināšanas): 1900–1950 grādi F (1038–1066 grādi) 1 stundu uz collas biezumu, kam seko ātra dzesēšana (ūdens dzēšana)

Novecošanās ārstēšana:Uzkarsē līdz 1325 °F (718 grādiem), turiet 8 stundas, atdzesējiet krāsnī līdz 1150 °F (621 grādu) maksimāli 200 °F (93 grādi) stundā, turiet 8 stundas, pēc tam atdzesējiet ar gaisu.

Bez pēc-metināšanas novecošanas metinātajam savienojumam ir tikai 40–50 ksi (276–345 MPa) tecēšanas robeža, -pilnīgi neatbilstoša naftas atradņu ekspluatācijai, kam nepieciešams 100+ ksi.

Incoloy 926 caurulei (ciets{1}}šķīdums):

Pildījuma metāla izvēle:IzmantotERNiCrMo-3(Inconel 625) kā standarta pildviela. Mazāk kritiskiem pakalpojumiem,ERNiCrMo-10vaiER385var izmantot (atbilst 6% Mo sastāvam). Pildvielai jāatbilst parastā metāla molibdēna saturam vai lielākam par to (6–7%), lai saglabātu pretestību punktošanai. Nekad neizmantojiet nerūsējošā tērauda pildvielas (308L, 316L)-tie rada galvaniskās korozijas šūnu un nesatur molibdēnu.

Siltuma padeves kontrole:Maksimālā caurlaides temperatūra: 250 grādi F (121 grāds). Siltuma padeve ierobežota līdz 20–40 kJ/collā (8–16 kJ/cm). Lielāka siltuma padeve var izraisīt ar molibdēnu{8}}bagātas fāzes nokrišņus (sigma vai chi fāzes), kas samazina pretestību punktveida izsitumiem par 50% vai vairāk. Izmantojiet stringer krelles, nevis aušanu.

Pirms-metinājuma tīrīšana:Tīriet ar acetonu vai speciālu nerūsējošā tērauda suku. Izmantojiet niķeļa sakausējumiem paredzētus slīpripas. Noņemiet visu oglekļa tērauda piesārņojumu-iegultās dzelzs daļiņas sarūsēs un sāks bedrīšu veidošanos.

Pēc-metinājuma termiskā apstrāde (parasti nav nepieciešama):Lielākajai daļai lietojumu Incoloy 926 tiek izmantots kā-metināts. Ja ir nepieciešama maksimāla izturība pret koroziju smagās vidēs (piemēram, siltā jūras ūdenī ar stagnējošiem apstākļiem), šķīduma atkvēlināšana 1950–2050 °F (1066–1121 grāda) temperatūrā, kam seko ātra ūdens dzēšana, atjauno pilnīgu pretestību pret punktveida veidošanos. Izkropļojumu riska dēļ tas tiek veikts caurulēm reti, un tas parasti ir paredzēts tikai kritiskām siltummaiņa caurulēm.

Kritiski brīdinājumi:

Incoloy 945:Nekad nemetiniet bez kvalificētas procedūras. Nekad nemetiniet novecojušā stāvoklī. Nekad neizlaidiet spiedienu-saturošu komponentu pēc-novecošanu. Sakausējuma jutīgums pret deformācijas -vecuma plaisāšanu prasa rūpīgu termiskās apstrādes ātruma kontroli.

Incoloy 926:Neizmantojiet nerūsējošā tērauda pildvielas,{0}}tiem trūkst molibdēna un tie veidos korozijai pakļautu{1}}metinājuma zonu. Nepārkarsējiet-sigmas fāzes veidošanās ir neatgriezeniska bez pilnīgas šķīduma atkausēšanas. Neizmantojiet piesārņotus slīpripas,{5}}iegultās oglekļa tērauda daļiņas izraisa bedrīšu veidošanos.

Kvalifikācijas prasības:

Attiecībā uz Incoloy 945 skābo pakalpojumu metināšanas procedūrām jābūt kvalificētām ar cietības testu atbilstoši NACE MR0175. Cietība karstuma -ietekmētajā zonā un metinātā metāla nedrīkst pārsniegt 35 HRC. Tam bieži ir nepieciešams pēc-metināšanas šķīduma atkausēšanas un atkārtotas-novecošanas cikls. Turklāt kritiskiem lietojumiem var būt nepieciešama sulfīda spriegumu plaisāšanas pārbaude saskaņā ar NACE TM0177 (A vai D metode).

Incoloy 926, kas tiek izmantots jūras ūdenī vai FGD, metināšanas procedūras kvalifikācijā jāiekļauj punktveida korozijas pārbaude atbilstoši ASTM G48 (dzelzs hlorīds), lai pārbaudītu, vai metinātās un siltuma ietekmētās zonas saglabā PREN-līdzvērtīgu veiktspēju. Standarta pieņemšanas kritērijs ir bez bedrēm pēc 72 stundām 77 °F (25 grādi) temperatūrā vairumam lietojumu vai 104 °F (40 grādi) stingrākam darbam.