1. Kādas ir galvenās Incoloy 800, 800H, 800HT un Incoloy 825 sastāva atšķirības, un kā šīs atšķirības nosaka to primārās pielietojuma nozares naftas un gāzes un ķīmiskās pārstrādes nozarēs?
Lai gan visi ir niķeļa{0}}dzelzs-hroma sakausējumi, to specifiskais sastāvs un iegūtās īpašības ir paredzētas atšķirīgām pakalpojumu vidēm.
Incoloy 800 sērija ir izstrādāta augstas-temperatūras izturībai un izturībai pret oksidēšanu. Tā pamatsastāvs ir aptuveni 32,5% Ni, 21% Cr un sabalansēts Fe, ar kontrolētām titāna un alumīnija piedevām.
Incoloy 800: bāzes klase ar standarta oglekļa saturu.
Incoloy 800H: "H" apzīmē augstu temperatūru. Tam ir lielāks oglekļa saturs (0,05{3}}0,10%), un tas ir atkvēlināts, lai iegūtu rupju graudu struktūru, nodrošinot izcilu šļūdes pārrāvuma izturību temperatūrā virs 540 °C (1000 °F).
Incoloy 800HT: līdzīgs 800H, bet ar vēl stingrāku alumīnija un titāna kontroli (Al+Ti ≥ 0,85%), lai nodrošinātu vēl labāku stabilitāti un izturību augstā temperatūrā.
Primārie pielietojumi (800H/HT): to niša ir augstas{1}}temperatūras, korozīvā procesa vidē. Naftas un gāzes jomā tas ietver pirolīzes caurules, sildītāja caurules un starojuma caurules etilēna krekinga krāsnīs, kur tās iztur temperatūru no 850 °C līdz 1100 °C karburēšanas un oksidēšanas atmosfērā. Ķīmiskajā apstrādē tos izmanto tvaika metāna riformera mezglos, ūdeņraža rūpnīcās un atkritumu sadedzināšanas sistēmās.
Turpretim Incoloy 825 ir optimizēts izcilai ūdens korozijas izturībai, īpaši pret reducējošajām skābēm. Tās sastāvs (apm. . 42% Ni, 21,5% Cr, 3% Mo, 2,2% Cu, sabalansēts Fe) ir izteikti atšķirīgs. Augstais niķeļa saturs nodrošina izturību pret hlorīda-jonu spriegumu-korozijas plaisāšanu (SCC). Molibdēns nodrošina izturību pret punktveida koroziju un plaisu koroziju hlorīdu vidē, savukārt varš palielina izturību pret sērskābi un fosforskābi.
Primārās pielietošanas iespējas (825): tās domēns ir agresīvs, mitrs un bieži vien zemas temperatūras-ķīmija. Naftas un gāzes jomā tas ir ļoti svarīgi urbumu caurulēm, skābiem pakalpojumu komponentiem un procesa cauruļvadiem, kas apstrādā saražoto ūdeni, kas satur hlorīdus, H₂S un CO₂. Ķīmiskajā apstrādē tas ir standarts sērskābes un fosforskābes kodināšanas sistēmām, jūras ūdens dzesēšanas cauruļvadiem, kodoldegvielas pārstrādei un jūras sālsūdens cauruļvadiem. Bezšuvju cauruļu forma ir būtiska augsta spiediena{5}}būtiskajam pakalpojumam, kurā var tikt apdraudēta metināto cauruļu šuvju integritāte.
2. Kāpēc "bezšuvju" ražošanas process ir īpaši svarīgs Incoloy 800/825 caurulēm, kas paredzētas augsta-spiediena, augstas-temperatūras vai korozijas iedarbībai?
Bezšuvju process, kurā caurule tiek izspiesta vai caurdurta no cietas sagataves, nav apspriežams prasīgiem lietojumiem, jo tas ir trīs galvenās priekšrocības salīdzinājumā ar metinātu (šuvju) cauruli:
Viendabīga struktūra un izcila integritāte: bezšuvju caurulei ir nepārtraukta, vienmērīga graudu struktūra visā tās apkārtmērā. Tas novērš gareniskās metināšanas šuves raksturīgo vājumu, kas ir potenciāla vieta:
Korozijas ierosināšana: metināšanas zonās var būt nelielas mikrostruktūras izmaiņas (siltuma -ietekmētās zonas), kas ir vairāk pakļautas punktveida korozijai, spraugas korozijai vai sprieguma korozijas plaisāšanai agresīvā vidē, piemēram, hlorīdos vai mitrā H₂S.
Trūkumi: neskatoties uz sasniegumiem, metinātās šuves var saturēt ieslēgumus, porainību vai nepilnīgu saplūšanu, kas ir sprieguma koncentratori un sākumpunkti, kas izraisa atteici cikliskā spiedienā (noguruma gadījumā) vai šļūdei augstā temperatūrā.
Uzlabota spiediena ierobežošana: metināšanas šuves trūkums nozīmē, ka caurulei ir nemainīgas mehāniskās īpašības. Tas nodrošina augstāku drošības rezervi un uzticamu veiktspēju augsta spiediena sistēmās, piemēram, caurumu caurulēs, hidrauliskajās līnijās vai augstspiediena siltummaiņa caurulēs{2}}. Sienu biezums ir arī vienmērīgāks.
Uzlabota veiktspēja augstā{0}}temperatūra: tādām pakāpēm kā 800H/HT, ko izmanto šļūdes režīmos, vienmērīga, kontrolēta mikrostruktūra ir ļoti svarīga. Nevainojams process, kam seko pareiza šķīduma atkausēšana un (800H/HT) graudu -rupšanas termiskā apstrāde, nodrošina paredzamu un optimālu šļūdes-plīsuma izturību. Metināšanas šuve var būt lokalizēta smalku graudu apgabals vai izmainīta nogulšņu struktūra, kas izraisa priekšlaicīgu atteici ilgstošas -temperatūras spriedzes apstākļos.
Būtībā bezšuvju caurule tiek izvēlēta vissvarīgākajiem pakalpojumiem, kur atteice nav iespējama, attaisnojot tās augstākās izmaksas salīdzinājumā ar metinātām alternatīvām.
3. Kādi ir galvenie korozijas mehānismi, pret kuriem Incoloy 825 bezšuvju caurule ir īpaši izstrādāta, un kā tās sastāvs attiecas uz katru no tiem?
Incoloy 825 ir daudzpusīgs "ķīmiskais karavīrs", kas izstrādāts, lai apstrādātu kodīgu vielu kokteili. Tās sastāvs ir tieša reakcija uz konkrētiem atteices mehānismiem:
Hlorīda-noslodzes korozijas plaisāšana (Cl-SCC): tā ir parasti kaļamā materiāla trausls bojājums stiepes spriedzes ietekmē hlorīdu un skābekļa klātbūtnē. Lielais niķeļa saturs (≥42%) ir primārā aizsardzība, padarot sakausējumu imūnu pret Cl-SCC visiem praktiskiem mērķiem lielākajā daļā procesu vidi. Tas ir ļoti svarīgi jūras ūdens dzesēšanai, lietojumiem jūrā un sāli saturošām procesa plūsmām.
Punktu un plaisu korozija: Lokalizēts uzbrukums stagnējošos hlorīda šķīdumos vai zem nogulsnēm/blīvēm. 3% molibdēna pievienošana ievērojami paaugstina sakausējuma kritisko punktveida temperatūru (CPT) un izturību pret plaisu koroziju, padarot to piemērotu iesāļajam ūdenim, jūras ūdenim un hlorīda{2} piesātinātiem procesa šķidrumiem.
Reducējošās skābes (sērskābe, fosforskābe): Izturība pret sērskābi ir galvenā stiprā puse. Niķeļa un vara kombinācija nodrošina lielisku izturību pret atšķaidītu sērskābi un labu izturību pret fosforskābi. Tas padara 825 ideāli piemērotu skābās kodināšanas līnijām, skābju raktuvju drenāžas sistēmām un fosfātu mēslojuma apstrādes iekārtām.
Oksidējoša vide un politionskābe SCC: 21,5% hroms veido stabilu, aizsargājošu hroma oksīda (Cr₂O₃) pasīvo plēvi, nodrošinot izturību pret slāpekļskābi, nitrātiem un oksidējošiem sāļiem. Šis hroma līmenis arī ļauj sakausējumu efektīvi stabilizēt pret politionskābes sprieguma korozijas plaisāšanu (PASCC) naftas rafinēšanas/naftas ķīmijas pakalpojumu slēgšanas laikā, izmantojot atbilstošas pasivēšanas procedūras.
Sulfīdā un skābā korozija: naftas un gāzes vidē, kas satur H₂S (skābais pakalpojums), sakausējuma augstais niķeļa un hroma saturs nodrošina labu izturību pret sulfīdu zvīņošanos un plaisāšanu, īpaši, ja temperatūra un hlorīda līmenis ir arī paaugstināts.
4. Kādi ir svarīgi apsvērumi, kas jāņem vērā, ražojot Incoloy 800/825 bezšuvju cauruļvadu sistēmu metināšanu un pēc-metināšanas termisko apstrādi (PWHT)?
Nepareiza izgatavošana var pilnībā iedragāt šiem augstākās kvalitātes sakausējumiem raksturīgās korozijas un{0}}temperatūras īpašības.
Metināšanas apsvērumi:
Pildmetāla izvēle: jāizmanto atbilstoši vai pār{0}}leģēti pildmetāli.
Incoloy 800/800H/800HT: parasti metināts ar Inconel 82 (ERNiCr-3) vai Incoloy 800HT pildvielu (ERNiFeCr-1). Šīs pildvielas atbilst parastā metāla stiprībai augstā temperatūrā un oksidācijas pretestībai.
Incoloy 825: metināts ar INCO-Metinājumu 825/INCO-Filler 825 (ERNiCrMo-3). Izmantojot nerūsējošā tērauda pildvielu (piemēram, 309), veidojas zema-molibdēna, pret plaisām jutīga metinājuma šuve, kas nespēj izturēt punktu veidošanu.
Process un tehnika: zemas siltuma padeves procesiem, piemēram, gāzes volframa loka metināšanai (GTAW/TIG), priekšroka tiek dota sakņu un karstajām pārejām, lai saglabātu izturību pret koroziju. Uzpildīšanai un vāciņam var izmantot ekranētu metāla loku (SMAW/Stick). Ļoti svarīga ir stingra tīrīšana, lai noņemtu eļļu, taukus un visus sēra/svina piesārņotājus. "Sviesta un metināšanas" paņēmienu bieži izmanto oglekļa tēraudam atšķirīgiem savienojumiem.
Pēc-metināšanas termiskā apstrāde (PWHT):
Incoloy 800H/HT: PWHT parasti ir nepieciešama apkopei virs 540°C (1000°F). Standarts ir atkvēlināšana ar šķīdumu 1100–1175 °C (2012–2147 °F), kam seko ātra dzesēšana (rūdīšana ar ūdeni). Tas atkārtoti izšķīdina hroma karbīdus, kas nogulsnējas metinātajā šuvē HAZ, atjauno elastību un 800H/HT ļauj izveidot nepieciešamo rupjo graudu struktūru.Stresa mazināšana zemākā temperatūrā (piemēram, 850°C) nav ieteicamajo tas var izraisīt sensibilizāciju.
Incoloy 825: PWHT parasti NAV nepieciešama vai ieteicama standarta korozijas apkopei. Sakausējums tiek izmantots šķīduma{2}}atlaidinātā stāvoklī. Ja PWHT tiek uzskatīts par nepieciešamu stresa relaksācijai pēc smagas izgatavošanas, tai ir jābūt pilnai šķīduma atlaidināšanai (900–925 °C, kam seko ātra dzesēšana), lai izvairītos no sensibilizācijas kritiskajā 425–870 °C diapazonā, kur veidojas kaitīgi hroma karbīdi un starpmetālu fāzes, iznīcinot izturību pret koroziju.
5. Norādot projektam Incoloy 800H/HT vai 825 bezšuvju cauruli, kādi ir būtiskie ASTM/ASME materiāli un testēšanas standarti, uz kuriem jāatsaucas, lai nodrošinātu kvalitāti un piemērotību-nolūkam?
Precīza standartizācija ir uzticamības atslēga. Tālāk ir minēti galvenie standarti.
Bezšuvju caurulei Incoloy 800/800H/800HT:
Materiāla standarts: ASTM B407/ASME SB407 - Standarta specifikācija niķeļa-dzelzs-hroma sakausējuma bezšuvju caurulēm un caurulēm. Šis standarts aptver ķīmisko sastāvu, mehāniskās īpašības un vispārīgās prasības.
Pakāpju diferenciācija: ir jāizsauc konkrētais UNS numurs:
Incoloy 800: UNS N08800
Incoloy 800H: UNS N08810 (ar oglekli ≥0,05%, Al+Ti ≥0,85%)
Incoloy 800HT: UNS N08811 (ar oglekli ≥0,05%, Al+Ti ≥0,85%)
Pārbaudes standarti:
ASTM A999 / ASME SA999: vispārīgās prasības leģētā tērauda caurulēm. Bieži tiek izmantota papildu prasībām, piemēram, hidrostatiskā pārbaude, nesagraujošā elektriskā pārbaude (NDE) un sertifikācija.
Hidrostatiskais tests: saskaņā ar ASTM B407, parasti pārbauda ar spiedienu, kas aprēķināts pēc standarta formulas.
Nesagraujošā pārbaude (NDE): ASTM E213 (ultraskaņas testēšana) vai ASTM E709 (magnētisko daļiņu pārbaude - feromagnētiskiem materiāliem, retāk tiem) var tikt noteikta defektu noteikšanai.
Graudu izmēra pārbaude 800H/HT: ASTM E112 izmanto, lai pārbaudītu rupjo graudu izmēru (parasti ASTM Nr. . 5 vai rupjāku), kas nepieciešams optimālai šļūdes pretestībai.
Incoloy 825 bezšuvju caurulei:
Materiāla standarts: ASTM B423/ASME SB423 - Standarta specifikācija niķeļa-dzelzs-hroma-molibdēna-vara sakausējuma (UNS N08825) bezšuvju caurulēm un caurulēm.
Pārbaudes standarti:
ASTM A999 / ASME SA999 atkal attiecas uz vispārējām cauruļu prasībām.
Korozijas testēšana (ja norādīts): lai gan tas ne vienmēr ir obligāts piegādes nosacījums, starpgranulu korozijas testus saskaņā ar ASTM G28 A metodi (hroma samazināšanās noteikšanai) var norādīt kritiskai apkopei, lai nodrošinātu, ka materiāls ir pareizi atkvēlināts, nesensibilizēts.
Hidrostatiskā un NDE: līdzīgas prasības kā iepriekš, un UT ir galvenā NDE metode.
Visiem projektiem piemērojamais ASME B31.3 procesa cauruļvadu kodekss nosaka uzstādītās cauruļvadu sistēmas projektēšanu, izgatavošanu, pārbaudi un testēšanu, atsaucoties uz šiem materiālu standartiem.
