1. Metināšanas šuves integritāte: vai augstas -temperatūras jūras ūdens lietojumos Hastelloy C metinātās caurules metināšanas šuve ir tikpat uzticama kā pamatmetāls, vai arī tā kļūst par prioritāru vietu korozijai?
J: Mēs projektējam jūras ūdens dzesēšanas sistēmu SDG rūpnīcai. Mēs apsveram Hastelloy C-276 metinātās caurules, lai samazinātu izmaksas salīdzinājumā ar bezšuvju caurulēm. Tomēr mēs esam nobažījušies par metināšanas šuvi. Vai siltā jūras ūdens vidē (40 grādi - 50 grādi) metināšanas zona korodēs ātrāk nekā pārējā caurule?
A: Šīs ir visizplatītākās bažas par metinātām CRA (korozijas izturīga sakausējuma) caurulēm. Īsā atbilde ir: Pareizi izgatavojot un izvēloties pildvielu, Hastelloy C-276 metināšanas šuve var darboties līdzvērtīgi vai dažreiz pat labāk nekā pamatmetāls jūras ūdenī.
Šeit ir metalurģijas pamatojums:
Šķīduma rūdīšanas stāvoklis: augstas{0} kvalitātes Hastelloy C-276 metinātā caurule parasti tiek piegādāta šķīdumā atkvēlinātā stāvoklī pēc metināšanas. Caurule tiek uzkarsēta līdz aptuveni 1121 grādam (2050 grādi F) un ātri dzēsta. Šī termiskā apstrāde kalpo diviem kritiskiem mērķiem:
Tas izšķīdina visas kaitīgās sekundārās fāzes vai karbīdus, kas var būt nogulsnējuši karstuma -ietekmētajā zonā (HAZ) metināšanas laikā.
Tas novērš atlikušos spriegumus formēšanas un metināšanas procesā.
Šajā stāvoklī metinātā šuve ir metalurģiski homogenizēta ar parasto metālu.
Pildījuma metāla pār{0}}atbilstība: metināšanas šuve nav tikai pārkausētais parastais metāls. Tas ir nogulsnēts pildmetāls, parasti ERNiCrMo-4 vai ERNiCrMo-10. Šie pildvielas metāli bieži tiek leģēti, lai tie būtu nedaudz "bagātāki" ar molibdēnu vai volframu nekā pamatcaurule, lai ņemtu vērā segregāciju sacietēšanas laikā. Jūras ūdenī, kur plaisu korozija ir galvenais drauds, šis lielais molibdēna saturs metinātajā šuvē bieži rada šuvi.labākLokalizēta izturība pret koroziju nekā parastajam metālam.
Reāls drauds: dzelzs piesārņojums: lielākais risks Hastelloy metinātai caurulei jūras ūdenī ir nevis pati šuve, bet ganpēc-metinājuma piesārņojuma. Ja oglekļa tērauda slīpēšanas gruži vai dzelzs daļiņas iekļūst metinātās šuves virsmā, tās jūras ūdenī sarūsēs. Šī rūsa rada plaisu un iztukšo skābekli, izraisot caurumu veidošanos citādi pasīvajā Hastelloy. Stingrs pēc-ražošanas kodināšanas un pasivēšanas režīms ir būtisks, lai noņemtu jebkādu dzelzs piesārņojumu pirms caurules nodošanas ekspluatācijā.
Spriedums: šķīduma atkvēlinātā stāvoklī metināšanas šuve nav vājums. Jūs iegūstat viendabīgu mikrostruktūru, kas ir pilnībā izturīga pret jūras ūdenim raksturīgo hlorīda iedarbību.
2. Izgatavošanas atšķirības. Kādas ir būtiskas atšķirības formēšanas paņēmienos starp metināto cauruļu ražošanu no 316L nerūsējošā tērauda un Hastelloy C-276?
J: Mūsu cauruļu dzirnavās parasti darbojas 300. sērijas nerūsējošais tērauds. Mums ir līgums par 8 collu 40. grafika metināto cauruļu ražošanu Hastelloy C-276. Vai mēs varam izmantot tos pašus ruļļa instrumentus un metināšanas parametrus, vai arī mums ir nepieciešama pilnīga uzstādīšanas maiņa?
A: Mēģinot darbināt Hastelloy C-276 dzirnavās, kas iestatītas uz 316 L bez būtiskām korekcijām, iespējams, izraisīs katastrofālu instrumentu kļūmi vai briesmīgu metināšanas kvalitāti. Hastelloy C-276 ir "darbā cietošs" niķeļa sakausējums, un tas darbojas ļoti atšķirīgi no austenīta nerūsējošā tērauda.
Šeit ir galvenās atšķirības:
Instrumentu spiediens un atspere{0}}atpakaļ:
316L: ir zemāka tecēšanas robeža un ir elastīgāka. Tas viegli veidojas zem mērena spiediena.
Hastelloy C-276: ir augstāka tecēšanas robeža un ievērojami augstāka sacietēšanas pakāpe. Tas ir "stiprāks" un stingrāks.
Nepieciešama darbība: jums būs jāpalielina spiediens uz sabrukšanas ruļļiem un spurām. Tomēr, tā kā materiāls vairāk atsperas, jūs nevarat to vienkārši sasmalcināt. Ruļļu spraugas ir jāpārkalibrē, lai ņemtu vērā atsperes atsperes{2}}atšķirīgos raksturlielumus, lai sasniegtu pareizu ovālu un malu stāvokli metināšanai.
Slīpēšana (pielipšanas vieta): niķeļa sakausējumiem ir tendence sabiezēt (saķerties) ar instrumentu tēraudu. 316L var darbināt ar standarta instrumentu tērauda ruļļiem ar labu eļļošanu. Hastelloy C-276 zem spiediena mikrometinātos pie ruļļiem, iegriežot caurules virsmu un sabojājot instrumentus.
Nepieciešama darbība: jums var būt nepieciešami ruļļi ar lielāku cietību (vai pārklāti ruļļi) un ievērojami agresīvāku, hloru{0} nesaturošu smērvielu režīmu.
Metināšanas ātrums un siltuma padeve:
316L: ir zemāka siltumvadītspēja un lielāka elektriskā pretestība.
Hastelloy C-276: ir pat zemāka siltumvadītspēja nekā 316L. Tas nozīmē, ka siltums koncentrējas pie metināšanas malas.
Nepieciešama darbība: jāsamazina metināšanas ātrums vai jāpielāgo jauda. Izkausētais metināšanas baseins ir arī "slinkāks" (ar augstāku viskozitāti) nekā nerūsējošais tērauds. Ja skrienat ar ātrumu 316 l, jūs riskējat izkausēt- vai veidoties nekonsekventi lodītes.
Oksidācija: Hastelloy oksīdi (bagāti ar niķeli un molibdēnu) ir izturīgāki un izturīgāki nekā hroma oksīdi uz nerūsējošā tērauda. Jūsu šalles rīks (ID lodīšu noņemšanai) nolietosies ātrāk, un tam var būt nepieciešami karbīda vai keramikas uzgaļi.
3. Atbilstība ASME kodam: vai Hastelloy C metināto cauruli var izmantot tiešai spiedtvertņu konstrukcijai saskaņā ar ASME VIII sadaļas 1. nodaļu, un kāds savienojuma efektivitātes koeficients tiek piemērots?
J: Mēs izgatavojam spiedtvertni ļoti kodīgam ķīmiskam procesam. Lai ietaupītu naudu, mēs vēlamies izmantot Hastelloy C-276 metināto cauruli korpusam un sprauslām, nevis velmēšanas plāksni un metināšanas šuves. Vai ASME kods to pieļauj un kā tiek samazināts stiprums?
A: Jā, ASME katlu un spiedtvertņu kodekss (VIII sadaļa, 1. nodaļa) atļauj izmantot metinātas caurules spiedtvertņu konstrukcijā. Tomēr kodekss nosaka īpašus projektēšanas noteikumus attiecībā uz metinājuma šuvju kvalitāti un pārbaudi.
Lūk, kā tas attiecas uz Hastelloy C-276:
Materiāla specifikācija: caurulei jābūt ražotai atbilstoši ASTM standartam, ko akceptējis ASME. Hastelloy C-276 metinātajai caurulei tā parasti ir ASTM B619 (metināta caurule) vai B775 (vispārīgās prasības niķeļa sakausējuma metinātām caurulēm).
Savienojuma efektivitātes koeficients (E): tas ir būtisks faktors jūsu konstrukcijas aprēķinos. Materiāla pieļaujamā sprieguma vērtība tiek reizināta ar šo koeficientu, lai noteiktu metinātās šuves stiprību.
Koeficients E=0.85: tas attiecas uz gadījumiem, kad caurule ir ražota saskaņā ar nevainojamiem kvalitātes standartiem? Nē. Konkrēti, metinātām caurulēm, ko izmanto kuģu konstrukcijā, kur metinātā šuve tiek rentgenogrāfēta (pilnībā x-), kas atbilst kodeksam, var izmantot savienojuma efektivitātes koeficientu 1,0. Tomēr, ja metinātā šuve netiek radiogrāfēta, faktors samazinās.
Faktors E=0.85: to parasti izmanto metinātām caurulēm, kas ir atkvēlinātas šķīdumā, bet tikai punktveida-izmeklētas (vai nav pārbaudītas) rentgenoloģiski.
Garenvirziena pret apkārtmēru: kods rūpējas pargareniskišuvju efektivitāte. Apkārtējās šuves, kuras metināt savā veikalā, tiek apstrādātas atsevišķi, pamatojoties uz jūsu metināšanas procedūrām.
Stiepes stiprības samazināšana: atšķirībā no dažiem plastmasas materiāliem, metinātās caurules parastā metāla stiepes izturība (kā norādīta ASME II sadaļas D daļā) ir tāda pati kā bezšuvju caurulei, ja tā atbilst ķīmiskajām un stiepes prasībām. "Samazināšanu" pilnībā nodrošina savienojuma efektivitātes koeficients, kas piemērots pieļaujamajam spriegumam.
Praktiski padomi kuģu būvētājiem:
Ja jūs izmantojat cauruli kā apvalku, jums jānodrošina, lai gareniskā metinājuma šuve būtu augstākās kvalitātes. Norādiet 100% cauruļu ražotāja gareniskās šuves rentgenogrāfiju, lai jūsu dizainā norādītu augstākas sprieguma vērtības. Ja jūs to uztverat kā "bezšuvju" ekvivalentu pēc rentgenogrāfijas, jūs maksimāli palielināsit sienas biezuma efektivitāti.
4. Sour Service (NACE): vai Hastelloy C metinātās caurules metināšana atbilst cietības prasībām, kas noteiktas NACE MR0175/ISO 15156 skābās naftas un gāzes pakalpojumiem?
J: Mēs vēlamies izmantot Hastelloy C-276 metināto cauruli dziļurbuma iesmidzināšanas līnijai laukā ar augstu H2S un hlorīdiem. NACE MR0175 ierobežo cietību, lai novērstu sulfīda spriegumu plaisāšanu (SSC). Vai metināšanas process padara šuvi pārāk cietu, diskvalificējot to par skābu apkalpošanu?
A: Hastelloy C-276 ir viens no vispiedodamākajiem materiāliem attiecībā uz NACE MR0175 atbilstību, taču metināšanas šuve ir rūpīgi jāpārbauda. Labā ziņa ir tā, ka C-276 ir skaidri norādīts kā pieņemams materiāls skābiem pakalpojumiem, un metinātās caurules parasti ir pieņemamas.
Šeit ir norādīts īpašs metinājuma sadalījums:
NACE cietības robeža: Oglekļa tēraudam un zema sakausējumiem NACE MR0175 nosaka stingru cietības robežvērtību 22 HRC (cietība Rockwell C). Niķeļa-sakausējumu, piemēram, C-276, standarts atšķiras. Tas vairāk koncentrējas uz materiāla stāvokli (šķīdums atkvēlināts) un izvairīšanos no aukstās apstrādes. Tomēr maksimālā cietība 35 HRC bieži tiek minēta kā vadlīnija auksti apstrādātām vietām, lai izvairītos no plaisāšanas.
Metināšanas šuves cietība: pareizi izgatavotā Hastelloy C-276 metinātā caurulē (izmantojot GTAW vai plazmas metināšanu ar atbilstošu pildvielu) metinājuma šuves cietība parasti ir robežās no 15 līdz 25 HRC. Tas ir pieņemamā diapazonā skābiem pakalpojumiem. Siltuma ietekmētā zona (HAZ) parasti ir vēl mīkstāka.
Reālais risks: Auksts darbs: zonas, kas var pārsniegt pieļaujamo cietību, nav pati metināšana, bet "aukstās apstrādes" zonas, kas atrodas blakus metinājumam vai šuvei.siltuma ietekmētā zonaja metināšana veikta nepareizi (pārāk karsts, pārāk lēns). Tomēr dzirnavas gala šķīduma atkausēšanas solis pēc metināšanas atiestata metalurģisko struktūru. Tas pārkristalizē jebkuru aukstu darbu no formēšanas un visas cietās zonas no metināšanas, atjaunojot visu caurules-metinājumu un pamatni-viendabīgā, mīkstā, elastīgā stāvoklī.
Kvalifikācija: lai nodrošinātu pilnīgu atbilstību, cauruļu ražotājam ir jāiesniedz dokumentācija, kas apliecina, ka produkts atbilst NACE prasībām, ko parasti atbalsta starpkristālu korozijas testi (ASTM G28) un metinājuma cietības pētījumi.
Spriedums: Šķīduma atkvēlināta Hastelloy C-276 metinātā caurule pilnībā atbilst NACE MR0175 skābajiem pakalpojumiem. Metināšanas šuve pēc atbilstošas termiskās apstrādes nerada SSC risku.
5. Ekonomiskais pamatojums: kad ir finansiāli saprātīgi norādīt metinātu Hastelloy C cauruli virs bezšuvju versijas ķīmiskās rūpnīcas paplašināšanai?
J: Esmu ķīmiskās rūpnīcas paplašināšanas projektu vadītājs. Mums ir nepieciešami 6000 pēdu 10 collu Hastelloy C cauruļvadi. Bezšuvju risinājums ir budžeta samazinājums. Kādi ir kompromisi,{6}}ja pārietu uz metinātām caurulēm? Vai es upurēju drošību vai ilgmūžību, lai tikai ietaupītu naudu?
A: Izvēle starp bezšuvju un metinātu Hastelloy C cauruli ir klasisks inženierekonomikas lēmums. Jūs ne vienmēr upurējat drošību vai ilgmūžību, ja veicat apzinātu izvēli. Šeit ir ietvars lēmuma pieņemšanai:
Kad uzvar metinātā caurule (“Sweet Spot”):
Liels diametrs, garas gaitas: izmēros virs 6 collu NPS bezšuvju caurule kļūst eksponenciāli dārgāka, un to ir grūti iegūt. Caurduršanas procesam liela-diametra bezšuvju niķeļa sakausējuma sagatavēm ir zema ražība, kas palielina izmaksas. Metinātā caurule tiek veidota no plātnes, ko ir vieglāk ražot. Jūsu 10 collu līnijai varētu būt lētāka 20 šuvju caurule4.
Pakalpojumi, kas nav-kritiski: ja caurule veic lielapjoma ķīmisko vielu pārnesi, kur spiediens ir mērens un korozija ir vispārēja (viendabīga), metināšanas šuve nav atbildīga. Korozijas pielaide, ko iestrādājat sienas biezumā, aizsargā visu cauruli, ieskaitot metinājumu.
Pieejamība (izpildes laiks): bezšuvju Hastelloy caurulēm ar lielu diametru bieži ir pagarināts izpildes laiks, jo dzirnavas to izmanto noteiktās kampaņās. Metinātas caurules bieži vien var ātrāk izgatavot no plākšņu krājumiem, tādējādi ātrāk nodrošinot jūsu projektu tiešsaistē.
Ja vienlaidus nav{0}}apspriežams:
Ciklisks nogurums vai vibrācija: ja līnija ir pakļauta lielai vibrācijai (piemēram, savienota ar virzuļkompresoriem) vai spēcīga spiediena cikliskuma, priekšroka tiek dota bezšuvju līnijai. Garenvirziena šuves neesamība novērš noguruma plaisu potenciālo sākumpunktu.
Īpaši augsts spiediens: biezu-sienu grafikos (piem., 160. grafiks vai XXS) bezšuvju kaltu sagatavju materiāla uzticamība bieži tiek norādīta uz formētās-un-metinātās plāksnes konstrukcijas.
Kritiskās drošības zonas: cauruļvadu sekcijās, kas atrodas tieši blakus spiediena tvertnēm vai 10 pēdu attālumā no augsta spiediena rotējošām iekārtām, daži uzņēmuma standarti nosaka, ka ir jālikvidē visi mainīgie.
Spriedums jūsu projektam:
Attiecībā uz 6000 pēdu 10 collu caurulēm vispārējās ķīmiskās pārneses uzdevumā metinātā caurule ir ekonomiski saprātīga izvēle. Noteikti norādiet, ka caurule ir rūdīta šķīdumā un ka metinājuma šuve ir izturējusi hidrostatisko pārbaudi un nesagraujošo pārbaudi (piemēram, virpuļstrāvas vai UT). Šādā stāvoklī ir nevainojama izturība pret koroziju un bezspēcīga mehāniskā izturība. 99% ķīmisko procesu lietojumu Izmaksu ietaupījumi ir reāli un neapdraud rūpnīcas integritāti.
