1. J: Kādas ir galvenās atšķirības ķīmiskajā sastāvā un termiskajā apstrādē starp Incoloy 800, 800H un 800HT caurulēm?
A:Incoloy 800 sērija sastāv no trīs atšķirīgām kategorijām-800, 800H un 800HT-, katra ir izstrādāta īpašiem augstas temperatūras ekspluatācijas apstākļiem. Lai gan visiem trim ir vienāds bāzes sastāvs, proti, aptuveni 32,5% niķeļa, 21% hroma un līdzsvara dzelzs, to atšķirības slēpjas kontrolētā oglekļa saturā, tīšā sakausējuma piedevās un termiskās apstrādes procedūrās.
Incoloy 800 (UNS N08800)oglekļa saturs ir ne vairāk kā 0,10% bez minimālās prasības. Tas parasti ir šķīdums, kas atkvēlināts 1800–2100 ° F (982–1149 ° F) temperatūrā un pēc tam ātri atdzesēts. Šai šķirai veidojas relatīvi rupja graudu struktūra, kas nodrošina pietiekamu izturību mērenās temperatūrās, bet ierobežo tās šļūdes pretestību ilgstošas augstas temperatūras iedarbības laikā.
Incoloy 800H (UNS N08810)satur kontrolētu oglekļa diapazonu no 0,05 līdz 0,10 svara%. Tam jābūt atkausētam ar šķīdumu vismaz 1149 grādu temperatūrā. Šī augstākā atkausēšanas temperatūra apvienojumā ar paaugstinātu oglekļa saturu rada smalkāku, vienmērīgāku graudu struktūru (ASTM graudu izmērs Nr. . 5 vai smalkāks). Smalkāki graudi ievērojami uzlabo šļūdes {{8}plīsuma izturību, padarot 800H piemērotu ekspluatācijas temperatūrai virs 1100 °F (593 grādiem), kur laika{12}}atkarīga deformācija kļūst par dizaina problēmu.
Incoloy 800HT (UNS N08811)pārstāv visaugstāko pakāpi. Tas saglabā tādu pašu oglekļa diapazonu kā 800H (0,06–0,10%), bet pievieno kontrolētu daudzumu alumīnija (0,15–0,60%) un titāna (0,15–0,60%). Šie elementi veido smalkas Ni₃(Al,Ti) nogulsnes augstas-temperatūras ekspluatācijas laikā, nodrošinot nokrišņu stiprināšanu. Šķīduma atkausēšanas temperatūra 800 HT ir vēl augstāka-vismaz 2150 grādi F (1177 grādi)-, kas ar nolūku rada rupjāku graudu struktūru, kas optimizē šļūdes pretestību. Nogulšņu veidošanās un optimizēta graudu izmēra kombinācija nodrošina 800HT izcilu augstas temperatūras{18}}izturību starp trim kategorijām.
No praktiskā viedokļa, lai izvēlētos pareizo pakāpi, ir jāsaskaņo materiāla iespējas ar paredzamo ekspluatācijas temperatūru, sprieguma līmeņiem un paredzamo komponentu kalpošanas laiku. Izmantojot standarta 800 temperatūru virs 1100 °F ilgstošas spriedzes apstākļos, iespējams, priekšlaicīga šļūdes kļūme, savukārt 800HT norādīšana zemākas temperatūras lietojumiem rada nevajadzīgas izmaksas, nepalielinot veiktspēju.
2. J. Kuri nozares kodi, standarti un materiālu specifikācijas attiecas uz Incoloy 800/800H/800HT caurulēm?
A:Incoloy 800. sērijas caurules regulē visaptveroša ASTM, ASME un starptautisko standartu sistēma, kas nosaka ražošanas procesus, pielaides, testēšanas prasības un pieļaujamās konstrukcijas spriedzes. Šo specifikāciju izpratne ir būtiska, lai nodrošinātu iepirkumu, ražošanu un atbilstību normatīvajiem aktiem.
Primārās cauruļu specifikācijas:
ASTM B407 / ASME SB407– Šī ir standarta specifikācija bezšuvju niķeļa{0}}dzelzs-hroma sakausējuma caurulēm. Tas aptver visas trīs kategorijas (N08800, N08810, N08811) un ietver prasības attiecībā uz ķīmisko sastāvu, stiepes īpašībām, hidrostatisko testēšanu un izmēru pielaidēm.
ASTM B163 / ASME SB163– Īpaši attiecas uz bezšuvju kondensatora un siltummaiņa caurulēm. Šajā specifikācijā ir iekļautas stingrākas izmēru kontroles un papildu pārbaudes prasības, piemēram, izplešanās un saplacināšanas testi, lai nodrošinātu caurules integritāti siltuma pārneses pakalpojumam.
Papildu specifikācijas citām produktu formām:
ASTM B408 / ASME SB408– Aptver stieņus, stieņus un formas, ko bieži izmanto veidgabaliem un atlokiem.
ASTM B514– Pievēršas metinātām caurulēm, lai gan lielākajai daļai augstas{0}}temperatūras un spiediena{1}}noturēšanas lietojumu priekšroka tiek dota bezšuvju konstrukcijai.
Koda iekļaušana:ASME katlu un spiedtvertņu kods (II sadaļa, D daļa) nodrošina pieļaujamās sprieguma vērtības katrai klasei paaugstinātā temperatūrā. Būtiski, ka 800H un 800HT saņem ievērojami augstākas pieļaujamās sprieguma vērtības virs 1100 °F, salīdzinot ar standarta 800. Piemēram, pie 1600 °F (871 grāds) 800HT pieļaujamie spriegumi var būt divas līdz trīs reizes augstāki nekā standarta 800, kas atspoguļo tā izcilo šļūdes pretestību.
Papildu prasības:Norādot šīs caurules, pircējiem jāatsaucas arī uz:
ASME B36.19- Nerūsējošā tērauda cauruļu izmēri (parasti tiek izmantoti šiem niķeļa sakausējumiem)
NACE MR0175/ISO 15156- Sliktiem pakalpojumiem, lai gan Incoloy 800 sērija parasti nav pirmā izvēle sulfīdu sprieguma plaisāšanas vidēs
Vienmēr pārbaudiet, vai materiāla pārbaudes ziņojumā (MTR) ir norādīts pareizais UNS numurs, termiskās apstrādes temperatūra un mehāniskās pārbaudes rezultāti. 800H un 800HT šķīduma atkausēšanas temperatūra ir skaidri jādokumentē, lai apstiprinātu klases apzīmējumu.
3. J: Kāpēc Incoloy 800HT caurule ir vēlamais materiāls etilēna krekinga krāsns caurulēm?
A:Etilēna krekinga krāsnis,{0}}pazīstamas arī kā pirolīzes krāsnis-, darbojas dažos no vissarežģītākajiem nosacījumiem naftas ķīmijas rūpniecībā. Spolēm un pārvades līnijas apmainītājiem jāiztur iekšējais spiediens līdz 30 bāriem (435 psi), kamēr tie ir pakļauti gāzes temperatūrai, kas sasniedz 2000 °F (1093 grādi), un metāla temperatūrai, kas tuvojas 1800–1900 °F (982–1038 grādi). Incoloy 800HT caurule ir kļuvusi par nozares standartu šim lietojumam, pateicoties četrām kritiskajām veiktspējas īpašībām.
Pirmkārt, izcila šļūdes{0}}pārrāvuma izturība:Kontrolētas oglekļa (0,06–0,10%), alumīnija un titāna piedevu (katrs 0,15–0,60%) un augstas temperatūras šķīduma atkvēlināšanas (vismaz 2150 grādi F / 1177 grādi) kombinācija rada mikrostruktūru, kas ir izturīga pret laika -atkarīgu deformāciju. Etilēna plaisāšanas gadījumā caurules piedzīvo ilgstošu loka spriegumu, ko rada iekšējais spiediens ekstremālās temperatūrās. Standarta austenīta nerūsējošais tērauds, piemēram, 310H, šādos apstākļos izliektos un sabojātos dažu mēnešu laikā. Incoloy 800HT nodrošina uzticamu kalpošanas laiku, ko mēra gados, parasti 5–10 gadi starp nomaiņām atkarībā no darbības smaguma pakāpes.
Otrkārt, izcila karburācijas izturība:Ogļūdeņražu krekinga procesā veidojas pirolītisks ogleklis, kas var izkliedēties cauruļu sienās{0}}par karburizāciju. Karburētie slāņi kļūst trausli, zaudē elastību un rada nopietnas termiskās izplešanās neatbilstības ar nekarburizētu parasto metālu. Augstais niķeļa saturs (30–35%) Incoloy 800HT samazina oglekļa šķīdību un difūziju salīdzinājumā ar zemākiem -niķeļa sakausējumiem. Turklāt hroma-bagātīgā oksīda skala, kas veidojas uz caurules iekšējā diametra, darbojas kā difūzijas barjera. Šī dubultā aizsardzība ievērojami pagarina caurules kalpošanas laiku karburējošā vidē.
Treškārt, termiskā noguruma izturība:Etilēna krāsnīs bieži tiek veikti koksa atdalīšanas cikli, kuros tiek ievadīts tvaiks un gaiss, lai sadedzinātu uzkrātās oglekļa nogulsnes. Šie cikli izraisa straujas temperatūras svārstības, kas izraisa termisko spriegumu. Mērens termiskās izplešanās koeficients (līdzīgs austenīta nerūsējošajiem tēraudiem) un izcila augstas -temperatūras elastība ļauj 800HT izturēt tūkstošiem termisko ciklu bez plaisāšanas.
Ceturtkārt, izturība pret oksidēšanu ekstremālās temperatūrās:21% hroma saturs veicina nepārtrauktas, pielipušas Cr₂O₃ skalas veidošanos, kas aizsargā pret metālu zudumiem oksidēšanās rezultātā. Pat pēc ilgstošas -apkalpošanas svari saglabā aizsardzību. Ja rodas lokāli mēroga traucējumi, augstais hroma un niķeļa saturs nodrošina ātru pārveidošanu.
Lauka pieredze apstiprina, ka pareizi darbinātas Incoloy 800HT krāsns spoles nodrošina divas līdz trīs reizes ilgāku kalpošanas laiku nekā iepriekšējās sakausējumu paaudzes, padarot to par etalonmateriālu mūsdienu etilēna rūpnīcām.
4. J: Kādas ir kritiskās metināšanas prasības un iespējamās problēmas, savienojot Incoloy 800/800H/800HT caurules?
A:Incoloy 800. sērijas cauruļu metināšanai rūpīgi jāpievērš uzmanība pildvielas metāla izvēlei, siltuma padeves kontrolei un pēc-metināšanas termiskās apstrādes apsvērumiem. Nepareiza metināšana var negatīvi ietekmēt sakausējuma īpašības augstā temperatūrā{3}} un izraisīt priekšlaicīgas ekspluatācijas kļūmes.
Pildījuma metāla izvēle:Visbiežāk norādītais pildvielas metāls irERNiCr-3(AWS A5.14 klasifikācija), kas satur aptuveni 67% niķeļa, 20% hroma un 2,5% mangāna. Šī pildviela nodrošina labu stiprību un oksidācijas izturību, vienlaikus saskaņojot parastā metāla termiskās izplešanās īpašības. Visprasīgākajiem augstas -temperatūras lietojumiem,ERNiCrCoMo-1(Inconel 617) var tikt norādīts, nodrošinot uzlabotu šļūdes izturību virs 1600 °F (871 grāda). Nekad neizmantojiet nerūsējošā tērauda pildvielas (piem., 308L vai 309L), jo tās veido atšķaidīšanas zonas, kas ir pakļautas karstai plaisāšanai un sigma fāzes trauslumam.
Siltuma ievades un starpplūsmas temperatūras kontrole:Pārmērīga siltuma padeve ir visizplatītākā metināšanas kļūda. Ierīcēm Incoloy 800H un 800HT, kuru šļūdes stiprums ir kontrolētas graudu struktūras, liela siltuma padeve var izraisīt graudu rupjību karstuma ietekmētajā zonā (HAZ). Tas lokāli samazina šļūdes pretestību, radot iespējamu atteices sākuma vietu. Ieteicamie parametri ietver:
Maksimālā caurlaides temperatūra: 200 grādi F (93 grādi)
Izmantojiet stīgu krelles, nevis aušanu
Ierobežojiet siltuma ievadi līdz aptuveni 25–45 kJ/collā (10–18 kJ/cm)
Izmantojiet gāzes volframa loka metināšanu (GTAW) sakņu ejām, kam seko gāzes metāla loka metināšana (GMAW) vai ekranētā metāla loka metināšana (SMAW) aizpildīšanas ejām.
Metināto šuvju pirms-tīrīšana un piesārņojuma novēršana:Sērs, fosfors un metāli ar zemu -kušanas-punktu (piemēram, varš vai cinks no marķēšanas zīmuļiem vai apstrādes instrumentiem) var izraisīt karstu plaisāšanu. Rūpīgi notīriet metināšanas zonu ar acetonu vai speciālu nerūsējošā tērauda stiepļu suku. Izmantojiet atsevišķus slīpripas-nekad neizmantojiet riteņus, kas iepriekš izmantoti oglekļa tēraudam.
Pēc-metināšanas termiskā apstrāde (PWHT):Atšķirībā no daudziem oglekļa un zemu{0}}leģētiem tēraudiem, Incoloy 800. sērijai parasti nav nepieciešama PWHT, ja ir paredzēts cauruļvadu sekciju biezums (līdz 2 collām/50 mm). Tomēr smagām -sienu sekcijām vai tad, ja komponents darbosies šļūdes diapazonā, var tikt noteikta pilna šķīduma atkausēšanas termiskā apstrāde. Tas ietver karsēšanu līdz 2100–2150 grādiem F (1149–1177 grādiem), kam seko ātra dzesēšana. Lauka šķīduma atkausēšana reti ir praktiska, tāpēc pareiza metināšanas procedūras kvalifikācija kļūst būtiska.
Biežākie defekti un profilakse:
Karstā plaisāšana:To novērš zema siltuma padeve, tīri apstākļi un atbilstošie pildvielas metāli
Mikrofissūra HAZ:Izvairieties no sasprindzinājuma-pieaugumiem un pārmērīgas parastā metāla atšķaidīšanas
Korozijas izturības zudums:Pārkaršana var izraisīt hroma karbīda nogulsnēšanos; plānām sekcijām izmantojiet ātru dzesēšanu
Kvalificējiet metināšanas procedūras atbilstoši ASME IX sadaļai, veicot atbilstošu mehānisko testu, tostarp paaugstinātas-temperatūras stiepes testus, ja ir paredzēts šļūdes pakalpojums.
5. J. Kurās korozīvās vidēs Incoloy 800. sērijas caurules piedāvā atšķirīgas priekšrocības salīdzinājumā ar standarta nerūsējošajiem tēraudiem, piemēram, 304L un 316L?
A:Lai gan austenīta nerūsējošais tērauds, piemēram, 304 L un 316 L, ir lieliski vispārīgi -korozijizturīgi{3}} sakausējumi, Incoloy 800. sērija nodrošina izcilu veiktspēju vairākās specifiskās, prasīgās vidēs. Izprotot šīs atšķirības, tiek novērsta materiāla nepareiza izmantošana un priekšlaicīga kļūme.
Augstas{0}}temperatūras oksidēšana:Virs 1500 °F (816 grādiem), 304 l un 316 l uzrāda strauju mērogošanu un plaisāšanu. To hroma saturs (18% 304L, 16–18% 316L) nav pietiekams, lai uzturētu aizsargājošu oksīda slāni šajās temperatūrās, īpaši termiskās cikla laikā. Incoloy 800 21% hroma, apvienojumā ar 30–35% niķeļa, veido lipīgāku, pašdziedinošu Cr₂O₃ skalu, kas saglabā aizsardzību līdz aptuveni 1800 °F (982 grādiem) neregulārai darbībai un 2000 °F (1000 grādiem F) nepārtrauktai darbībai. Lietojumprogrammas, kas gūst labumu no tā, ietver krāsns sastāvdaļas, termiskās apstrādes armatūras un augstas temperatūras cauruļvadus.
Hlorīda sprieguma korozijas plaisāšana (SCC):Šī neapšaubāmi ir visnozīmīgākā Incoloy 800 sērijas priekšrocība. Austenīta nerūsējošie tēraudi ir ļoti jutīgi pret hlorīdu SCC skābekļa klātbūtnē temperatūrā virs aptuveni 140 °F (60 grādi). Pat zema hlorīda koncentrācija (10–100 ppm) var izraisīt plaisāšanu 304L un 316L, īpaši iztvaikošanas apstākļos, piemēram, tvaika sistēmās, siltummaiņos un izolētajās caurulēs, kas kļūst mitras. Lielāks niķeļa saturs Incoloy 800 (30–35% pret . 8–12% 304L/316L) būtiski maina SCC mehānismu. Niķelis palielina sakausējuma sakraušanas defektu enerģiju, padarot to izturīgāku pret anodiskās šķīšanas ceļu, kas izplata SCC plaisas. Incoloy 800 tiek uzskatīts par ļoti izturīgu pret hlorīda SCC visās temperatūrās, kas sastopamas ūdens vidē. Tas padara to par lielisku izvēli padeves ūdens sildītājiem, tvaika ģeneratora caurulēm un ārzonas platformas cauruļvadiem, kur ir iespējama hlorīda pārnešana.
Karburēšanas atmosfēra:Vidēs, kurās augstā temperatūrā ir oglekli{0}}nesošas gāzes (CO, CH₄ utt.), ogleklis var izkliedēties sakausējuma virsmās, veidojot iekšējos karbīdus, kas trauslo materiālu. Lai gan 316L piedāvā zināmu pretestību, Incoloy 800 augstākais niķeļa saturs ievērojami samazina oglekļa difūziju. Šī priekšrocība ir īpaši vērtīga naftas ķīmijas procesos, piemēram, metanola riformingā, ūdeņraža ražošanā un termiskās apstrādes krāsnīs ar endotermisku atmosfēru.
Politionskābes sprieguma korozijas plaisāšana:Rafinēšanas rūpnīcās austenīta nerūsējošais tērauds, kas ir sensibilizēts metināšanas vai augstas{0}temperatūras iedarbības laikā, var saplaisāt, pakļaujot politionskābēm, kas veidojas no dzelzs sulfīdiem un mitruma. Incoloy 800 augstākais niķeļa saturs samazina šāda veida uzbrukuma virzītājspēku.
Ierobežojumi, kas jāatpazīst:Incoloy 800 sērija nav universāls nerūsējošā tērauda aizstājējs. Reducējošā skābā vidē (piemēram, atšķaidīta sērskābe vai sālsskābe zemā vai mērenā temperatūrā) 316L bieži darbojas līdzīgi vai labāk par zemākām izmaksām. Turklāt Incoloy 800 neatbilst 316 l pretestībai hlorīdu{8}}saturošajos ūdens šķīdumos apkārtējās vides temperatūrā, -molibdēns 316 l (2–3%) nodrošina specifisku pretestību pret ievainojumiem, kuras Incoloy 800 trūkst.
Ekonomiskajam lēmumam vajadzētu līdzsvarot sākotnējās materiālu izmaksas (Incoloy 800 parasti maksā 3–5 reizes vairāk nekā 316 L) ar atteices sekām, paredzamo kalpošanas laiku un piekļuvi apkopei. Kritiskiem, augstas{5}}temperatūras vai SCC-pakalpojumiem Incoloy 800. sērijas caurules nodrošina tādu uzticamību, kādu nevar sasniegt standarta nerūsējošais tērauds.
