Kādas ir kritiskās metināšanas prasības Incoloy 832 un Incoloy 890 caurulēm?

1. J: Kādas ir galvenās Incoloy 832 un Incoloy 890 caurulīšu sastāva un īpašību atšķirības?

A:Gan Incoloy 832, gan Incoloy 890 ir augstas veiktspējas austenīta sakausējumi, kas paredzēti augstas-temperatūras sulfidēšanai un oksidēšanai, taču tie atšķiras pēc hroma, silīcija un niķeļa satura, kas ietekmē to veiktspēju.

Incoloy 832 (UNS N08832)ir daudz-hroma, silīcija-modificēts austenīta sakausējums, kas īpaši izstrādāts smagai sulfidējošai videi. Tās nominālais sastāvs ir 30–35% niķeļa, 26–30% hroma, 0,5–1,5% molibdēna, 1,5–2,5% silīcija, 0,5–1,0% mangāna, 0,02–0,06% oglekļa un līdzsvara dzelzs. Galvenās atšķirīgās iezīmes ir ļoti augstais hroma saturs (26–30%, augstāks nekā Incoloy 890 — 25–28%) un paaugstināts silīcija saturs (1,5–2,5%, ievērojami augstāks nekā 890. gados — 0,3–0,8%). Šī kombinācija nodrošina izcilu izturību pret sulfidāciju (sēra uzbrukumu) augstās temperatūrās. Augsts silīcija saturs veicina aizsargājoša silīcija dioksīda (SiO₂) apakšslāņa veidošanos zem hroma oksīda/sulfīda skalas. Incoloy 832 ir ciets{31}}šķīdums, kas stiprināts bez tīšām nokrišņiem{32}}cietināšanas piedevām. Tipiskā tecēšanas robeža ir 30–45 ksi (207–310 MPa) istabas temperatūrā, un lietderīgā šļūdes izturība ir līdz aptuveni 1800 °F (982 grādiem).

Incoloy 890 (UNS N08890)ir dzelzs -niķeļa-hroma sakausējums, kas paredzēts arī augstas-temperatūras sulfidējošai un oksidējošai videi. Tās nominālais sastāvs ir 32–35% niķeļa, 25–28% hroma, 0,5–1,5% molibdēna, 0,3–0,8% silīcija, 0,5–1,0% mangāna, 0,02–0,06% oglekļa un līdzsvara dzelzs. Salīdzinot ar Incoloy 832, Incoloy 890 satur nedaudz mazāk hroma (25–28% salīdzinājumā ar . 26–30%) un ievērojami mazāk silīcija (0,3–0,8% salīdzinājumā ar . 1.5–2,5%). Zemāks silīcija saturs padara Incoloy 890 vieglāku izgatavošanu un metināšanu, jo augsts silīcija līmenis var veicināt trauslas sigmas fāzes veidošanos un samazināt metināmību. Tomēr zemāks silīcija līmenis nozīmē arī nedaudz zemāku sulfidācijas pretestību agresīvākajā vidē. Incoloy 890 ir arī ciets -šķīdums, kas stiprināts ar tipisku tecēšanas robežu 30–45 ksi (207–310 MPa).

Metalurģijas sekas:Incoloy 832 piedāvā izcilu izturību pret sulfidēšanu, jo tajā ir augstāks hroma un silīcija saturs, taču uz samazinātas metināmības rēķina un trausluma fāzes veidošanās iespējamība ilgstošas ​​-augstas{2}}temperatūras iedarbības laikā. Incoloy 890 piedāvā līdzsvaru starp labu sulfidācijas izturību, lielisku oksidācijas izturību un labāku izgatavojamību. Visnopietnākās sulfidizācijas vidēs (piemēram, augstas -sēra satura jēlnaftas sildītāji, ogļu-kurināmie katli ar zemu{10}}NOx degļiem) priekšroka tiek dota Incoloy 832. Vispārējiem rafinēšanas sildītāju pakalpojumiem, kur sulfidācija ir mērena un ir svarīga metināmība, bieži tiek izvēlēts Incoloy 890.

Izvēle starp tiem:Ja pieteikums ietverextreme sulfidation with high sulfur content (>3% degvielā) un temperatūra virs 1600 grādiem F (871 grādi), izvēlieties Incoloy 832. Ja pieteikums ietvermērena vai smaga sulfidācija ar labām izgatavojamības prasībām, izvēlieties Incoloy 890.

---

2. J: Kādi nozares standarti un specifikācijas regulē Incoloy 832 un Incoloy 890 bezšuvju caurules?

A:Uz šiem diviem sakausējumiem attiecas līdzīgas specifikāciju sistēmas, taču Incoloy 832 ir mazāk standartizēts, un bieži vien ir nepieciešamas pircēja specifiskas specifikācijas.

Bezšuvju caurulei Incoloy 832:

Nav speciālas ASTM caurules specifikācijas.Incoloy 832 ir patentēta vai daļēji{1}}standarta kategorija. Caurule parasti tiek ražota atbilstoši pircēja izstrādātajām-specifikācijām, kurās ir atsauce uz ASTM B407 (niķeļa-dzelzs-hroma sakausējumiem) ar papildu prasībām attiecībā uz ķīmiju (augstāks Cr un Si) un paaugstinātas -temperatūras īpašībām.

ASTM B407 / ASME SB407– Izmantota kā bāzes specifikācija ar modificētu ķīmisko sastāvu, lai atbilstu Incoloy 832 prasībām.

ASME koda futrālis– Ir daži kodu gadījumi līdzīgiem sakausējumiem ar augstu{0}}silīcija saturu; pircējiem jākonsultējas ar rūpnīcu par atbilstību kodeksam.

API 938-C– American Petroleum Institute ieteiktā prakse attiecībā uz izturību pret sulfidēšanu, kas ietver norādījumus par sakausējumiem, piemēram, Incoloy 832.

Bezšuvju caurulei Incoloy 890:

ASTM B407 / ASME SB407– Standarta specifikācija bezšuvju niķeļa{0}}dzelzs-hroma sakausējuma caurulēm. Šī ir UNS N08890 galvenā specifikācija.

ASTM B163 / ASME SB163– Bezšuvju kondensatora un siltummaiņa caurules, ko bieži izmanto 890 caurulēm augstas temperatūras -siltummaiņos.

ASME koda lieta 2588– Ļauj izmantot Incoloy 890 (UNS N08890) ASME katlu un spiedtvertņu koda konstrukcijā, lai kalpotu līdz 1800 grādiem F (982 grādiem) sulfidējošā vidē.

API 938-C– Sniedz norādījumus par Incoloy 890 un līdzīgu sakausējumu izmantošanu naftas rafinēšanas sildītāju komponentiem.

Iepirkuma apsvērumi:Incoloy 832 bezšuvju caurule ir īpašs produkts ar ļoti ierobežotiem dzirnavu avotiem. Pircējiem ir jārēķinās ar ilgāku izpildes laiku (16–24 nedēļas) un cieši jāsadarbojas ar rūpnīcu, lai izveidotu iepirkuma specifikāciju. Ķīmiskajā analīzē jāapstiprina silīcija saturs (1,5–2,5%) un hroma saturs (26–30%). Incoloy 890 ir vairāk komerciāli pieejams, lai gan joprojām ir speciāla kategorija ar izpildes laiku 12–20 nedēļas. Abiem sakausējumiem kritiskiem lietojumiem var būt nepieciešama paaugstinātas{14}}temperatūras stiepes un šļūdes pārbaude.

---

3. J: Kāpēc Incoloy 832 bezšuvju caurule ir ieteicama ārkārtīgi sulfidējošā vidē rafinēšanas rūpnīcās un spēkstacijās?

A:Incoloy 832 bezšuvju caurule ir ieguvusi atzinību vissmagākajā sulfidējošā vidē, kur pat Incoloy 890 un 310H nerūsējošais tērauds piedzīvo nepieņemamu korozijas līmeni. Trīs specifiskas īpašības izskaidro tā pārākumu.

Pirmkārt, izcila sulfidācijas izturība no augsta hroma un augsta silīcija satura.Sulfidēšana ir augstas{0}}temperatūras korozijas veids, kurā sērs reaģē ar metālu, veidojot zemas-kušanas{2}} sulfīdus. Izturības atslēga ir aizsargājošas, lēni augošas sulfīda vai oksīda skalas veidošanās. Incoloy 832 satur 26–30% hroma (salīdzinājumā ar . 25–28% 890 un 24–26% 310H) un 1,5–2,5% silīcija (pret . 0.3–0,8% 890). Augsts hroma saturs veicina hromu{21}}bagātas sulfīdu/oksīdu skalas veidošanos. Augsts silīcija saturs veicina nepārtraukta, amorfa silīcija dioksīda (SiO₂) apakšslāņa veidošanos zem hroma skalas. Šis silīcija dioksīda slānis ir īpaši stabils un darbojas kā difūzijas barjera pret sēru. Laboratorijas pārbaudēs, kas simulē rafinēšanas rūpnīcas sildītāja apstākļus (1400–1600 grādi F / 760–871 grāds, 2–4% sēra degvielā), Incoloy 832 uzrāda sulfidācijas ātrumu 0,001–0,003 collas gadā (ipy), salīdzinot ar 0,0005–0,0105–0 Incoloy9 un 0105 ipy. 0,020–0,050 ipy 310H.

Otrkārt, izturība pret sulfidāciju un oksidāciju.Daudzi pret sulfidēšanu{0}}izturīgi sakausējumi (piem., tie ar ļoti augstu silīcija saturu) var būt jutīgi pret oksidēšanos vidēs, kas mainās starp reducēšanas (sulfidēšanas) un oksidēšanas apstākļiem. Incoloy 832 augstais hroma saturs (26–30%) nodrošina lielisku oksidācijas izturību, veidojot aizsargājošu Cr₂O₃ skalu, kad vide kļūst oksidējoša. Šī dubultā iespēja ir būtiska rafinēšanas rūpnīcu sildītājos, kur liesmas saskare, gaisa iekļūšana vai procesa traucējumi var izraisīt atmosfēras svārstības. Sakausējums saglabā aizsardzību abos apstākļos.

Treškārt, laba šļūdes izturība paaugstinātā temperatūrā.Lai gan Incoloy 832 nav nogulsnējošs{0}}cietinošs sakausējums, tas nodrošina noderīgu šļūdes stiprību, izmantojot cieto šķīduma stiprināšanu no hroma, silīcija un molibdēna. 100 000 -stundu šļūdes pārrāvuma izturība 1600 °F (871 grāds) temperatūrā ir aptuveni 1,5–2,5 ksi (10–17 MPa), kas ir salīdzināma ar 310 H un ir piemērota lielākajai daļai rafinēšanas rūpnīcu sildītāju cauruļu lietojumu, kur loka spriegumi ir salīdzinoši zemi (parasti 5–1,5).

Salīdzinošie atteices režīmi:Jēlnaftas sildītāja caurulē, kas apstrādā 3,5% jēlnaftas sēra 1550 °F (843 grādi) ar 500 psig iekšējo spiedienu:

310H nerūsējošais tērauds: sulfidācijas ātrums 0,030 ipy, caurules kalpošanas laiks aptuveni 3–4 gadi

Incoloy 890: sulfidācijas ātrums 0,008 ipy, caurules kalpošanas laiks aptuveni 10–12 gadi

Incoloy 832: sulfidācijas ātrums 0,002 ipy, caurules kalpošanas laiks pārsniedz 20 gadus

Tipiski pielietojumi:Rafinēšanas jēlnaftas sildītāja caurules (augsta{0}}sēra jēlnaftas serviss), aizkavēta koksa sildītāja caurules, vakuuma sildītāja caurules, ogļu-kurināmā katla pārkarsētājs un atkārtotas sildīšanas caurules (degļi ar zemu-NOx rada sulfidizācijas apstākļus), melnā atsārma reģenerācijas katlu komponenti celulozes atkritumu fabrikās un atkritumi no celulozes atkritumu fabrikās, gumijas).

---

4. J. Kāpēc rafinēšanas rūpnīcu sildītāju apkalpošanai bieži tiek izvēlēta Incoloy 890 bezšuvju caurule, nevis augstākas-sakausējuma iespējas?

A:Incoloy 890 bezšuvju caurule ieņem "jauku vietu" rafinēšanas rūpnīcu sildītāju lietojumos,{1}}piedāvājot ievērojami labāku sulfidācijas izturību nekā standarta 310H nerūsējošajam tēraudam, vienlaikus nodrošinot labāku izgatavojamību un zemākas izmaksas nekā augstākiem-silīcija sakausējumiem, piemēram, Incoloy 832. Tā plašo ieviešanu izskaidro trīs faktori.

Pirmkārt, optimizēts sulfidācijas izturības un izgatavojamības līdzsvars.Incoloy 890 25–28% hroma un 0,3–0,8% silīcija nodrošina ievērojamu sulfidācijas izturību salīdzinājumā ar 310H (24–26% Cr, 0,3–0,5% Si tipiski). Uzlabojums ir ievērojams,{11}}parasti sulfidācijas ātruma samazinājums par 50–70%. Tomēr silīcija saturs tiek uzturēts zem 1%, lai izvairītos no metināšanas un ražošanas grūtībām, kas saistītas ar augsta -silīcija sakausējumiem. Augsta -silīcija sakausējumi (virs 1,5% Si) metināšanas vai ilgstošas ​​darbības laikā var veidot trauslu sigmas fāzi, un tie ir vairāk pakļauti karstai plaisāšanai. Incoloy 890 var metināt, izmantojot standarta procedūras ar pildvielu ER310, bez īpašas priekšsildīšanas vai pēc-metināšanas termiskās apstrādes. Tas padara to praktisku gan dzirnavu ražošanā, gan lauku remontdarbos.

Otrkārt, pārbaudīta veiktspēja plašā rafinēšanas iekārtu vidē.Incoloy 890 ir uzkrājis gadu desmitiem ilgu pieredzi neapstrādātu sildītāju, vakuuma sildītāju, koksa sildītāju un reformatoru sildītāju ražošanā. Tas uzticami darbojas dažādos sēra satura (0,5–3,0%), temperatūras (1200–1650 grādi F / 649–899 grādi) un termiskā cikla apstākļos. Šie plašie sasniegumi sniedz rafinēšanas rūpnīcu inženieriem pārliecību sakausējuma norādīšanā. Turpretim augstāka{10}}silīcija sakausējumiem, piemēram, Incoloy 832, lauka vēsture ir ierobežotāka, un tie parasti ir paredzēti ekstrēmākajiem apstākļiem.

Treškārt, izmaksu{0}}efektivitāte salīdzinājumā ar niķeļa-supersakausējumiem.Vidēs, kur ir spēcīga sulfidācija, daži inženieri var apsvērt cieto niķeļa{0}}sakausējumu izmantošanu, piemēram, Inconel 600 vai Incoloy 800H. Tomēr šiem sakausējumiem ir savas sulfidācijas problēmas-augsta-niķeļa sakausējumi var veidot zemas-kušanas-niķeļa sulfīdus (Ni₃S₂, kušanas temperatūra 1179 grādi F/637 grādi), kas izraisa katastrofālu šķidruma{10}fāzi. Incoloy 890 ar sabalansētu niķeļa saturu (32–35%) novērš šo problēmu, vienlaikus nodrošinot izcilu izturību pret sulfidēšanu par zemākām izmaksām nekā sakausējumi, kuru pamatā ir niķelis. Incoloy 890 sakausējuma izmaksas parasti ir 2–3 reizes lielākas nekā 310H, bet tikai 0,6–0,8 reizes lielākas par cieto niķeļa sakausējumu, padarot to par ekonomisku jauninājumu.

Veiktspējas salīdzinājums tipiskā rafinēšanas rūpnīcas sildītāja darbībā (1500 grādi F / 816 grādi, 2% sēra degviela):

Tipiski pielietojumi:Rafinēšanas jēlnaftas un vakuuma sildītāju izstarojošās sekcijas, aizkavēta koksa sildītāja caurules, reformatora sildītāju čaulas un kolektori, hidroattīrīšanas iekārtas padeves-notekūdeņu siltummaiņi (augstas-temperatūras puse) un ogļu-elektrostacijas pārkarsētāja caurules (mērena sulfidācija).

---

5. J: Kādas ir kritiskās metināšanas prasības Incoloy 832 un Incoloy 890 caurulēm?

A:Incoloy 832 un Incoloy 890 metināšanai jāpievērš uzmanība dažādiem jautājumiem: Incoloy 832 augstais silīcija saturs rada karstas plaisāšanas un sigmas fāzes risku, savukārt Incoloy 890 ir piedodošāks, taču tam ir nepieciešama atbilstoša tehnika.

Incoloy 832 caurulei (augsts silīcija saturs, augsts hroma saturs):

Augsts karstās plaisāšanas un sigmas fāzes veidošanās risks.1,5–2,5% silīcija saturs, lai gan tas ir labvēlīgs pretestībai sulfidēšanai, rada ievērojamas metināšanas problēmas. Silīcijs pazemina graudu robežplēvju kušanas temperatūru, palielinot jutību pret karsto plaisāšanu. Piesardzības pasākumi ietver:

Zema siltuma padeve:Maksimālā caurlaides temperatūra: 250 grādi F (121 grāds). Siltuma padeve ierobežota līdz 15–30 kJ/collā (6–12 kJ/cm). Izmantojiet tikai stīgu krelles-neaudiet.

Tīrība ir ļoti svarīga:Sēra, fosfora un vara piesārņojums no griešanas šķidrumiem, marķēšanas pildspalvām vai apstrādes instrumentiem ievērojami palielina plaisāšanas risku. Izmantojiet speciālas nerūsējošā tērauda birstes un slīpripas.

Uzsildīt:Parasti tas nav nepieciešams, taču mērens priekšsildījums 200–300 °F (93–149 grādi) var samazināt termiskos gradientus un plaisāšanas risku.

Savaldība:Samaziniet metināšanas ierobežojumus. Izmantojiet pielāgošanas-atstarpes un ļaujiet blokam brīvi kustēties.

Pildījuma metāla izvēle:IzmantotER310vaiER309nerūsējošā tērauda pildvielas. Lai nodrošinātu vislabāko pretestību sulfidēšanai,ER310(25–28% Cr) ir vēlams. Ir dažas specializētas pildvielas ar augstu -silīcija saturu, taču tās ir reti pieejamas. Nekad neizmantojiet zema{5}}sakausējuma pildvielas vai pildvielas uz niķeļa- bāzes ar zemu hroma saturu.

Pēc-metinājuma termiskā apstrāde (parasti nav ieteicama):Šķīduma atkausēšana 1950–2050 °F (1066–1121 grāds) temperatūrā atjaunotu elastību, taču tā nav praktiska lauka metināšanai un var izraisīt deformāciju. Lielākā daļa Incoloy 832 sastāvdaļu tiek izmantotas kā-metinātas, pieļaujot zināmu elastības samazināšanos.

Incoloy 890 caurulei (mērens silīcijs):

Laba metināmība, ievērojot standarta piesardzības pasākumus.Incoloy 890 zemākais silīcijs (0,3–0,8%) padara to ievērojami vieglāk metināmu nekā Incoloy 832. Tiek piemērota standarta austenīta nerūsējošā tērauda metināšanas prakse.

Pildījuma metāla izvēle:IzmantotER310kā vēlamo pildvielu.ER309ir pieņemams mazāk smagam pakalpojumam. Pildvielai jāatbilst parastā metāla augstajam hroma saturam (25–28%), lai nodrošinātu optimālu sulfidācijas izturību.

Siltuma padeves kontrole:Maksimālā caurlaides temperatūra: 300 grādi F (149 grādi). Siltuma padeve ierobežota līdz 25–45 kJ/collā (10–18 kJ/cm). Lielāka siltuma padeve var izraisīt hroma karbīda nogulsnēšanos pie graudu robežām (sensibilizāciju), kas var samazināt pretestību sulfidēšanai, bet ir mazāk kritiska nekā ūdens korozijai.

Pirms-metinājuma tīrīšana:Tīriet ar acetonu vai speciālu nerūsējošā tērauda suku. Noņemiet visu oglekļa tērauda piesārņojumu, lai novērstu virsmas noārdīšanos augstās temperatūrās{1}}.

Pēc-metinājuma termiskā apstrāde (nav nepieciešama):Incoloy 890 tiek izmantots kā-metināts. Pēc-metināšanas šķīduma atkvēlināšana atjaunotu maksimālo sulfidācijas izturību, taču tā ir nepraktiska un reti norādīta.

Kritiski brīdinājumi:

Incoloy 832:Šis sakausējums ir nepielūdzams. Metiniet tikai ar kvalificētām procedūrām. Izvairieties no jebkādiem sēra piesārņojuma avotiem-, pat marķēšanas pildspalvu atliekas var izraisīt plaisāšanu. Apsveriet alternatīvas savienošanas metodes (piemēram, metināšanu ar ER310, kam seko spriedzes samazināšana) kritiskajām sastāvdaļām. Dažiem ražotājiem ir nepieciešama visu metināto šuvju 100% radiogrāfiska pārbaude plaisāšanas riska dēļ.

Incoloy 890:Neizmantojiet pildvielas ar zemu-hroma saturu (308L, 316L)-tie rada vāju saiti sulfidācijas uzbrukumam. Neizmantojiet pārmērīgu siltuma padevi,-tas sensibilizē siltuma-ietekmēto zonu un samazina izturību pret koroziju. Lai gan tas ir piedodošāks par 832, pareiza tehnika joprojām ir svarīga.

Kvalifikācijas prasības:

Abiem sakausējumiem augstas temperatūras -temperatūras sulfidēšanas pakalpojumam, metināšanas procedūras kvalifikācijā ir jāietver paaugstinātas-temperatūras pārbaude. Lai gan standarta kodificēta pārbaude nepastāv, daudzi naftas pārstrādes rūpnīcu operatori pieprasa:

Šķērsgriezuma mikroskopija, lai pārbaudītu, vai nav karstās plaisāšanas vai sigmas fāzes

Cietības pārbaude (parasti mazāka vai vienāda ar 95 HRB vai līdzvērtīga)

Pēc izvēles: pakļaušana simulētai procesa gāzei temperatūrā, lai pārbaudītu, vai metināšanas zona nekļūst par prioritāru uzbrukuma vietu

Salīdzinājuma tabula: