1. ASTM B730 ir standarts metinātām niķeļa un niķeļa sakausējuma caurulēm un caurulēm. Kādiem konkrētiem lietojumiem un ekonomiskiem apsvērumiem dizainers norādītu metinātu niķeļa 201 cauruli uz bezšuvju (ASTM B161/163) caurules?
Izvēli starp metinātu un bezšuvju niķeļa 201 cauruli nosaka diametrs, sieniņu biezums, izpildes laiks un projekta ekonomija, ne vienmēr visu pakalpojumu kvalitātes hierarhija.
Pielietojumi, kas dod priekšroku metinātām caurulēm (ASTM B730):
Liela diametra cauruļvadi: procesa līnijām, cauruļvadiem un tvertnēm, kuru izmērs pārsniedz 10 collu NPS (nominālais caurules izmērs), bezšuvju ražošana kļūst ģeometriski neiespējama vai astronomiski dārga. Metināta caurule no velmētas plāksnes ir vienīgā iespējamā iespēja.
Plānas-sienas, liela-diametra pielietojumi: ventilācijas pārsegiem, izplūdes skursteņiem vai zema-spiediena pārvades līnijām ķīmiskajās rūpnīcās, kur sienu biezums nav galvenais spiediena ierobežojums.
Pielāgoti vai ne{0}}standarta izmēri: metināšana piedāvā lielāku elastību, lai ražotu caurules ar precīzu, ne-standarta diametru un garumu, kas var nebūt viegli pieejami bezšuvju dzirnavās.
Liela mēroga kaustiskās apstrādes sistēmas: alumīnija oksīda rafinēšanas vai celulozes un papīra rūpnīcās plašie liela-diametra kodīgo cauruļvadu tīkli ir ideāli veidoti no metinātas niķeļa 201 caurules.
Ekonomiskās un izpildes laika priekšrocības:
Izmaksas: Izmēriem, kur ir pieejami abi (piemēram, 4" līdz 10" NPS), metinātā caurule parasti ir par 15–30% lētāka nekā bezšuvju caurule. Lielākiem izmēriem izmaksu atšķirība ir vēl izteiktāka.
Pieejamība: metināšanas loksnes (ASTM B162) bieži vien ir vieglāk pieejamas nekā lieli-diametra bezšuvju dobi, tādējādi samazinot projektu izpildes laiku.
Kvalitātes paritāte: ja tiek ražota atbilstoši ASTM B730 ar atbilstošām vadības ierīcēm (autogēnā metināšana, pēc-metināšanas atkvēlināšana, 100% NDE), metinātā niķeļa 201 caurule var sasniegt korozijas izturību un mehāniskās īpašības metināšanas zonā, kas funkcionāli ir līdzvērtīgas parastajam metālam, padarot to piemērotu visiem pakalpojumiem, izņemot vissmagākos augsta spiediena pakalpojumus{{4}.
Spriedums: norādiet ASTM B730 metināto cauruli liela-diametra, zema-līdz-mērena spiediena sistēmām, kur bezšuvju izmaksas un loģistika ir pārmērīgi augsta. Norādiet bezšuvju cauruli maza diametra, augsta-spiediena lietojumiem vai gadījumos, kad projekta specifikācijā ir skaidri noteikts, ka tas ir paredzēts bezšuvju caurulēm mantotā koda vai ārkārtas pakalpojumu dēļ.
2. Metinātas niķeļa 201 caurules integritāte ir atkarīga no tās garenvirziena metinājuma. Kāds konkrēts metināšanas process, pēc-metināšanas termiskā apstrāde un nesagraujošā pārbaude ASTM B730 ir nepieciešama, lai nodrošinātu, ka šī metināšana nav bojāta?
ASTM B730 nosaka kontrolētu ražošanas cauruļvadu, lai nodrošinātu, ka metinājuma šuve ir aktīvs, nevis saistības.
Metināšanas process (ASTM B730, 7.1. sadaļa):
Standarts pieprasa autogēno metināšanu (bez pildmetāla) vai metināšanu ar tādas pašas klasifikācijas pildmetālu.
Praksē augstas kvalitātes{0}}cauruļu dzirnavās tiek izmantota autogēnā volframa inertās gāzes (TIG) metināšana vai lāzermetināšana. Šie procesi piedāvā precīzu kontroli, minimālu siltuma padevi un lielisku reproducējamību. Pildmetāla trūkums novērš metalurģijas neatbilstības risku.
Obligāta pēc-metināšanas termiskā apstrāde (PWHT - ASTM B730, 9. sadaļa):
Tas nav-apspriežams. Visas metinātās caurules pēc metināšanas ir termiski jāapstrādā.
Nepieciešamā apstrāde ir pilna šķīduma atkvēlināšana, kas niķelim 201 ietver karsēšanu līdz temperatūras diapazonam 1600 °F - 1750 °F (870 grādi - 955 grādi), kam seko ātra dzesēšana (ūdens dzēšana vai ātra gaisa plūsma).
Mērķis: šī atlaidināšana veic trīs kritiskas funkcijas:
Izšķīdina karbīdus: tas izšķīdina visus hroma karbīdus, kas var būt nogulsnējuši karstuma{0}}ietekmētajā zonā (HAZ), atjaunojot izturību pret koroziju.
Atbrīvo stresu: novērš atlikušo metināšanas spriegumu.
Homogenizē mikrostruktūru: pārkristalizē metinājumu un HAZ, radot vienotu graudu struktūru, kas atbilst parastajam metālam.
Nesagraujošā pārbaude (NDE - ASTM B730, 14. sadaļa):
Nepieciešama 100% metināšanas šuves pārbaude.
Standarts pieļauj vai nu radiogrāfisko testēšanu (RT) vai virpuļstrāvas testēšanu (ET).
Radiogrāfiskā pārbaude (RT) ir zelta standarts metinātām caurulēm, kas spēj noteikt tilpuma defektus, piemēram, porainību, saplūšanas trūkumu un plaisas.
Virpuļstrāvas testēšana (ET) ir lieliska, lai noteiktu virsmas un tuvu{0}}virsmas defektus, taču tā ir mazāk jutīga pret noteiktiem iekšējiem defektiem.
Kritiskajam pakalpojumam projekta specifikācijās šī prasība bieži tiek paaugstināta līdz 100% RT, atsaucoties uz ASTM E94/E1032, ar noteiktiem pieņemšanas kritērijiem (piemēram, ASME BPVC VIII sadaļa).
3. Kāpēc niķeļa 201 metinātā caurule ir derīga izvēle, ja tiek izmantota augsta temperatūra (piem., kodīgas iztvaicētāja caurules 800 °F/425 grādos) un kādas konkrētas metinājuma īpašības ir jāsertificē, lai nodrošinātu ilglaicīgu darbību?
Nickel 201 ir īpaši izstrādāts izmantošanai augstā temperatūrā, jo tajā ir zems oglekļa saturs (maks. mazāks par vai vienāds ar 0,02%), kas novērš sensibilizāciju. Metinātā caurule ir derīga tikai tad, ja ir pierādīts, ka metinājuma zonai ir tāda pati mikrostrukturālā stabilitāte.
Kritiskā īpašība: imunitāte pret sensibilizāciju metinātā šuvē un HAZ.
Metināšanas bīstamība ir tāda, ka HAZ var tikt pakļauts karbīda nokrišņu temperatūras diapazonam (~800-1400 grādi F / 425-760 grādi) paša metināšanas cikla laikā.
Pareiza pēc-metināšanas šķīduma atkvēlināšana (uz B730) ir paredzēta šādu karbīdu izšķīdināšanai. Tomēr tas ir jāpārbauda.
Sertifikācija un testēšana, lai nodrošinātu veiktspēju:
ASTM B730 caurules dzirnavu testa ziņojumā (MTR) jānorāda veiktā termiskā apstrāde. Augstas-temperatūras pakalpojumam ir saprātīga papildu pārbaude:
Cietības šķērsgriezums: metinājuma, HAZ un parastā metāla cietības mērījumam nevajadzētu uzrādīt būtisku HAZ paaugstinājumu, kas liecinātu par nekontrolētu nokrišņu veidošanos.
Metinājuma kupona korozijas tests (kritiskiem pakalpojumiem): Visprecīzākais pierādījums ir pieprasīt ASTM G28 A metodi (Streicher tests) vai līdzīgu starpkristālu korozijas testu paraugam, kas ietver garenvirziena metinājumu šķērsām. Metinātās šuves -skartās zonas korozijas ātrumam ir jābūt noteiktā robežā (piem., mazākam vai vienādam ar 1,0 mpy lielāks nekā parastajam metālam).
Metallogrāfiskā pārbaude: pēc pieprasījuma ir jābūt pieejamam metinātās šuves šķērsgriezuma{0}}mikrogrāfam, kurā redzama skaņa, pilnībā caurdurta metināšana ar pārkristalizētu HAZ un bez nepārtrauktiem graudu robežu tīkliem.
Galvenā iepirkuma specifikācija: *"Pakalpojumam augstas -temperatūras gadījumā caurulei ir jāpiegādā sertifikāts, ka ražošanas metinājuma kupons ir izturējis ASTM G28 A metodes testu un ziņo par metināšanas zonas rezultātiem."*
4. Izgatavojot sistēmu no metinātas niķeļa 201 caurules, kādas ir īpašas procedūras lauka apkārtmēru metinājuma šuvju izgatavošanai, un kā tās atšķiras no metināšanas oglekļa vai nerūsējošā tērauda caurules?
A: Niķeļa 201 metināšanai uz lauka ir nepieciešama disciplinēta, tīra tehnika, kas ir stingrāka nekā tēraudam.
Pildviela metāls: jāizmanto zema -oglekļa niķeļa pildviela-ERNi-1 (AWS A5.14), lai atbilstu parastā metāla sastāvam un novērstu oglekļa iekļūšanu metinātajā šuvē.
Tīrība (visbūtiskākā atšķirība):
Piesārņojums ir galvenais metināšanas bojājumu cēlonis. Niķelis ir jutīgs pret karsto plaisāšanu, ja tas ir piesārņots ar sēru (S), fosforu (P), svinu (Pb), cinku (Zn) vai citiem elementiem ar zemu -kušanas- punktu.
Procedūra: Metināšanas zonas ir jānotīra ar tam paredzētām nerūsējošā tērauda sukām un jānoslauka ar acetonu tieši pirms metināšanas. Nekādi slīpēšanas diski, instrumenti vai marķēšanas pildspalvas, kas tiek izmantotas uz oglekļa tērauda, nevar saskarties ar metināšanas vietu.
Savienojumu projektēšanas un metināšanas tehnika:
Izmantojiet atbalsta gāzi (100% argonu) saknes ejā, lai novērstu oksidāciju ("cukurošanu") iekšējā diametrā.
Izmantojiet stīgu krelles (bez aušanas) ar zemu siltuma padevi un uzturiet zemu caurlaides temperatūru (<250°F / 120°C). This minimizes time in the sensitization range and reduces distortion.
Slīpēšana: izmantojiet īpašus, tīrus alumīnija oksīda vai cirkonija oksīda slīpēšanas diskus,{0}}nekad nelietojiet diskus, kas iepriekš izmantoti tēraudam.
Lauka šuvju pēc-metināšanas termiskā apstrāde (PWHT):
Apkalpošanai virs ~600 °F (315 grādi) ir ļoti ieteicama lokāla apkārtmērmetinājuma atlaidināšana pēc-metināšanas šķīduma, lai gan tas bieži vien ir sarežģīts uz vietas.
To parasti veic ar elektriskās pretestības sildīšanas spolēm, ko kontrolē termopāris, uzsildot metināto šuvi un HAZ līdz šķīduma atkausēšanas diapazonam, kam seko ātra dzesēšana (izmantojot piespiedu gaisa vai ūdens{0}}izsmidzināšanu).
Ja PWHT netiek veikta, apkārtmēra metinājuma HAZ joprojām ir potenciāls korozijas vājais posms ekspluatācijā augstā temperatūrā{0}}.
5. Kādas ir galvenās materiālu sertifikācijas un izsekojamības prasības saskaņā ar ASTM B730, un kāda papildu dokumentācija ir jāpieprasa metinātām caurulēm, ko izmanto ASME spiedtvertnēs vai kodolkonstrukcijās?
B730 nodrošina bāzes līniju; kritiskām lietojumprogrammām ir nepieciešams papildu pierādījums.
ASTM B730 minimālā sertifikācija (MTR):
Siltuma analīze: plāksnes materiāla ķīmija, kas apstiprina UNS N02201 un C mazāku vai vienādu ar 0,02%.
Produkta analīze: pēc izvēles uz B730, taču tā ir jāpieprasa, lai pārbaudītu gatavās caurules ķīmisko sastāvu.
Mehāniskie testi: stiepes un saplacināšanas testa rezultāti.
Termiskā apstrāde: paziņojums, ka caurule pēc metināšanas ir atkvēlināta.
NDE ziņojums: paziņojums, ka metinājumu 100% pārbaudīja RT vai ET un atzina par pieņemamu.
Papildu dokumentācija kritiskajam dienestam (ASME, Nuclear):
ASME "SA" apzīmējums: materiāls ir jāpasūta uz SB-730, lai tas būtu pieņemams ASME koda konstrukcijai. MTR ir jābūt atbilstības sertifikātam, kurā tas norādīts.
Uzlabots NDE ziņojums: attiecībā uz kodolenerģiju (ASME III sadaļa) ir nepieciešams detalizēts RT ziņojums ar filmu vai digitāliem attēliem, kas parāda, ka viss metinājuma garums ir pārbaudīts atbilstoši noteiktai procedūrai (piemēram, SNT-TC-1A) un atbilst stingriem kritērijiem (piemēram, nav lineāru indikāciju).
Metināšanas procedūras specifikācija (WPS) un kvalifikācija: pieprasiet rūpnīcas PQR/WPQ garenvirziena metināšanas procesam, lai nodrošinātu, ka tā ir kvalificēta procedūra.
Izsekojamība: katram caurules garumam jābūt pastāvīgi marķētam ar plāksnes siltuma numuru, ražotāju, izmēru, pakāpi (N02201) un standartu (SB-730). Tam ir jāatbilst MTR.
Trešās -puses pārbaude: pirkuma pasūtījumam ir jādod tiesības pilnvarotajam kodolenerģijas inspektoram (ANI) vai ASME{1}}pilnvarotajam inspektoram būt par lieciniekiem pārbaudēm un pārskatīt ierakstus rūpnīcā.
Iepirkuma specifikācijas piemērs kritiskajam pakalpojumam:
*"Metināta caurule atbilstoši ASTM B730/SB-730, UNS N02201. Visām caurulēm 100% jāveic rentgenogrāfiska pārbaude saskaņā ar ASTM E94. Mill nodrošina sertificētus MTR, kvalificētas WPS kopiju garenvirziena metinājumam un pilnīgu izsekojamības marķējumu. Materiāls ir paredzēts N, šuvju materiāls un III klase, konstrukcija un ASME2; jāveic saskaņā ar inspektoram pieņemamu kvalitātes sistēmas programmu."*
Rezumējot, ASTM B730 niķeļa 201 metinātā caurule ir augstas -veiktspējas,-ekonomisks risinājums liela mēroga -korozijizturīgu{5} sistēmu izveidei. Tā uzticamība ir atkarīga no stingras standartā iestrādāto metināšanas, termiskās apstrādes un pārbaudes protokolu ievērošanas ar papildu verifikācijas slāņiem visprasīgākajiem pakalpojumiem.
