1. UNS N06002 (Hastelloy X) un N06030 (Hastelloy G-30) ir niķeļa-hroma sakausējumi. Kādi ir to būtiski atšķirīgie dizaina mērķi, un kā tas nosaka, kur tiek izmantota katra caurule?
Neskatoties uz to, ka tiem ir kopīgs niķeļa{0}}hroma bāze, šie sakausējumi ir izstrādāti tā, lai cīnītos pret diviem atšķirīgiem, ekstrēmiem rūpnieciskās degradācijas veidiem. Pareiza izvēle ir ļoti svarīga sistēmas integritātei.
UNS N06002 (Hastelloy X): augstas temperatūras izturības sakausējums.
Dizaina mērķis: nodrošināt izcilu augstas{0}temperatūras mehānisko izturību, oksidācijas izturību un termisko stabilitāti "sausā", gāzveida vidē. Tas ir ciets, -ar šķīdumu stiprināts sakausējums, kurā tiek izmantots molibdēns, volframs un kobalts, lai izturētu deformāciju un slīdētu zem slodzes ekstremālā karstumā.
Galvenā īpašība: izcila sprieguma{0}}pārraušanas izturība temperatūrā no 650 grādi līdz 1200 grādiem (1200 °F līdz 2200 °F). Tā ~22% hroma nodrošina aizsargājošu oksīda skalu pret oksidāciju.
Cauruļu pielietojums: izmanto augstas{0}}temperatūras procesa gāzu pārvades-sadedzināšanas oderēm un pārejas kanāliem gāzturbīnās, starojuma caurulēm termiskās apstrādes krāsnīs, degļu caurulēs, pirolīzes reaktora iekšējās daļās un izplūdes sistēmās. Tas nav paredzēts lietošanai mitrā skābē.
UNS N06030 (Hastelloy G-30): oksidējošo skābju speciālists.
Projektēšanas mērķis: nodrošināt nepārspējamu izturību pret koroziju ļoti oksidējošos, sarežģītos ūdens skābju maisījumos, īpaši tajos, kas satur fosforskābi un slāpekļskābi. Tas tiek panākts ar ļoti augstu hroma saturu (~30%), kas līdzsvarots ar ievērojamu molibdēnu un pievienotu varu.
Galvenā īpašība: ārkārtīgi zems vienmērīgs korozijas līmenis stiprās oksidējošās skābēs un laba izturība pret lokalizētu hlorīdu iedarbību.
Cauruļu pielietojums: izmanto agresīvu ķīmisko procesu cauruļvadiem-mitrā-procesa fosforskābes iztvaicētājiem, jauktās skābes (HNO₃/HF) kodināšanas līnijām, sērskābes koncentratoriem un piesārņojuma kontroles skruberiem, kas apstrādā agresīvas vircas. Tas nav paredzēts nepārtrauktai augstas -temperatūras konstrukciju apkalpošanai.
Izšķirošais kritērijs: izvēlieties N06002 cauruli, ja galvenais izaicinājums ir ārkārtējs karstums un mehāniskā slodze. Izvēlieties cauruli N06030, ja galvenais izaicinājums ir nopietns, oksidējoša skābes korozija zemā-līdz-vidējā temperatūrā. Viena izmantošana otra vidē izraisa strauju neveiksmi.
2. Kur var uzstādīt gan N06002, gan N06030 caurules un kāpēc tādā iekārtā kā fosforskābes rūpnīca ar augstas temperatūras kalcinēšanu?
Šis ir klasisks piemērs, kurā abi sakausējumi tiek izmantoti to specifiskās, -nepārklājas vienā kompleksā.
N06030 (G-30) caurules pielietojums — skābes plūsmas:
Atrašanās vieta: Visā auga "slapjā pusē".
Pakalpojums: apstrāde ar karstu, koncentrētu un netīru, mitru{0}}procesu ar fosforskābi. Šī skābe satur ļoti kodīgus fluorīdus, hlorīdus un sulfātus. G-30 caurule tiek izmantota reaktoru padeves līnijām, iztvaicētāja ķēdēm, filtru padeves caurulēm un koncentrētas skābes pārvades līnijām. Tā augstais hroma un molibdēna saturs ir izturīgs pret smagu vispārēju un lokālu koroziju šajā oksidējošajā, ar halogēnu piesārņotajā vidē.
N06002 (X) caurules pielietojums — augstas temperatūras process:
Atrašanās vieta: rūpnīcas "sausajā" kalcinēšanas vai žāvēšanas daļā.
Pakalpojums: kā sadegšanas gaisa vadi, karstās gāzes pārvades līnijas uz žāvētājiem vai kā termopāra aizsarguzmavas (termowelles) augstas temperatūras{0}}kalcinatoros. Šeit vidē ir karstas (800-1100 grādi), bieži sēru saturošas degšanas gāzes. N06002 nodrošina nepieciešamo šļūdes stiprību un oksidācijas izturību, kas G-30 nepiemīt.
Galvenais ieskats: tos nosaka dažādas disciplīnas. Procesu/korozijas inženieri nosaka G-30 skābes cilpām. Augstas temperatūras/mehānikas inženieri nosaka Hastelloy X krāsns un karstās gāzes sistēmām. Caurules nekad nav savstarpēji savienotas; tie apkalpo atsevišķas, speciālas sistēmas.
3. Kā N06002 un N06030 caurulēm būtiski atšķiras metināšanas, izgatavošanas un pēc-metināšanas apstrādes prasības?
Metināšanas procedūras atspoguļo to atšķirīgos gala{0}}izmantošanas veiktspējas mērķus.
Metināšanas N06002 (Hastelloy X) caurule — koncentrējieties uz augstas temperatūras integritāti:
Mērķis: izveidot metināto savienojumu ar atbilstošu augstas -temperatūras elastību un sprieguma-pārraušanas izturību.
Pildmetāls: parasti ERNiCrMo-2 vai ERNiCrFe-2, kuru stiprība ir pārāk saskaņota, lai nodrošinātu metinājuma integritāti.
Kritiskais solis: obligāta pēc{0}}metināšanas termiskā apstrāde (PWHT). Hastelloy X metinātajām šuvēm jābūt šķīdumā atkvēlinātām ~ 1175 ° (2150 ° F) temperatūrā un ātri rūdītām. Tas izšķīdina trauslās, hroma{5}bagātas fāzes (piemēram, sigma), kas veidojas HAZ metināšanas laikā, un atjauno optimālas augstas temperatūras īpašības. PWHT izlaišana termiskā cikla laikā var izraisīt priekšlaicīgu trauslu atteici.
Metināšanas N06030 (Hastelloy G-30) caurule — koncentrējieties uz izturības pret koroziju saglabāšanu:
Mērķis: izveidot metinājumu, kas atbilst parastā metāla izturībai pret koroziju stiprās oksidējošās skābēs.
Pildviela metāls: jāizmanto atbilstoša{0}}kompozīcijas pildviela, piemēram, ERNiCrMo-11 (pildviela G-30). Izmantojot nepareizu pildvielu (piemēram, tādu, kas paredzēta C-276), tiks izveidots galvaniskais elements un zona, kas ir neaizsargāta pret uzbrukumiem metinātajā šuvē.
Siltuma padeve: izmantojiet zemu vai mērenu siltuma padevi un kontrolējiet caurlaides temperatūru (<150°C / 300°F) to minimize HAZ precipitation, though G-30 is more stable than older alloys.
PWHT: parasti nav nepieciešams vai veikts. Sakausējums ir paredzēts lietošanai kā-metinātā stāvoklī korozijas apkopei. PWHT var būt kaitīga, jo sensibilizē materiālu, ja tas netiek pilnībā kontrolēts.
4. Kādi ir tehniskie un ekonomiskie faktori, izvēloties N06030 (G-30) cauruli, nevis universālāku (un dārgāku) sakausējumu, piemēram, C-2000 (N06200) vai mazāk izturīgu, piemēram, 904L nerūsējošo tēraudu?
Lēmums līdzsvaro veiktspēju, izmaksas un risku noteiktā ķīmiskajā logā.
vs. 904L nerūsējošais tērauds: neoksidējošai sērskābei ar ļoti zemu halogenīdu saturu 904L ir piemērots un daudz lētāks. Tomēr brīdī, kad plūsma kļūst oksidējoša (ar HNO3, Fe³⁺, Cu²⁺) vai satur fluorīdus/hlorīdus, 904L ātri sabojājas. G-30 tiek izvēlēts, kad nerūsējošais tērauds ir sasniedzis savu robežu, piedāvājot kvantitatīvu lēcienu izturības pret koroziju ziņā, lai pakāpeniski mainītu izmaksas.
salīdzinājumā ar C-2000 (N06200): C-2000 piedāvā visaptverošāku, "ložu necaurlaidīgu" pretestību plašākam skābju klāstam (tostarp izcilu reducējošo skābju pretestību) un parasti labāku pretestību punktos. Tomēr tas nodrošina ievērojamu piemaksu (bieži par 30–50% augstāku) nekā G-30.
G-30 niša: G-30 ir izmaksu-optimizēts eksperts spēcīgi oksidējošām skābēm, jo īpaši maisījumiem uz fosfora un slāpekļa- bāzes. Ja process stingri notiek šajā oksidēšanas režīmā, G-30 nodrošina maksimālu veiktspēju par vienu dolāru. Ja process ir neparedzams, saistīts ar karstu sālsskābi vai prasa maksimālo drošības rezervi neatkarīgi no izmaksām, tiek izvēlēts C-2000.
5. Kādi īpaši kvalitātes nodrošināšanas testi ir nepieciešami, lai apstiprinātu N06030 cauruli oksidējošās skābes izmantošanai salīdzinājumā ar testiem, kas nepieciešami caurulei N06002 augstas temperatūras režīmā?
Kvalitātes testi ir pielāgoti, lai pārbaudītu sakausējuma veiktspēju paredzētajā atteices režīmā.
N06030 (G-30) caurulei — korozijas izturības pārbaude:
Standarta MTR: Ķīmija (apstiprina ~ 30% Cr, ~ 5% Mo, ~ 2% Cu), mehānika, NDE.
Kritiskās veiktspējas tests: ASTM G28 A metode (dzelzs sulfāta{1}}sērskābes tests). Šis smagais oksidējošās skābes tests ir ideāls rādītājs G-30 paredzētajam pakalpojumam. Zems, noteikts korozijas ātrums (piem.,<0.5 mm/yr) confirms proper annealing and microstructure.
Pielietojums-Īpašs tests: fosforskābes apkalpošanai var norādīt karstas, piesārņotas tirgotāja-gradu fosforskābes iegremdēšanas testu, lai nodrošinātu tiešu korozijas ātrumu, kas atbilst faktiskajai darbības videi.
Caurulei N06002 (X) — augstas temperatūras{1}}spējas apstiprināšana:
Standarta MTR: Ķīmija (augsts Cr, Fe, Mo, Co), istabas temperatūras -temperatūra.
Kritiskie veiktspējas testi:
Paaugstinātas temperatūras stiepes un spriedzes{0}}pārrāvuma pārbaude (ASTM E21 un E139): dati par konkrēto siltuma partiju mērķa temperatūrā (piemēram, 980 grādi) ir būtiski projektēšanai. Tas apstiprina, ka caurule atbilst minimālajām šļūdes mūža un plīsuma izturības prasībām.
Mikrostruktūras pārbaude: pēc-PWHT paraugs tiek pārbaudīts, lai nodrošinātu vienmērīgu, bez nogulšņu{1}}mikrostruktūru, apstiprinot, ka termiskā apstrāde bija efektīva.
Cietības šķērsgriezums: pāri metinājumam, lai nodrošinātu, ka HAZ nav pārmērīgi sacietējis, kas liecinātu par sliktu PWHT praksi.
Secinājums: gan UNS N06002, gan N06030 ir augstas veiktspējas "Hastelloy" caurules, taču tās ir ortogonālo jomu speciālisti. N06002 (X) ir termo-mehānisks sakausējums inženieriem, kas cīnās ar karstumu un slodzi. N06030 (G-30) ir korozijas sakausējums ķīmiķiem, kas cīnās ar oksidēšanos un skābēm. Lai norādītu pareizo, ir nepieciešama skaidra izpratne par procesa primāro iznīcinošo spēku: vai tie ir džouli vai moli?
