1. Materiāla īpašības un izturība pret koroziju
Jautājums. Kāpēc ASTM B163 tīrais niķelis (UNS N02200) ir paredzēts cauruļvadiem specializētās ķīmiskās apstrādes un kodīgās vidēs, jo īpaši mazākā diametra diapazonā (3,35 mm līdz 101,6 mm OD)? Kādas īpašas veiktspējas priekšrocības šajos pakalpojumos piedāvā salīdzinājumā ar nerūsējošo tēraudu vai niķeļa sakausējumiem?
Atbilde: ASTM B163 tīrā niķeļa (sakausējums 200/UNS N02200) specifikāciju šajā konkrētajā izmēru diapazonā nosaka unikāla metalurģiskās tīrības kombinācija un izcila izturība pret specifiskiem kodīgiem materiāliem, īpaši kaustisko soda (nātrija hidroksīdu).
Lai gan nerūsējošajiem tēraudiem aizsardzībai ir nepieciešams pasīvs hroma oksīda slānis, tie ir jutīgi pret hlorīda -izraisītas sprieguma korozijas plaisāšanu (SCC) un var ciest no kodīgas trauslības augstās -temperatūras, augstas{2}koncentrācijas sārmainā vidē. Līdzīgi, lai gan augstāki sakausējumi, piemēram, Inconel vai Hastelloy, piedāvā plašu-spektra pretestību, tie bieži vien ir pārāk-noteikti un ievērojami dārgāki lietojumiem, kuriem nepieciešama tikai izturība pret kodīgām vielām.
Tālāk ir norādītas UNS N02200 īpašās veiktspējas priekšrocības maziem{1}}urbuma cauruļvadiem:
Izcila kaustiskā noturība: tīrs niķelis ir izvēlētais materiāls kaustiskās sodas apstrādei visās koncentrācijās un temperatūrās līdz izkausētai kaustiskajai vielai ieskaitot. Tas ir izturīgs pret kaustiskā sprieguma korozijas plaisāšanu, kas ir bieži sastopams austenīta nerūsējošajiem tēraudiem. Ražojot ķīmiskas vielas, piemēram, viskozes vai hlor-sārmu rūpniecībā, kur paraugu ņemšanai un kontrolei tiek izmantotas maza-diametra instrumentu līnijas (jūsu norādītajā OD diapazonā no 3,35 mm līdz 101,6 mm), šī pretestība nav apspriežama.
Augsta siltumvadītspēja: Salīdzinot ar austenīta nerūsējošo tēraudu (piemēram, 304/316), tīram niķelim ir daudz augstāka siltumvadītspēja. Maza diametra caurulēs (3,35 mm līdz 12 mm ārējais diametrs), ko izmanto siltummaiņos, termostieņos vai sensoru līnijās, tas nodrošina ātru temperatūras reakciju un efektīvu siltuma pārnesi, kas ir ļoti svarīga procesa vadības precizitātei.
Tīrības uzturēšana: UNS N02200 nevar viegli leģēt ar sēru augstās temperatūrās, tāpēc tas ir noderīgs noteiktos speciālos ķīmiskos lietojumos, kur produkta tīrība ir vissvarīgākā un ir jāizvairās no citu metālu (piemēram, dzelzs vai hroma) katalītiskām reakcijām. Cauruļvada mazais diametrs samazina samitrinātās virsmas laukumu, bet pats materiāls garantē, ka korozijas produkti nepiesārņos šķidruma plūsmu.
Izgatavojamība maziem diametriem: tīrs niķelis ir ļoti elastīgs un apstrādājams. Tas ir ļoti svarīgi norādītajam izmēra diapazonam. Mazu caurumu caurulēm (līdz 3,35 mm OD) jābūt iespējai saliekt, izplesties un sagriezt, neplaisājot, veidojot sarežģītus instrumentu paneļus un sensoru līnijas. ASTM B163 nodrošina, ka materiāls ir piemērots šīm aukstuma{5}}darba darbībām.
Ir svarīgi atzīmēt, ka, lai gan UNS N02200 ir izcils reducējošā vidē (piemēram, kodīgā un sausā hlorā), tas slikti darbojas spēcīgi oksidējošos apstākļos (piemēram, slāpekļskābe) vai sēru saturošās gāzēs, kas pārsniedz apkārtējās vides temperatūru. Tāpēc specifikācija ir mērķtiecīgs risinājums konkrētām rūpnieciskajām ķīmijām.
2. Ražošana, izmēru noteikšana un sienu biezums (grafiks)
Jautājums: Diapazons no 3,35 mm OD līdz 101,6 mm OD aptver gan zemādas caurules, gan standarta NPS cauruļu izmērus. Kā ASTM B163 Pure Nickel parasti tiek ražots visā šajā spektrā un kā pareizi norādīt sienas biezumu, pārejot no mazām-urbuma caurulēm uz lielākām NPS{5}}izmēra caurulēm?
Atbilde: Ražošanas ceļš un sienu biezuma noteikšanas metode ievērojami atšķiras diapazonā no 3,35 mm līdz 101,6 mm OD, un šīs atšķirības izpratne ir ļoti svarīga iepirkumam un kvalitātes kontrolei.
Ražošanas procesi:
Apakšējais gals (3,35 mm līdz ~25 mm ārējais diametrs): pie šiem diametriem produkts ir gandrīz tikai auksti vilktas bezšuvju caurules. Process sākas ar lielāku dobu apvalku, kas tiek izvilkts caur veidni un pāri serdei, lai sasniegtu precīzu ārējo diametru un sienas biezumu. Šis aukstā -apstrādes process ir būtisks, lai sasniegtu stingras pielaides, gludu virsmas apdari un mehāniskās īpašības, kas nepieciešamas instrumentiem, impulsu līnijām un kapilārajām caurulēm. UNS N02200 darbs-sacietē, tāpēc zīmēšanas laikā ir nepieciešama starpposma atkausēšana (termiskā apstrāde), uz ko attiecas ASTM B163 specifikācija.
Augšējais gals (apmēram 25 mm līdz 101,6 mm ārējais diametrs): lai gan tas joprojām ir parasti auksts, šis diapazons robežojas ar standarta cauruļu izmēriem. Ar 101,6 mm OD (kas ir 4 collas nominālais caurules izmērs), produkts var būt bezšuvju caurule (karsti-apstrādāta un pēc tam auksti-izvilkta) vai tieši karsta-apdarināta. Tomēr, lai ievērotu stingrākas izmēru pielaides, kas bieži nepieciešamas spiediena lietojumiem, ir raksturīga aukstā apdare.
Sienas biezuma norādīšana:
Tieši šeit nozarē bieži rodas neskaidrības.
Caurulēm (parasti < 2" nominālais): Sienas biezumu nosaka minimālais vai vidējais sienas biezums collās vai milimetros (piemēram, 0,035" siena vai 0,889 mm siena). Jums jānorāda "Caurule" un jānorāda precīzs OD un siena. Piemēram:"ASTM B163 UNS N02200 bezšuvju caurule, 12,7 mm OD x 1,24 mm sienas biezums."
Cauruļvadiem (parasti 2 collu nominālais un lielāks, ieskaitot 101,6 mm OD/4 collas): sienas biezumu bieži nosaka “grafiks” (SCH) . 101,6 mm (4 collas) caurulei var būt dažādi grafiki (SCH 10S, SCH 40S, SCH 80S) atkarībā no spiediena prasības. Ir svarīgi norādīt, vai pasūtāt caurules izmērus (kuriem ir standarta OD un uz konkrētu grafiku balstīti ID) vai caurules izmērus.
Nozares labākā prakse:
Projektam, kas aptver visu šo diapazonu, inženiertehniskajai specifikācijai ir jābūt precīzai. Ja 50 mm OD līnija ir paredzēta kā daļa no procesa cauruļvadu sistēmas ar atloku veidgabaliem, tā jāpasūta kā "2" NPS Schedule XX caurule. Ja tā ir daļa no hidrauliskās vai instrumentu sistēmas ar kompresijas piederumiem, tā jāpasūta kā "50 mm OD x Y mm sienas caurule". Lai gan abas var atbilst ASTM B163. 9. specifiskajam cauruļu standartam B163.9.9. caurules izmērs) atšķiras, un nepareizas caurules izmantošana novedīs pie montāžas nesaderības.
3. Savienošanas metodes: metināšana pret mehāniskiem savienojumiem
Jautājums. Kādas ir nozarē pieņemtās savienošanas metodes un kādas ir īpašas problēmas, kas saistītas ar tīra niķeļa metināšanu šajos mērierīcēs kritiskos pakalpojumu lietojumos, kuros izmanto mazu -urbumu (3,35 mm OD) līdz vidējai (101,6 mm OD) ASTM B163 tīra niķeļa cauruļvadiem?
Atbilde: ASTM B163 tīrā niķeļa cauruļvadu savienošanas metodes ir ļoti atkarīgas no konkrētā diametra diapazonā no 3,35 mm līdz 101,6 mm OD, līdzsvarojot nepieciešamību pēc noplūdes{3}}caurlaidības un ražošanas praktisko.
Mehāniskie savienojumi (pārsvarā < 25 mm OD):
Vismazākajām caurulēm (3,35 mm līdz aptuveni 25 mm OD) mehāniskie savienojumi ir nozares standarts.
Veids: dubultā-saspiežamie veidgabali (piem., Swagelok vai Parker A-LOK stils) vai, mūsdienās retāk, uzliesmojuma piederumi.
Priekšrocība: tās ļauj montēt uz lauka bez siltuma, kas ir ļoti svarīgi plānās{0}}sienu caurulēm, kur metināšana radītu lielu izdegšanas risku. Tie arī ļauj izjaukt apkopes vajadzībām.
Materiālu apsvērumi: piederumiem jābūt saderīgiem. Parasti var darboties nerūsējošā tērauda uzgaļi, taču, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju un novērstu saspiešanu, savienojot tīra niķeļa caurules, bieži izmanto niķeļa vai Monela uzgaļus.
Metināšana (pārsvarā > 25 mm OD līdz 101,6 mm OD):
Caurulēm ar biezākām -sienām un lielākiem diametriem metināšana ir galvenā metode pastāvīgu, augstas{1}}integritātes savienojumu izveidošanai.
Process: Gāzes volframa loka metināšana (GTAW/TIG) ir vienīgais pieņemamais process šim materiālam un izmēru diapazonam, pateicoties tā precīzai siltuma kontrolei.
Tīra niķeļa metināšanas problēmas (UNS N02200):
Porainība: tīram niķelim ir augsta šķīdība tādās gāzēs kā skābeklis un ūdeņradis kausētā stāvoklī, kas ātri tiek zaudēts cietēšanas laikā. Ja metinātais baseins nav pilnībā aizsargāts ar inertu gāzi (100% argona vai argona/hēlija maisījumi), šīs gāzes tiek aizturētas, veidojot porainību. Tas ir galvenais noraidīšanas faktors.
Šķidrums: Metināšanas peļķe ir ļoti "lēna" un mazāk šķidra, salīdzinot ar tēraudu. Metinātājiem ir jārīkojas ar degli, lai nodrošinātu pareizu savienojuma malu samitrināšanu.
Karstā krekinga: Niķelis ir jutīgs pret karstu plaisāšanu no piemaisījumiem, piemēram, sēra, svina vai fosfora. Tāpēc parastajam metālam un jebkuram pildījumam jābūt rūpīgi tīram. Oglekļa tērauda slīpripas nevar izmantot niķelim, jo iegultās dzelzs daļiņas var izraisīt plaisāšanu.
Siltuma padeve: augstās elektriskās pretestības un termiskās izplešanās dēļ var rasties traucējumi. Zema siltuma padeve un pareiza savienojuma-pielāgošana ir būtiska.
Pildmetāls: UNS N02200 metināšanai ar sevi, tipiskais pildmetāls ir ERNi-1.
Orbitālā metināšana:
Atkārtotām metinātām šuvēm caurulēm, kuru OD diapazons ir no 6 mm līdz 50 mm (parasti farmaceitiskās vai pusvadītāju kvalitātes sistēmās), automatizētā orbitālā GTAW ir zelta standarts. Tas nodrošina konsekventas, reproducējamas metināšanas šuves ar minimālu operatora kļūdu, kas ir būtiska, lai saglabātu niķeļa cauruļvadu tīrību un izturību pret koroziju.
4. Piemērojamie kodi, standarti un pārbaude
Jautājums: Cauruļu sistēma ir izstrādāta no ASTM B163 UNS N02200 materiāla, kura diametrs ir no 3,35 mm līdz 101,6 mm OD. Kuri ASME būvniecības kodeksi nosaka šīs sistēmas projektēšanu un pārbaudi, un kādas īpašas nesagraujošās pārbaudes (NDE) metodes ir nepieciešamas, lai nodrošinātu tīra niķeļa integritāti?
Atbilde: Sistēmas uzbūvi un pārbaudi, izmantojot šo materiālu, nosaka dažādas ASME (Amerikas Mašīnbūves inženieru biedrības) koda sadaļas atkarībā no paredzētā pakalpojuma.
Piemērojamie būvniecības kodi:
ASME B31.3 (procesa cauruļvadi): šis ir visticamākais regulējošais kods ķīmiskajām, naftas un rūpnieciskajām rūpnīcām. Tas aptver cauruļvadu konstrukcijas, materiālu, izgatavošanas un pārbaudes prasības. 101,6 mm OD (4 collas) caurulei B31.3 ir galīgais standarts.
ASME VIII sadaļa (katlu un spiedtvertņu kods): ja caurule (piemēram, 12,7 mm OD) tiek izmantota kā iekšējā caurule siltummainī vai kā spiedtvertnes daļa, tiks piemērots šis kods.
B31.1 (barošanas cauruļvadi): ja sistēma atrodas spēkstacijā, tiks piemērots šis kods, lai gan tīrs niķelis ir retāk sastopams primārajos barošanas ciklos.
Pārbaudes un NDE prasības:
Pārbaudes režīms ir balstīts uz{0}}risku un mainās atkarībā no lieluma un pakalpojuma smaguma pakāpes (normāls, D kategorija, M kategorija vai augstspiediena šķidruma pakalpojums atbilstoši B31.3. gadījumam).
Vizuāla pārbaude (VT): obligāta visām metinātajām šuvēm. Tiek pārbaudīts metinājuma stiegrojuma profils, apakšējais griezums un virsmas porainība.
Radiogrāfiskā pārbaude (RT): nepieciešama lielākajai daļai "parasto" šķidruma lietošanas metinājumu, kas pārsniedz noteiktu izmēra slieksni (parasti NPS 2 vai 101,6 mm OD), un praktiski visām metinātajām šuvēm, kas tiek izmantotas "Augstspiediena" pakalpojumā. RT ir būtiska, lai noteiktu iekšējo porainību, saplūšanas trūkumu un plaisas metinājuma saknē.
Caurlaidības pārbaude (PT): šī ir primārā virsmas pārbaudes metode tīram niķelim. Tā kā niķelis ir krāsainais metāls, magnētisko daļiņu pārbaude (MT) nav piemērojama. PT izmanto redzamu vai fluorescējošu krāsvielu, lai atklātu virsmas{3}}plīstošus defektus, piemēram, plaisas vai caurumus. Tas ir ļoti efektīvs metināto šuvju uzmavas un karstuma{5}}ietekmētās zonās, un tas bieži tiek norādīts ligzdas metināšanas šuvju sakņu caurlaidei.
Hidrostatiskā pārbaude: pabeigtajai cauruļvadu sistēmai ir jāveic noplūdes{0}}tests, parasti ar ūdeni, kura spiediens ir 1,5 reizes lielāks par paredzēto spiedienu. Maza-urbuma instrumenta caurulēm (3,35 mm) to var veikt kā daļu no cilpas pārbaudes. Jāraugās, lai sistēmas pilnībā iztukšotu un izžāvētu, lai novērstu piesārņojumu.
Pozitīva materiāla identifikācija (PMI): ņemot vērā tīra niķeļa izmaksas un sajaukšanas risku ar nerūsējošo tēraudu vai citiem sakausējumiem, PMI (izmantojot rentgenstaru fluorescenci vai optiskās emisijas spektroskopiju) bieži vien ir projekta prasība, lai pirms uzstādīšanas pārbaudītu, vai materiāls patiešām atbilst UNS N0220.
Galvenais ir tas, ka, lai gan materiālu nosaka ASTM B163,ražošanas un pārbaudes integritāteto nosaka ASME būvniecības kodekss. Feromagnētisma trūkums (padarot MT nederīgu) padara PT rūpīgu tīrīšanu un labu RT tehniku kvalitātes nodrošināšanai.
5. Iepirkumu un izmaksu optimizācija
Jautājums: Man kā iepirkuma vadītājam ir jāiegādājas ASTM B163 Pure Nickel cauruļvadi diapazonā no 3,35 mm līdz 101,6 mm OD. Kādi ir būtiski loģistikas un izmaksu faktori, kas man jāņem vērā, lai nodrošinātu savlaicīgu piegādi un budžeta ievērošanu, jo īpaši attiecībā uz minimālo pasūtījumu daudzumu, pieejamību un piemaksām?
Atbilde: ASTM B163 UNS N02200 iegāde šajā izmēru diapazonā rada unikālas problēmas salīdzinājumā ar standarta nerūsējošo tēraudu. Tīra niķeļa tirgus ir mazāks, un piegādes ķēdes ir mazāk tirgotas. Šeit ir norādīti kritiskie izmaksu un grafika optimizācijas faktori.
1. Minimālais pasūtījuma daudzums (MOQ) un pieejamība:
"Vidējā" diapazona sprauga (apmēram . 25 mm līdz 75 mm OD): tā bieži ir problemātiskākā vieta. Dzirnavas ražo mazas-urbuma caurules (instrumentu izmēri) lielos apjomos konkrētām nozarēm. Tie ražo arī lielas -urbuma caurules (2 collu NPS un vairāk) kā standarta krājumus. Tomēr vidējie izmēri (piemēram, 38 mm OD vai 50 mm OD caurule) bieži ir "dzirnaviņas"{12}}. Izplatītāji tos var neuzglabāt, un tiem būs nepieciešama frēzēšanas darbība, kas nodrošina lielu MOQ (bieži vien mēra tūkstošos pēdās/metros).
Stratēģija: prototipiem vai maziem projektiem, kuriem nepieciešami šie vidējie izmēri, esiet gatavi vai nu maksāt piemaksu par izplatītāju, lai nogrieztu dzirnaviņas, vai arī apsveriet, vai standarta caurules izmēru (piemēram, 1-1/2" NPS vai 2" NPS) var funkcionāli aizstāt ar metrisko cauruli.
2. Izejvielu piemaksas:
Niķelis ir prece: tīra niķeļa cena Londonas metālu biržā (LME) ir svārstīga. Cauruļu un cauruļu dzirnavas pamatcenai piemēro izejmateriālu piemaksu. Šī piemaksa tiek aprēķināta, pamatojoties uz vidējo LME niķeļa cenu noteiktā periodā (piemēram, iepriekšējā mēnesī).
Budžeta plānošana: ASTM B163 cauruļvadu piedāvājums bieži vien ir derīgs tikai īsu laiku (piemēram, 5–10 dienas). Jūsu projekta budžetā ir jāņem vērā iespējamās niķeļa cenas svārstības starp piedāvājuma datumu un galīgo piegādes/rēķina datumu.
3. Iegūšanas sarežģītība (mazie salīdzinājumā ar lielajiem piegādātājiem):
Mazs-urbums (3,35 mm - 12 mm): vislabāk tiek iegūts no specializētiem cauruļu piegādātājiem vai instrumentu komponentu ražotājiem. Viņi glabā šos izmērus analizatoru un paraugu ņemšanas sistēmu tirgum.
Cauruļu izmēri (60,3 mm - 101.6 mm ārējais diametrs): vislabāk tiek iegūts no lieliem cauruļu un cauruļu izplatītājiem, kuriem ir niķeļa sakausējumi.
Izaicinājums: daži piegādātāji ir izcili abos šī spektra galos. Iespējams, jums būs jāsadala pirkuma pasūtījums (PO) starp diviem piegādātājiem, lai iegūtu vislabāko cenu un pieejamību visam izmēru diapazonam.
4. Sertifikācija un izsekojamība:
ASTM B163 nepieciešama pilnīga izsekojamība. Katram caurules vai caurules gabalam jābūt izsekojamam līdz siltuma skaitlim. Pārliecinieties, ka jūsu piegādātājs sniedz sertificētus dzirnavu testu ziņojumus (MTR/CMTR), kas apliecina ķīmisko sastāvu un mehāniskās īpašības. Noraidiet visus materiālus, kuriem ir "sertificēts pēc ASTM B163", bet kam trūkst īpašas siltuma pēdas, jo tas neizdosies auditā.
5. Izgatavošanas izmaksas:
Materiāla izmaksas ir tikai viena daļa. Informējiet savu iepirkuma stratēģiju, pamatojoties uz izgatavošanu.
Metināšanas palīgmateriāli: ERNi-1 pildmetāls ir dārgs. Iekļaujiet to projekta izmaksās.
Pēc-metināšanas pārbaude: kā minēts, PT krāsvielas un RT plēves/iekārtas ir izmaksas, kas saistītas ar metināšanu. Ja varat izveidot sistēmu, lai izmantotu vairāk mehānisko veidgabalu mazākos izmēros, jūs varat kompensēt daļu no augstām materiālu izmaksām ar zemākām uzstādīšanas darbaspēka un pārbaudes izmaksām.
