1. Suvirinimo siūlės dilema: kodėl inžinierius turėtų nurodyti suvirintą Hastelloy vamzdį, o ne, atrodo, pranašesnį besiūlį vamzdį?
Q:Naujoje cheminio apdorojimo linijoje, apdorojančioje karštą sieros rūgštį, mano pirmasis instinktas yra nurodyti besiūlį Hastelloy vamzdį, kad būtų išvengta galimo suvirinimo siūlės silpnumo. Tačiau man buvo pasakyta, kad suvirintas vamzdis yra ne tik priimtinas, bet ir dažnai pageidaujamas. Kokie yra didelio efektyvumo nikelio lydinių, tokių kaip Hastelloy, suvirinimo-konstrukcijų pasirinkimas?
A:Tai yra dažnas painiavos taškas, nes instinktas dažnai teikia pirmenybę svarbioms paslaugoms. Tačiau brangių ir korozijai atsparių lydinių, tokių kaip Hastelloy, atveju sprendimas tarp suvirintų ir besiūlių priklauso nuo metalurgijos, gamybos ekonomikos ir prieinamumo derinio, o ne nuo paprastos prielaidos, kad besiūliai yra pranašesni.
Išskaidykime pagrindimą:
1. Gamybos realybė ("ekstruzijos" iššūkis):
Besiūlis vamzdis gaminamas praduriant kietą metalo ruošinį, o po to išspaudžiant arba rotaciniu būdu perveriant jį per įtvarą, kad būtų sukurta tuščiavidurė forma. Su Hastelloy lydiniais labai sunku dirbti. Jie pasižymi dideliu stiprumu aukštesnėje temperatūroje ir{2}}greitai sukietėja. Besiūlių vamzdžių gamybai, ypač didelio skersmens arba plonų sienelių, reikia didžiulės jėgos ir specializuotų įrankių. Ruošinio derlius gali būti mažas, o procesas yra brangus. Kita vertus, suvirintas vamzdis prasideda kaip plokščia plokštė (arba lakštas), kuris yra daug paprastesnis gaminys, gaminamas karšto ir šalto valcavimo būdu. Tada plokštė suformuojama į cilindrą ir suvirinama išilgai.
2. Suvirinimo siūlės mitas (homogeniškumas):
Anglies pliene suvirinimo siūlė dažnai yra silpnoji vieta dėl užpildo metalo liejimo mikrostruktūros. Hastelloy mieste, kai malūnas tinkamai suvirina naudodamas automatizuotus procesus (pvz., GTAW/TIG arba plazminį suvirinimą), gauta suvirinimo siūlė gali būti labai vienalytė su netauriuoju metalu. Užpildo metalas (pvz., ERNiMo-x B- serijai arba ERNiCrMo-x C- serijai) yra chemiškai suderintas, kad suvirinimo siūlės atsparumas korozijai būtų lygus arba geresnis nei pagrindinės plokštės. Be to, visas suvirintas vamzdis paprastai po suvirinimo atkaitinamas tirpalu. Šis terminis apdorojimas sumažina liekamuosius įtempius ir, svarbiausia, sukelia suvirinimo zonos perkristalizaciją. Rezultatas yra mikrostruktūra, kuri praktiškai nesiskiria nuo netauriojo metalo, pašalinant „išlietą“ suvirintos siūlės struktūrą.
3. Ekonominiai ir matmenų pranašumai:
Kaina:Plokštę pagaminti yra daug pigiau nei besiūlį ruošinį. Todėl, esant tam tikram skersmeniui ir sienelės storiui, suvirintas vamzdis beveik visada yra ekonomiškesnis nei besiūlis vamzdis.
Prieinamumas:Didelio skersmens (pvz., daugiau nei 12 colių NPS) besiūlius Hastelloy vamzdžius rasti ar pagaminti tampa labai sunku, o gal net neįmanoma. Suvirintas vamzdis yra vienintelė praktiška didelės-skersmens galvučių ir surinkimo sistemų galimybė.
Tikslumas:Suvirintas vamzdis gali būti gaminamas su griežtesniais sienelės storio ir apvalumo matmenų nuokrypiais, palyginti su kai kuriais besiūliais procesais.
Kritinis įspėjimas:
Ši logika taikoma aukščiausios-kokybės, malūno- suvirintam vamzdžiui, kuris buvo visiškai atkaitintas tirpale ir dažnai šaltai apdorotas (pagal dydį) po suvirinimo. Taipneužtepkite ant vamzdžio, pagaminto dirbtuvėse iš valcuotos plokštės. Malūno gaminys yra sertifikuotas, vienalytis komponentas. Taigi jūsų sieros rūgšties linijai ASTM B619 (suvirintų Hastelloy vamzdžių standartas) nurodymas yra techniškai pagrįstas ir ekonomiškai protingas sprendimas.
2. Gamybos standartas: kuo skiriasi ASTM B619 ir ASTM B622 ir kodėl tai svarbu pirkimui?
Q:Ruošiu Hastelloy C-276 vamzdžio pirkimo užsakymą. Mano pardavėjo kataloge yra ASTM B619 ir ASTM B622. Vienas yra žymiai pigesnis už kitą. Kokios yra šios specifikacijos ir ar galiu naudoti pigesnę aukšto slėgio plovimo sistemą?
A:Tai pirkimo klausimas, kuris patenka į vamzdžių gamybos esmę. Jūs lyginate dvi skirtingas produktų formas, kurioms taikomi skirtingi ASTM standartai. Pasirinkus netinkamą, gali kilti katastrofiška nesėkmė.
Čia yra skirtumas:
ASTM B622:Tai yra standartinė specifikacijaBesiūliaiNikelio lydinio vamzdžiai ir vamzdeliai. Jis apima vamzdį, pagamintą iš tuščiavidurio ruošinio, kuriame nėra suvirintos siūlės. Paprastai tai laikoma „premium“ produkto forma.
ASTM B619:Tai yra standartinė specifikacijaSuvirintasNikelio lydinio vamzdis. Jis apima vamzdį, pagamintą iš plokštės arba lakšto, kuris formuojamas ir suvirinamas išilgai. Tai yra produkto forma, kurią aptarėme ankstesniame klausime.
Kodėl kainų skirtumas?
Kainų skirtumas, kurį matote, yra tikras. B622 besiūlis vamzdis yra brangesnis, nes:
Gamybos sudėtingumas:Kaip minėta, didelio{0}}tvirto Hastelloy ruošinio pradurimas ir išspaudimas yra sudėtingas, lėtas ir mažesnis medžiagos išeiga.
Riboti dydžiai:Besiūlių vamzdžių skersmuo ir ilgis dažnai yra riboti, palyginti su suvirintais.
Suvokiamas prestižas:Kai kuriose pramonės šakose yra istorinių tendencijų, kurios „geresnės =“, kurias gamintojai gali atitinkamai įkainoti.
Ar galite naudoti pigesnį B619 vamzdį aukšto slėgio{1}} plovikliui?
Visiškai taip, bet tik tuo atveju, jei jis atitinka galiojančio kodekso reikalavimus.Tai yra kritinis niuansas.
Daugeliui slėginių indų ir vamzdynų kodų (pvz., ASME B31.3 proceso vamzdžiams) suvirinti vamzdžiai, pagaminti pagal ASTM B619, yra visiškai priimtini.su sąlyga, kad jis yra „Fusion Welded“ klasės ir buvo atliktas 100 % suvirinimo siūlės radiografinis tyrimas.
Štai ką turite patikrinti B619 vamzdžio sertifikate:
Neardomasis tyrimas (NDE):Standartas siūlo parinktis. Jei norite atlikti kritinę aukšto slėgio paslaugą, turite nurodyti, kad vamzdis buvo atliktas100% rentgeno tyrimas (RT)išilginės suvirinimo siūlės. Tai užtikrina, kad suvirinimo siūlėje nėra tūrinių trūkumų (susiliejimo trūkumas, poringumas, įtrūkimai). Pigesnis „komercinės“ klasės B619 vamzdis galėjo būti tik apžiūrėtas arba taškas{3}}radiografuotas.
Terminis apdorojimas:Vamzdis turi būti atkaitintas tirpalu. Tai turėtų būti aiškiai nurodyta malūno bandymo ataskaitoje (MTR).
Papildomi reikalavimai:Gali tekti nurodyti papildomus bandymus, pvz., hidrostatinį bandymą arba suvirinimo šaknies dažų įsiskverbimo tyrimą (PT).
Apibendrinant galima pasakyti, kad jūsų aukšto{0}slėgio plovikliui B619 suvirintas vamzdis, kuris buvo 100 % nufotografuotas ir atkaitintas tirpalu, yra techniškai lygiavertė ir ekonomiškai{3}}efektyvi besiūlių vamzdžių B622 alternatyva. Jei pigesniam katalogo variantui trūksta šios griežtos NDE, jis netinka jūsų programai. Neužsisakykite tik pagal standartą; užsakyti ikistandartas + būtini papildomi reikalavimai.
3. Terminis apdorojimas yra būtinas: kodėl atkaitinimas tirpalu yra ne-sutartinas žingsnis gaminant Hastelloy suvirintus vamzdžius?
Q:Tikriname Hastelloy B3 suvirintų vamzdžių siuntą. Malūno bandymo ataskaita rodo, kad vamzdis buvo suvirintas, o po to „tirpalas atkaitintas 1120 laipsnių temperatūroje, o po to gesinamas vandeniu“. Kodėl šis specifinis terminis apdorojimas yra toks svarbus? Kas atsitiks, jei vamzdis naudojamas kaip-suvirintas?
A:Jūs nustatėte vienintelį svarbiausią kokybės užtikrinimo žingsnį visame gamybos procese. Atkaitinimo tirpalo apdorojimas yra tai, kas paprastą suvirintą vamzdį paverčia didelio -našumo korozijai-atspariu komponentu. Praleidus jį arba darant jį neteisingai, vamzdis tampa pažeidžiamas greito, nenuspėjamo gedimo.
Štai metalurginis paaiškinimas, kodėl dėl to negalima{0}}derėtis:
1. Atsparumo korozijai atkūrimas (nuosėdų pakartotinis ištirpinimas):
Suvirinimo proceso metu dėl šilumos patekimo šalia suvirinimo siūlės esantis netaurysis metalas (šilumos{0}}veikiama zona) patiria įvairių temperatūrų diapazoną. Šiame kritiniame temperatūros diapazone (paprastai nuo 600 laipsnių iki 1050 laipsnių Hastelloy atveju) gali nusodinti nepageidaujamos tarpmetalinės fazės. C-276 atveju tai gali būti mu fazė arba P fazė. B-serijos lydiniams tai yra Ni4Mo (beta) fazė, kurią aptarėme anksčiau. Šiose fazėse gausu legiruojančių elementų, tokių kaip molibdenas ir chromas. Jų susidarymas sukuria lokalizuotas zonas, kuriose išeikvoti šie pagrindiniai kovos su korozija{13} elementai. Suvirintoje būsenoje šios zonos yra pagrindinės pagreitinto korozijos poveikio vietos.
Tirpalo atkaitinimas aukštoje temperatūroje (apie 1120 laipsnių) grąžina šiuos elementus į kietą tirpalą. Jis ištirpdo visas kenksmingas nuosėdas, užtikrindamas homogenišką mikrostruktūrą, kurioje kiekvienas grūdas turi visą molibdeno ir chromo kiekį, reikalingą atsispirti rūgšties poveikiui.
2. Suvirinimo struktūros homogenizavimas:
Kadangi-suvirintas metalas turi „lietą“ mikrostruktūrą,-dendritiniai grūdeliai augo kietėjant suvirinimo baseinui. Ši struktūra yra chemiškai atskirta (mikro-segregacija) ir mechaniškai mažiau plastiška nei kaltas netauriųjų metalų. Tirpalo atkaitinimo apdorojimas leidžia šiai liejimo struktūrai perkristalizuotis. Nauji,-neįtempti grūdeliai formuojasi ir auga, paversdami suvirinimo zoną į kaltinę-panašią struktūrą, kuri metalurgiškai panaši į pagrindinį vamzdį. Tai užtikrina vienodas mechanines savybes per visą vamzdžio perimetrą.
3. Liekamojo streso mažinimas:
Suvirinant vamzdyje, ypač aplink suvirinimo siūlę, susidaro dideli liekamieji tempimo įtempiai. Korozinėje aplinkoje šie įtempiai gali susijungti su specifine chemija ir sukelti įtempių korozijos krekingą (SCC). Tirpalo atkaitinimas sumažina šiuos įtempius, pašalindamas mechaninį SCC tvarkyklę.
Kodėl vandens gesinimas?
„Greitas aušinimas“ (vandens gesinimas) proceso dalis yra tokia pat svarbi kaip ir šildymas. Tai užtikrina, kad vamzdžiui atvėsus nuo 1120 laipsnių, jis taip greitai pereina pavojingą kritulių temperatūros diapazoną, kad atomai nespėja persitvarkyti į kenksmingas intermetalines fazes. Jei vamzdis lėtai atvėstų ore, jis veiksmingai iš naujo-nusodintų tas fazes, kurias turėjo pašalinti terminis apdorojimas.
Jei naudotumėte suvirintą vamzdį{0}}, iš esmės montuotumėte komponentą su trimis skirtingomis metalurginėmis zonomis (netauriųjų metalų, HAZ, suvirintų metalų), kurių kiekviena turi skirtingą korozijos laipsnį. Labiausiai tikėtina, kad HAZ korozija sukeltų apskritimo griovelį ir galiausiai nuotėkį. Tirpalo atkaitinimas garantuoja, kad visas vamzdžio -suvirinimas, HAZ ir pagrindas- veiktų kaip viena vienoda medžiaga.
4. Dydžio nustatymo operacija: koks yra šaltojo apdorojimo tikslas po suvirinimo ir kaip tai veikia galutines vamzdžio savybes?
Q:Hastelloy suvirintų vamzdžių gamybos procese po suvirinimo ir terminio apdorojimo dažnai matau etapą, vadinamą "dydžiu" arba "šaltu tempimu". Kodėl reikalingas šis papildomas deformacijos etapas ir ar jis neigiamai veikia atsparumą korozijai, kurį ką tik atkūrėme atkaitindami?
A:Puikus pastebėjimas. Dydžio nustatymas yra subtilus, bet svarbus paskutinis veiksmas, kuris užpildo atotrūkį tarp metalurgiškai tvirto vamzdžio ir tikslaus matmenų,-tinkančio-aptarnavimui vamzdžio.
Suvirinus vamzdį ir atkaitinus tirpalu, jis yra minkštiausias, plastiškiausias ir atspariausias korozijai{0}}. Tačiau atkaitinimo procesas taip pat gali sukelti iškraipymus. Vamzdis gali būti ne visai apvalus, jo sienelės storis gali šiek tiek skirtis, o tiesumas gali būti pažeistas. Čia atsiranda „dydžio nustatymo“ arba „šaltojo apdailos“ operacija.
Dydžio nustatymo tikslas:
Matmenų tikslumas:Pagrindinis tikslas yra pasiekti tikslius galutinius matmenis. Vamzdis kambario temperatūroje praleidžiamas per daugybę štampų ir įtvarų (panašiai į vamzdžio tempimą). Šis šalto apdirbimo procesas kalibruoja išorinį skersmenį (OD) iki griežtos tolerancijos ir užtikrina nuoseklų, apvalų skerspjūvį. Tai būtina norint patikimai pritaikyti-junges, jungiamąsias detales ir vožtuvus vietoje.
Paviršiaus apdaila:Šalto apdorojimo procesas taip pat gali pagerinti vidinio ir išorinio paviršiaus apdailą, o tai svarbu tais atvejais, kai švara arba skysčio srauto charakteristikos yra labai svarbios.
Mechaninių savybių derinimas:Tai pati niuansingiausia dalis. Lengvas šaltas darbas (nedidelis sumažinimas) gali šiek tiek padidinti vamzdžio išeigą ir atsparumą tempimui, neprarandant plastiškumo. Tai gali būti naudinga norint įvykdyti konkrečius slėgio reitingo kodo reikalavimus. Kai kuriose specifikacijose reikalaujama, kad po šalto apdirbimo būtų išvengta streso, o tai yra terminis apdorojimas žemesnėje-temperatūroje, kuris sumažina šalto darbo poveikį, visiškai nesuminkštinant medžiagos.
Ar tai turi įtakos atsparumui korozijai?
Trumpas atsakymas yra:Ne, ne neigiamai, ir ji yra kruopščiai kontroliuojama, kad taip nebūtų.
Šalto darbo kiekis, atliekamas nustatant dydį, yra minimalus{0}}paprastai plotas sumažėja tik keliais procentais. Toks deformacijos lygis nesukuria labai įtemptos, stipriai šaltai{2}}apdorotos mikrostruktūros, kuri yra jautri korozijai.
Svarbiausia, kad šis šalto dydžio nustatymo veiksmas atliekamaspo tovisas tirpalas atkaitinamas. Taigi metalurginė struktūra jau nustatyta. Dydis tiesiog „suformuoja“ tą struktūrą į tinkamą formą.
Tačiau procesas sukelia tam tikrą liekamąjį įtampą ir nedidelę „šalto darbo“ tekstūrą. Dėl šios priežasties pagal kai kurias griežtas specifikacijas (pvz., NACE MR0175 rūgščiųjų paslaugų programoms) po dydžio nustatymo gali reikėti atlikti galutinį „įtempimo mažinimo“ atkaitinimą. Tai žemesnės temperatūros apdorojimas (pvz., 300-400 laipsnių), kuris sumažina makroskopinius įtempius, atsirandančius dėl dydžio nustatymo operacijos, nekeičiant grūdelių struktūros ar tirpalo atsparumo korozijai. Standartinėje chemijos tarnyboje to dažnai nereikia, o tokio dydžio vamzdis puikiai tinka.
Apibendrinant, pagalvokite apie dydžio nustatymą kaip „tikslaus apdirbimo“ vamzdžių gamybos etapą. Jis koreguoja geometriją nepakenkiant kruopščiai sukonstruotoms metalurginėms lydinio savybėms.
5. Kokybės užtikrinimas: be malūno bandymo ataskaitos, kokie konkretūs neardomieji tyrimai turėtų būti atlikti atliekant Hastelloy suvirintų vamzdžių kritinę priežiūrą?
Q:Netrukus pateiksime Hastelloy C-22 suvirintų vamzdžių užsakymą, skirtą labai svarbiai deguonies prisodrintai paslaugai. Nesėkmė nėra išeitis. Turime ASTM B619 standartą, bet norime viršyti ir toliau. Kokius konkrečius NDE reikalavimus turėtume nustatyti, kad vamzdis būtų visiškai nepriekaištingas?
A:Kalbant apie deguonies paslaugą, esate teisus, kad esate labai griežti. Esant aukšto-slėgio deguoniui, bet koks teršalas, aštrus kraštas ar konstrukcijos trūkumas gali būti uždegimo taškas. Nesėkmės pasekmės yra katastrofiškos. Norėdami pasiekti tokį kritiškumo lygį, turite peržengti standartinius ASTM reikalavimus ir nustatyti papildomų reikalavimų rinkinį.
Čia yra NDE ir kokybės veiksmų, kuriuos turėtumėte nurodyti savo pirkimo užsakyme, kontrolinis sąrašas:
1. 100% suvirinimo siūlės radiografija (RT):
Tai yra jūsų pradinė padėtis, bet jūs turite būti aiškus. NurodykiteASTM B619, S1 papildomas reikalavimas: radiografinis tyrimas.Tai įpareigoja visą išilginės suvirinimo siūlės ilgį rentgenografuoti. Deguonies paslaugai taip pat turėtumėte nurodyti aukščiausią priimtiną kokybės lygį, pvzpriėmimo kriterijai pagal ASME katilų ir slėginių indų kodekso VIII skyriaus 1 skyriaus UW-51 pastraipą. Šis standartas yra labai griežtas, leidžiantis tik pačias smulkiausias,{1}}gerai apibrėžtas nuorodas. Jis užfiksuos bet kokį susiliejimo trūkumą, šlako intarpus ar poringumą giliai suvirinimo siūlėje.
2. Suvirinimo šaknies ir išorinio paviršiaus dažų įsiskverbimo tyrimas (PT):
Radiografija atrodopersuvirinimo siūlę. Dažų įsiskverbimo priemonė žiūri įpaviršius. Turėtumėte nurodyti100 % PT vidinio skersmens (ID) ir išorinio skersmens (OD) suvirinimo paviršių.Tai labai svarbu ieškant paviršiaus{0}}dūžtančių trūkumų, pvz., įtrūkimų, skylučių ar plyšimų, kurie gali būti per smulkūs, kad juos būtų galima pašalinti rentgeno spinduliais. Naudojant deguonį, ID paviršiaus apdaila yra svarbiausia, o bet koks paviršiaus defektas yra galimas įtrūkimo iniciatorius.
3. Ultragarsinis netauriųjų metalų tyrimas:
Suvirinimas nėra vienintelis rūpestis. Pradiniame vamzdyje (plokštelėje) gali būti sluoksniuotų arba inkliuzų. Nurodykitevisos plokštės ploto prieš formavimą arba gatavo vamzdžio UT,pagal ASTM A578 arba panašią specifikaciją. Tai užtikrina, kad pats netaurieji metalai yra patikimi.
4. Sūkurinės srovės arba nuotėkio tikrinimas:
Plonasienių vamzdžių-sūkurinių srovių bandymas viso ilgio Arba arba papildomai, ahelio nuotėkio bandymasGalima nurodyti, kad būtų patikrintas absoliutus suvirinimo siūlės ir netauriųjų metalų vientisumas. Tai apima vamzdžio slėgį heliu ir masės spektrometro naudojimą, kad būtų aptiktos bet kokios išbėgančios dujos, užtikrinant hermetišką sandarumą.
5. Vizualinis ir matmenų patikrinimas su dokumentais:
Tai savaime suprantama, bet deguonies paslaugai galbūt norėsite nurodyti avidinis vaizdo boreskopinis patikrinimaskiekvieno vamzdžio ilgio. Tai leidžia vizualiai užfiksuoti ID paviršiaus būklę, užtikrinant, kad jis būtų švarus, lygus ir be pašalinių medžiagų, apdirbimo drožlių ar šiurkščių briaunų.
6. Valymas ir pakavimas:
Deguonies paslaugoms vamzdžio švara yra tokia pat svarbi, kaip ir jo konstrukcijos vientisumas. Turite nurodyti"Valymas deguonimi"pagal pramonės standartus, tokius kaip CGA G-4.1 (Suslėgtų dujų asociacija). Tai apima specifinį valymo procesą, kad būtų pašalinti visi angliavandeniliai, alyvos ir dalelės. Tada vamzdis turi būti uždengtas dangteliu ir supakuotas taip, kad ši švara išliktų iki montavimo.
Nurodydami šiuos patobulintus NDE ir kokybės reikalavimus-RT, PT, UT, nuotėkio tikrinimą ir deguonies valymą-paverčiate standartinį „komercinės klasės“ suvirintą vamzdį į misijos-svarbų komponentą, tinkamą reikliausioms paslaugoms.
