Kokie yra svarbiausi suvirinimo ir terminio apdorojimo reikalavimai Incoloy 945 ir Incoloy 926 vamzdžiams?

1. Kl.: Kokie yra esminiai Incoloy 945 ir Incoloy 926 besiūlių vamzdžių sudėties ir metalurgijos skirtumai?

A:„Incoloy 945“ ir „Incoloy 926“ naudojami iš esmės skirtingoms pramoninėms reikmėms, o jų skirtumai prasideda nuo lydinio dizaino filosofijos, -viena yra kritulių-sugrūdinimas, kad būtų užtikrintas didelis atsparumas rūgščiam naudojimui, o kita – kietas-tirpalas, sustiprintas itin atspariam vandens korozijai.

Incoloy 945 (UNS N09945)yra nusodinimo -kietėjimo nikelio-geležies-chromo lydinys, sukurtas specialiai rūgščioms naftos ir dujų aplinkoms. Jo vardinė sudėtis – 48–52 % nikelio, 19–23 % chromo, 2,5–3,5 % molibdeno, 1,5–2,5 % vario, 1,0–2,0 % titano, 0,3–0,6 % aliuminio, 0,3–0,6 % niobio ir likučio geležies. Ši sudėtinga chemija skirta įvairiems tikslams: didelis nikelio kiekis (∼50%) užtikrina išskirtinį atsparumą chlorido įtempiams korozijai įtrūkimams; molibdenas ir varis padidina duobių susidarymą ir mažina atsparumą rūgštims; o titanas, aliuminis ir niobis susijungia ir sudaro gama{20}}pirminius (Ni₃(Al,Ti)) ir gama-dvigubus-(Ni₃Nb) nuosėdas. Šios nuosėdos užtikrina kritulių sukietėjimą kontroliuojamu dviejų{24}}pakopų sendinimo terminiu apdorojimu. „Incoloy 945“ takumo riba yra 80–130 ksi (552–896 MPa), atsižvelgiant į senėjimo sąlygas, o tipinis kietumas yra mažesnis nei 35 HRC, kad atitiktų NACE MR0175 rūgštaus aptarnavimo reikalavimus.

Incoloy 926 (UNS N08926)yra super-austenitinis nerūdijantis plienas, sukurtas ypač atspariam korozijai vandenyje. Jo vardinė sudėtis – 24–26 % nikelio, 19–21 % chromo, 6,0–7,0 % molibdeno, 0,8–1,5 % vario, 0,15–0,25 % azoto ir balanso geležies. Atkreipkite dėmesį, kad nėra titano, aliuminio ir niobio. Šis lydinys nėra{14}}kietėjantis nuo kritulių; savo stiprumą jis įgyja iš kieto tirpalo ir azoto intersticinio stiprinimo. Didelis molibdeno kiekis (6–7 %) užtikrina išskirtinį atsparumą įdubimams ir plyšių korozijai aplinkoje, kurioje yra chlorido. Azoto papildymas (0,15–0,25%) stabilizuoja austenitinę struktūrą ir dar labiau padidina atsparumą duobėms. „Incoloy 926“ pasiekia tipišką 35–45 ksi (241–310 MPa) takumo ribą kambario temperatūroje.

Metalurgijos pasekmės:Incoloy 945 skirtasdidelis stiprumas ir atsparumas korozijai drėgnoje, rūgštoje aplinkojeesant maždaug 600 laipsnių F (316 laipsnių) temperatūrai. Jis nėra skirtas naudoti aukštoje -temperatūroje, aukštesnėje nei 1000 laipsnių F (538 laipsniai), kai nuosėdos perpiltų ir sutirštės. Incoloy 926 skirtasdidžiausias vandens atsparumas korozijaijūros vandenyje, rūgštiniuose sūrymuose ir cheminių procesų srautuose, kurių temperatūra yra iki maždaug 600 laipsnių F (316 laipsnių). Jis negali pasiekti didelio „Incoloy 945“ stiprumo lygio.

Pasirinkimas tarp jų:Jei paraiška reikalaujadidelio stiprumo (80+ ksi išeiga) ir NACE MR0175 rūgščių paslaugų atitiktis(pvz., angų vamzdžiai, povandeniniai kolektoriai), pasirinkite Incoloy 945. Jei tai reikalingadidžiausias atsparumas duobėms ir plyšiams korozijaividutinio stiprumo (pvz., jūros vandens vamzdynai, FGD sistemos), pasirinkite Incoloy 926. Yra minimalus persidengimas-Incoloy 945 yra naftos ir dujų lydinys; Incoloy 926 yra cheminio apdorojimo ir jūrinis lydinys.

---

2. Kl.: Kokie pramonės standartai ir specifikacijos reglamentuoja besiūlius Incoloy 945 ir Incoloy 926 vamzdžius?

A:Šie du lydiniai atitinka visiškai skirtingas specifikacijų sistemas, atspindinčias jų skirtingas rinkas-naftos ir dujų (945) ir chemijos / jūrų (926) rinkas.

Besiūliams vamzdžiams Incoloy 945:

ASTM B983– Standartinė specifikacija, skirta nusodinamajam -kietėjančiam nikelio-geležies-chromo lydinio besiūliams vamzdžiams (taikoma UNS N09945 ir panašioms klasėms). Tai yra pagrindinė vamzdžio specifikacija.

API 6ACRA– „American Petroleum Institute“ specifikacija, taikoma senam -sukietintam nikeliui- pagrįstiems lydiniams, naudojamiems rūgščių paslaugoms. Ši specifikacija apima specifinius kietumo, tempimo ir smūgio reikalavimus.

NACE MR0175 / ISO 15156– Tai pats svarbiausias „Incoloy 945“ standartas. Jis sertifikuoja lydinį, skirtą naudoti rūgščioje (H₂S-turinčioje) naftos ir dujų aplinkoje. Standarte nurodytos didžiausios kietumo ribos (paprastai 35 HRC arba mažesnės) ir priimtinos terminio apdorojimo sąlygos, kad būtų išvengta įtrūkimų dėl sulfido įtempių.

ISO 13680– Naftos ir gamtinių dujų pramonės{0}}gręžinių įrangos specifikacijos, įskaitant „Incoloy 945“.

Terminio apdorojimo sąlygos:Pirkėjai turi nurodyti vieną iš trijų sąlygų:

Atkaitintas tirpalas (minkštas)– Vėlesniam šaltam apdirbimui arba formavimui

Tirpalas atkaitintas + sendintas– Tiesioginiam aptarnavimui visu pajėgumu

Dvigubai sensta– Optimaliam stiprumo ir kietumo deriniui

Besiūliams vamzdžiams Incoloy 926:

ASTM B677 / ASME SB677– Standartinė besiūlių nikelio{0}}geležies-chromo-molibdeno-vario-azoto lydinio vamzdžių specifikacija (UNS N08926). Tai yra pagrindinė vamzdžio specifikacija.

ASTM B673– Standartinė suvirintų vamzdžių specifikacija (nors besiūliai pirmenybė teikiama kritiniam aptarnavimui).

ASME katilo ir slėginio indo kodo II skyriaus D dalis– Teikia leistinas N08926 įtempių vertes esant maždaug 600 laipsnių F (316 laipsnių) temperatūrai.

NORSOK M-630– Norvegijos naftos ir dujų standartas, apimantis „Incoloy 926“ jūros vandens ir sūrymo aptarnavimui.

ISO 15156 / NACE MR0175– „Incoloy 926“ yra tinkamas rūgščiam naudojimui su atitinkamomis kietumo ribomis, nors šiam tikslui jis naudojamas rečiau nei „Incoloy 945“.

Pirkimo svarstymai:„Incoloy 945“ besiūlis vamzdis yra specialus gaminys su ribotais malūnų šaltiniais ir ilgu pristatymo laiku (paprastai 14–20 savaičių). Besiūliai „Incoloy 926“ vamzdžiai labiau parduodami iš kelių pasaulio gamyklų pagal standartinius grafikus (Sch 10S, 40S, 80S) pagal ASME B36.19. Visada patikrinkite, ar medžiagos bandymo ataskaitoje nurodytas teisingas UNS numeris, o „Incoloy 926“ atveju – azoto kiekis (0,15–0,25 %), kuris yra labai svarbus atsparumui įdubimams užtikrinti.

---

3. Kl.: Kodėl besiūliai „Incoloy 945“ vamzdžiai yra tinkamiausia medžiaga, skirta didelio-stiprumo rūgščiosios naftos ir dujų gręžiniams?

A:Besiūlis „Incoloy 945“ vamzdis tapo etalonine medžiaga, skirta labai rūgščioms eksploatavimo aplinkoms giliuose, aukšto{1}}slėgio, aukštos -temperatūros (HP/HT) naftos ir dujų gręžiniuose. Keturios specifinės savybės paaiškina jo pranašumą prieš kitus kritulių{4}}kietėjimo lydinius.

Pirma, išskirtinis atsparumas sulfido įtempių įtrūkimams (SSC) esant dideliam stiprumui.NACE MR0175/ISO 15156 nustato griežtas kietumo ribas (paprastai mažesnis arba lygus 35 HRC) medžiagoms, naudojamoms rūgščiomis medžiagomis. Daugelis didelio stiprumo lydinių (pvz., Inconel 718 tam tikro terminio apdorojimo metu) viršija kietumo ribas, todėl jų naudojimas ribojamas sunkiausioje H₂S aplinkoje. „Incoloy 945“ pasiekia 100–130 ksi (689–896 MPa) takumo stiprumą, išlaikant kietumą žemiau 35 HRC. Šis unikalus derinys pasiekiamas atidžiai kontroliuojant senėjimo reakciją,{16}}lydinys sukuria smulkias, vientisas nuosėdas, kurios sustiprina be per didelio kietumo. Niobio priedas (0,3–0,6 %) padeda kontroliuoti nuosėdų augimą ir palaiko kietumą priimtinose ribose. Patirtis naudojant šulinius, kuriuose H₂S dalinis slėgis viršija 100 psi (0,7 MPa) ir temperatūra 350–450 F (177–232 laipsnių), patvirtina Incoloy 945 atsparumą SSC.

Antra, puikus atsparumas chlorido įtempiams korozijai (SCC) dėl didelio nikelio kiekio.Maždaug 50 % nikelio turintis „Incoloy 945“ turi didžiausią nikelio kiekį tarp komerciškai prieinamų kritulių{2}}kietėjimo naftos telkinių lydinių. Didelis nikelio kiekis iš esmės keičia SCC elgseną,{4}}lydinys atsparus chlorido SCC visoms naftos ir dujų gavybos temperatūroms, įskaitant koncentruotus sūrymus ir aukštos temperatūros giluminius šulinius. Giliuose šuliniuose, kuriuose susidaro vandens chloridų, viršijančių 150 000 ppm, o dugno angų temperatūra yra 400 °F (204 laipsniai), žemesnės -nikelio medžiagos (pvz., 13Cr nerūdijantis plienas, Incoloy 925 su 42–46 % Ni) vis tiek gali susidurti su SCC. Incoloy 945 vamzdžių tarnavimo laikas šiomis ekstremaliomis sąlygomis viršija 15 metų.

Trečia, puikus molibdeno ir vario atsparumas duobėms ir plyšių korozijai.2,5–3,5 % molibdeno ir 1,5–2,5 % vario derinys suteikia Incoloy 945 atsparumo įdubimams ekvivalentinį skaičių (PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) maždaug 32–36. Tai didesnis nei Incoloy 825 (PREN ~30–33) ir panašus į super duplex nerūdijantį plieną. Aplinkoje, kurioje yra elementinės sieros (dažnai rūgščių dujų gręžiniuose), varis suteikia papildomą apsaugą nuo sieros{14}}sukeltos korozijos. Didelis nikelio kiekis taip pat atsparus sieros kondensacijos atakai.

Ketvirta, terminis stabilumas{0}}ilgalaikės eksploatacijos metu.Skirtingai nuo kai kurių nuo kritulių-kietėjančių lydinių, kurie greitai suminkštėja aukštesnėje nei 400 °F (204 °F) temperatūroje, „Incoloy 945“ išlaiko savo stiprumą ir ilgą laiką veikiant 450–500 °F (232–260 laipsnių). Niobio priedas stabilizuoja gama-dvigubą-pagrindinę fazę, užkertant kelią grubėjimui. Šis terminis stabilumas yra labai svarbus giliems šuliniams, kuriuose gamybos temperatūra išlieka aukšta dešimtmečius.

Tipiškos programos:Gręžinių gamybos vamzdžiai, tankintuvai, požeminiai apsauginiai vožtuvai, poliruoto gręžinio talpyklos ir pakabų sistemos HP/HT rūgščių dujų gręžiniuose. Šiose programose Incoloy 945 konkuruoja su Inconel 718 ir Incoloy 925. Jis dažnai pasirenkamas, kai reikia derinti 120 ksi takumo ribą, NACE MR0175 atitiktį ir didesnį SCC atsparumą.

---

4. Kl.: Kodėl Incoloy 926 besiūlis vamzdis yra tinkamiausia medžiaga jūros vandeniui ir agresyvioms cheminėms medžiagoms?

A:Dėl išskirtinio atsparumo vietinei korozijai Incoloy 926 besiūlis vamzdis užsitarnavo dominuojančią padėtį jūros vandens tvarkymo, cheminio apdorojimo ir išmetamųjų dujų desulfuravimo (FGD) sistemose. Trys specifinės charakteristikos paaiškina jo pranašumą prieš standartinį nerūdijantį plieną ir net daug aukštesnių -nikelio lydinių.

Pirma, itin didelis atsparumo įbrėžimams ekvivalentinis skaičius (PREN).PREN apskaičiuojamas kaip %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. „Incoloy 926“:

Chromas: 19–21 %

Molibdenas: 6,0–7,0 %

Azotas: 0,15–0,25 %

Tai duoda maždaug 40–45 PREN. Palyginimui:

316L nerūdijantis plienas: PREN ~24–26

Duplex 2205: PREN ~35–38

Incoloy 825: PREN ~30-33

Incoloy 945: PREN ~32–36

Didesnis PREN rodo didesnį atsparumą duobių ir plyšių korozijai aplinkoje, kurioje yra chlorido{0}}. Šiltame jūros vandenyje (80–100 laipsnių F / 27–38 laipsniai), 316 l duobėse per savaites. „Duplex 2205“ veikia geriau, tačiau dėl biologinio užteršimo ar nuosėdų vis tiek gali atsirasti plyšių korozija. „Incoloy 926“ atsparus įdubimams jūros vandenyje iki maždaug 120–140 laipsnių F (49–60 laipsnių), todėl tinka tropinėms jūros vandens aušinimo sistemoms, gaisrinio vandens linijoms ir balastiniams vamzdynams.

Antra, atsparumas chlorido įtempių korozijos įtrūkimams (SCC).Austenitiniai nerūdijantys plienai (304 l, 316 l) yra labai jautrūs chlorido SCC virš maždaug 140 laipsnių F (60 laipsnių), ypač garavimo sąlygomis. Didelis „Incoloy 926“ nikelio kiekis (24–26 %) ir molibdeno kiekis iš esmės keičia SCC elgesį. Lydinys atsparus SCC visoms temperatūroms, su kuriomis susiduriama naudojant vandeninį vandenį, įskaitant koncentruotus sūrymus, garų kondensatą su chlorido pernešimu ir jūros atmosferos sąlygas. Dėl to jis yra puikus pasirinkimas jūrinių platformų vamzdynams, gėlinimo įrenginiams ir pakrantės chemijos įrenginiams.

Trečia, puikus našumas mišrioje rūgštinėje aplinkoje.Molibdeno (6–7%) ir vario (0,8–1,5%) derinys suteikia išskirtinį atsparumą redukuojančioms rūgštims, ypač sieros ir fosforo rūgštims, o didelis chromo kiekis apsaugo nuo oksidacinių sąlygų. Išmetamųjų dujų desulfuravimo (FGD) sistemose,{5}}kur drėgnieji skruberiai pašalina SO₂ iš elektrinės išmetamųjų teršalų,-aplinka keičiasi redukuojančia ir oksiduojančia, su chloridais, fluoridais ir žemu pH (2–4). „Incoloy 926“ tam tikrose FGD zonose pranoksta didesnius{11}}molibdeno lydinius, pvz., C-276, nes yra geriau atsparus oksidaciniams poveikiams. Daugelis FGD sugeriamųjų bokštų purškimo kolektorių ir rūko šalinimo atraminių vamzdžių dabar yra nurodyti kaip Incoloy 926.

Lyginamasis našumas:Jūros vandeniu{0}}aušinamame 90 F (32 laipsnių) šilumokaityje su stovinčiais plyšiais po tarpinėmis:

316L vamzdeliuose per 6–12 mėnesių atsiranda skylių nuotėkis

Duplex 2205 gali išgyventi 2–5 metus, tačiau tarpikliuose prasideda plyšinė korozija

„Incoloy 926“ tarnauja 15–20+ metų, o tai dažnai viršija suprojektuotą įrangos eksploatavimo laiką

Tipiškos programos:Jūros vandens aušinimo vamzdynai (elektrinės, SGD terminalai), priešgaisrinės vandens sistemos (jūros platformos), gėlinimo įrenginių jungiamieji vamzdynai, chemijos tanklaivių krovinių linijos, FGD absorberių purškimo kolektoriai, celiuliozės ir popieriaus balinimo gamyklos vamzdynai (chloro dioksido paslauga) ir farmacinių reaktorių perdavimo linijos.

---

5. Kl.: Kokie yra svarbiausi suvirinimo ir terminio apdorojimo reikalavimai Incoloy 945 ir Incoloy 926 vamzdžiams?

A:„Incoloy 945“ ir „Incoloy 926“ suvirinimas reikalauja iš esmės skirtingų požiūrių, nes „Incoloy 945“ yra kietėjantis nuo kritulių- ir reikalaujamas po-suvirinimo senėjimo, o „Incoloy 926“ yra tvirtas- tirpalas, sustiprintas ir puikiai suvirinamas.

„Incoloy 945“ vamzdžiui (kietėjimas nuo kritulių):

Užpildo metalo pasirinkimas:NaudokiteERNiCrMo-3(Inconel 625) arbaERNiCrMo-10(Inconel 622) kaip standartiniai užpildai. Šie molibdeno{2}}turintys užpildai užtikrina atsparumą korozijai, atitinkantį arba didesnį nei netauriųjų metalų. Didžiausio stiprumo darbams, kuriems reikalingos atitinkamos tempimo savybės,ERNiCrFe-2(Inconel 718 užpildas) gali būti naudojamas, tačiau tam reikia kruopščiai suderinti po-suvirinimo terminį apdorojimą. Niekada nenaudokite ERNiCr-3 (kuriame nėra molibdeno) arba nerūdijančio plieno užpildo.

Šilumos tiekimo valdymas:Maksimali praėjimo temperatūra: 200 laipsnių F (93 laipsniai). Šilumos tiekimas ribojamas iki 20–35 kJ/colis (8–14 kJ/cm). Didesnis šilumos kiekis sukelia niobio ir titano atsiskyrimą, padidina įtrūkimų riziką ir skatina grūdų grubumą.

Išankstinė-suvirinimo būklė:Visada suvirinkite tirpalu-atkaitintą (minkštą)-niekada seną. Suvirinant pasenusią medžiagą, karščio paveiktoje zonoje susidaro deformacijos-įtrūkimai.

Terminis apdorojimas po-suvirinimo siūlės yra privalomas norint atlikti pilno stiprumo darbus:

Tirpalo atkaitinimas(jei reikia po suvirinimo): 1900–1950 laipsnių F (1038–1066 laipsnių) 1 valandai colyje storio, po to greitai atvėsinama (gesinimas vandeniu)

Senėjimo gydymas:Įkaitinkite iki 1325 laipsnių F (718 laipsnių), palaikykite 8 valandas, krosnį atvėsinkite iki 1150 F (621 laipsnio) iki maksimalios 200 F (93 laipsnių) per valandą, palaikykite 8 valandas, tada atvėsinkite oru.

Be po-sendinimo suvirinimo siūlės takumo riba yra tik 40–50 ksi (276–345 MPa) -visiškai netinkama naftos telkinių priežiūrai, kuriai reikalingas 100+ ksi.

„Incoloy 926“ vamzdžiui (kietas{1}}tirpalas):

Užpildo metalo pasirinkimas:NaudokiteERNiCrMo-3(Inconel 625) kaip standartinis užpildas. Jei reikia mažiau svarbių paslaugų,ERNiCrMo-10arbaER385(atitinka 6 % Mo sudėtį). Užpildas turi atitikti arba viršyti netauriųjų metalų molibdeno kiekį (6–7%), kad būtų išlaikytas atsparumas duobėms. Niekada nenaudokite nerūdijančio plieno užpildų (308L, 316L)-jie sukuria galvaninės korozijos elementą ir juose trūksta molibdeno.

Šilumos tiekimo valdymas:Maksimali tarpinio praėjimo temperatūra: 250 laipsnių F (121 laipsnis). Šilumos tiekimas ribojamas iki 20–40 kJ/colis (8–16 kJ/cm). Didesnis šilumos įvedimas gali sukelti molibdeno -fazių nusodinimą (sigma arba chi fazės), o tai sumažina atsparumą įdubimams 50 % ar daugiau. Naudokite styginius karoliukus, o ne audimą.

Išankstinis suvirinimo{0}}valymas:Nuvalykite acetonu arba tam skirtu nerūdijančio plieno šepečiu. Naudokite nikelio lydiniams skirtus šlifavimo diskus. Pašalinkite visą anglies plieno užteršimą-įterptosios geležies dalelės surūdys ir pradės įdubimus.

Po{0}}suvirinimo siūlės terminis apdorojimas (paprastai nebūtinas):Daugeliu atvejų Incoloy 926 naudojamas kaip-suvirintas. Jei atšiaurioje aplinkoje (pvz., šiltame jūros vandenyje su stovinčiomis sąlygomis) reikalingas didžiausias atsparumas korozijai, tirpalo atkaitinimas 1950–2050 F (1066–1121 laipsnio) temperatūroje, po kurio eina greitas vandens gesinimas, atkuria visišką atsparumą duobėms. Tai retai atliekama vamzdžiams dėl iškraipymo rizikos ir paprastai nurodoma tik kritiniams šilumokaičio vamzdžiams.

Kritiniai įspėjimai:

„Incoloy 945“:Niekada nevirinkite be kvalifikuotos procedūros. Niekada nevirinkite senos būklės. Niekada nepraleiskite po-suvirinimo elementų, kurių sudėtyje yra slėgio-senėjimo. Lydinio jautrumas įtempimui-senėjimo įtrūkimams reikalauja kruopštaus terminio apdorojimo greičio kontrolės.

„Incoloy 926“:Nenaudokite nerūdijančio plieno užpildų,{0}}juose nėra molibdeno ir jie sudarys korozijai{1}} jautrią suvirinimo zoną. Neperkaitinkite-sigmos fazės susidarymas yra negrįžtamas be viso tirpalo atkaitinimo. Nenaudokite užterštų šlifavimo diskų,{5}}įdėtos anglies plieno dalelės sukelia įdubimus.

Kvalifikacijos reikalavimai:

„Incoloy 945“ suvirinimo procedūroms turi būti atliktas kietumo bandymas pagal NACE MR0175. Kietumas karščio-veikiamoje zonoje ir suvirinimo metalas neturi viršyti 35 HRC. Tam dažnai reikia po-suvirinimo tirpalo atkaitinimo ir pakartotinio senėjimo{6}}ciklo. Be to, kritinėms reikmėms gali prireikti atlikti sulfido įtempių įtrūkimų bandymą pagal NACE TM0177 (A arba D metodas).

Naudojant „Incoloy 926“ jūros vandenyje arba naudojant FGD, suvirinimo procedūra turėtų apimti taškinės korozijos bandymą pagal ASTM G48 (geležies chloridą), kad būtų patikrinta, ar suvirintos ir karščio paveiktos zonos palaiko PREN-lygiavertį veikimą. Standartinis priėmimo kriterijus yra, kad po 72 valandų 77 laipsnių F (25 laipsniai) arba 104 F (40 laipsnių) esant sunkesnėms eksploatacinėms sąlygoms, nelieka duobių.