1. Hastelloy B-3 buvo sukurtas kaip tiesioginis B-2 patobulinimas. Kokie buvo konkretūs B-2 eksploataciniai gedimai, kuriuos sprendžia B-3, ir kokia yra pagrindinė metalurgijos naujovė, leidžianti tai patobulinti?
„Hastelloy B-2“, nors ir puikiai savo nišoje, turėjo du svarbius pramonės pripažintus gedimų režimus, kuriuos B-3 buvo specialiai sukurta pašalinti.
B-2 veikimo gedimai, kuriuos pašalino B-3:
Ypatingas jautrumas šiluminiam nestabilumui: B-2 yra žinomas linkęs į žalingų tarpmetalinių fazių (μ-fazės ir P-fazės) nusodinimą temperatūros diapazone nuo 1200 laipsnių F iki 1600 laipsnių F (650 laipsnių iki 870 laipsnių). Tai atsitinka ne tik suvirinant, bet ir lėtai aušinant nuo aukštos temperatūros, karšto formavimo metu ar net eksploatuojant, jei vamzdžio sienelė pasiekė šią temperatūrą. Šie krituliai sukėlė:
Stiprus trapumas, sukeliantis įtrūkimus gamybos ar eksploatacijos metu.
„Peilio{0}}linijos“ korozijos ataka šalia suvirinimo siūlių, nes nusodintos fazės buvo anodinės matricos atžvilgiu.
Prastas apdirbamumas storose dalyse: dėl aukščiau pateikto jautrumo storų B-2 sekcijų (pavyzdžiui, vamzdžių sienelių) suvirinimas ir po-suvirinimo terminis apdorojimas yra didelės rizikos veiksmas, dėl kurio dažnai išmetami komponentai.
Pagrindinės metalurgijos naujovės B-3:
Proveržis buvo tikslus, optimizuotas legiravimo elementų -visų pirma molibdeno, chromo ir geležies-reguliavimas ir volframo pridėjimas.
Sudėties optimizavimas: išlaikant aukštą Mo kiekį (~28,5%), B-3 turi labiau subalansuotą Mo/Cr/Fe santykį ir apima ~3% volframo.
Rezultatas: ši rafinuota chemija drastiškai sulėtina intermetalinių fazių susidarymo kinetiką. B-3 gali atlaikyti kritinės temperatūros diapazoną valandas, o ne minutes, kol prasidės žalingi krituliai.
Praktinis rezultatas: B-3 siūlo žymiai pagerintą šiluminį stabilumą, o tai reiškia:
Suvirinimo ir aušinimo metu jis yra daug atlaidesnis.
Turi žymiai platesnius terminio apdorojimo langus.
Jis užtikrina didesnį lankstumą ir tvirtumą suvirintoje būsenoje, todėl daugeliu atvejų sumažėja neatidėliotino po-suvirinimo terminio apdorojimo poreikis.
2. Kodėl aukšto -slėgio druskos rūgšties (HCl) distiliavimo kolonėlėje, veikiančioje beveik -azeotropinėmis sąlygomis, B-3 besiūlis vamzdis turėtų būti nurodytas vietoj B-2 ir kokie jo konstrukcijos ir gamybos pranašumai?
Tai puiki programa, kurioje padidintas B-3 stabilumas tiesiogiai reiškia puikų patikimumą ir mažesnes gyvavimo ciklo išlaidas.
Kodėl B-3, o ne B-2:
Suvirintos konstrukcijos patikimumas: distiliavimo kolonėlė apima daugybę apskritimo siūlių (dėklams, purkštukams, sekcijoms). Platesnis saugaus B-3 veikimo langas suvirinimo metu žymiai sumažina HAZ įtrūkimų ir vėlesnio -naudojimo peilio linijos atakos riziką. Tai esminis saugumo ir patikimumo pranašumas.
Geresnis atsparumas proceso sutrikimams: jei karštoji vieta arba netikėta egzoterma laikinai pakelia vamzdžio sienelės temperatūrą iki jautrinimo diapazono, B-3 yra daug atsparesnis mikrostruktūros skilimui nei B-2.
Lengvesnis remontas vietoje: jei prireiktų atlikti remonto suvirinimo siūlę, B-3 didesnė tolerancija leidžia lengviau sukurti patikimą, korozijai atsparią jungtį.
Dizaino ir gamybos privalumai:
Sumažėjusi priklausomybė nuo viso tirpalo atkaitinimo: nors B-3 suvirinimo siūlės vis dar rekomenduojamos svarbioms eksploatacinėms sąlygoms, suvirintos siūlės gali būti tinkamos atlikti ne tokias sunkias užduotis arba kai terminis apdorojimas po suvirinimo logistiškai neįmanomas (pvz., didelio lauko suvirinimo siūlės). Tai neįsivaizduojama naudojant B-2.
Storesnės{0}}sienos projektavimo galimybės: galimybė saugiai suvirinti ir apdoroti storesnes dalis leidžia suprojektuoti aukštesnio-slėgio HCl sistemas naudojant B-3 vamzdį.
Mažesnė gamybos rizika ir sąnaudos: dėl suvirinimo / terminio apdorojimo problemų sumažėjęs atliekų kiekis sumažina bendras gamybos sąnaudas ir projekto riziką.
3. Nepaisant patobulinimų, Hastelloy B-3 išlieka labai pažeidžiamas oksiduojančių teršalų. Kokios konkrečios gamyklos stebėjimo ir saugos sistemos turi būti integruotos su B-3 vamzdynų sistema, kad būtų išvengta katastrofiškos korozijos?
Visų aukšto-Mo, žemo-Cr lydinių, tokių kaip B-3, Achilo kulnas yra oksiduojanti terpė. Apsauga yra procedūrinė ir sisteminė.
Pagrindinės stebėjimo ir saugos sistemos:
Realiojo-laikinio redokso potencialo (ORP) stebėjimas: įdiekite ORP zondus pagrindiniuose tiekimo srautuose ir induose. Nustatykite pavojaus signalus, kai potencialas pasislenka į oksidacinį diapazoną, nurodydamas užterštumą (pvz., Fe³⁺, Cu²⁺, O₂, Cl₂).
Specifinis jonų stebėjimas: procesuose, kuriuose geležies arba vario jonai yra pagrindinė rizika, naudokite internetinę arba dažną paėmimo{0}}mėginių analizę, kad stebėtumėte šiuos teršalų lygius.
Teigiamos inertavimo sistemos: rezervuaruose ir imtuvuose palaikykite azoto dangą su slėgio / vakuumo išsaugojimo angomis. Į prapūtimo dujų išeinamąją srovę įtraukite deguonies analizatorius.
Nepavyko-Saugus vamzdyno dizainas:
Prie sistemos, kurioje yra oksidatorių, jungties naudokite dvigubo bloko ir oro išleidimo vožtuvus.
Įdiekite specialius, unikaliai paženklintus vamzdynus, skirtus srautams, kuriuose yra oksidatoriaus{0}}. Priežiūros metu naudokite akinių žaliuzes arba žaliuzes.
Išsamus operatoriaus mokymas: darbuotojai turi suprasti, kad B-3 nėra „nerūdijantis plienas“ ir kad net nedidelio baliklio, azoto rūgšties ar gazuoto vandens kiekių įvedimas valymo metu gali greitai sugesti.
Konstrukcijos audito medžiagos: įsitikinkite, kad VISA prieš srovę esanti įranga (siurbliai, vožtuvai, tiekimo linijos) taip pat yra pagaminta iš suderinamų medžiagų (B-3, tantalo, grafito, FRP), kad į B-3 sistemą nepatektų korozijos produktai (geležies oksidai).
4. Kokie yra specifiniai Hastelloy B-3 besiūlių vamzdžių terminio apdorojimo protokolai po suvirinimo ir kuo jie skiriasi nuo griežtesnių B-2 reikalavimų?
Čia aiškiausiai suvokiama B-3 eksploatacinė nauda.
Hastelloy B-2 protokolas (griežtas ir siauras):
Privalomas viso tirpalo atkaitinimas po bet kokio suvirinimo ar karšto darbo.
Temperatūra: 2050 laipsnių F - 2100 laipsnis F (1120 laipsnių - 1150 laipsnis).
Aušinimas: greitas vandens gesinimas -nederinamas. Oro aušinimas sukels kritulių.
Loginis pagrindas: B-2 HAZ beveik neabejotinai yra jautrus po suvirinimo.
Hastelloy B-3 protokolas (atlaidesnis ir lankstesnis):
Pageidautina: pilnas tirpalas. Identiškas B-2: 2050 laipsnių F - 2100 laipsnis F, po kurio seka vandens gesinimas. Tai yra saugiausia praktika atliekant kritines, aukšto{6}}slėgio ar aukštos temperatūros paslaugas ir visada rekomenduojama siekiant maksimalaus atsparumo korozijai.
Alternatyva: Stress Relief Anneal (mažiau sunkioms paslaugoms). B-3 stabilumas kai kuriais atvejais leidžia sumažinti įtempį žemesnėje temperatūroje.
Temperatūra: mažiausiai 1850 laipsnių F (1010 laipsnių).
Aušinimas: Galima aušinti oru.
Paskirtis: sumažinama suvirinimo įtampa, nepakeliant metalo į aukštos{0}}temperatūros diapazoną, kuriame auga grūdeliai. To pakanka, kad būtų užtikrintas tinkamas atsparumas korozijai daugeliu atvejų, be to, jį daug lengviau atlikti lauke.
Kaip-Suvirintos būklės (ne-kritinėms paslaugoms): esant mažam-įtempimui ir žemai{3}}temperatūrai, B-3 gali būti naudojamas suvirintas po tinkamo ėsdinimo/valymo. Tai būtų labai rizikinga naudojant B-2.
Apibendrinant skirtumas: B-3 pateikia parinktis. Inžinierius gali pasirinkti griežtesnį arba praktiškesnį terminį apdorojimą, atsižvelgdamas į konkretų paslaugos sunkumą, o naudojant B-2, pilnas tirpalo atkaitinimas yra vienintelis saugus kelias.
5. Perkant besiūlį B-3 vamzdį branduolinei ar farmacinei įrangai, kuriai reikalingas ypatingas grynumas ir dokumentacija, kokių papildomų sertifikatų ir bandymų, išskyrus ASTM B622, turėtų būti reikalaujama?
Šioms reguliuojamoms pramonės šakoms standartinė medžiagų specifikacija yra tik pradinė linija.
Patobulintas medžiagų sertifikatas:
Lydymosi praktikos sertifikatas: reikalingas trigubas lydymas: VIM + ESR + VAR. Electro-Šlako perlydymas (ESR) yra ypač svarbus B-3, kad būtų pasiektas išskirtinis cheminis homogeniškumas ir sumažintas atskyrimas, o tai yra esminis jo terminio stabilumo veiksnys. MTR turi būti aiškiai nurodyta lydymosi praktika.
Itin-Žemas tarpinis sertifikavimas: jei norite teikti branduolinių arba itin -aukšto- grynumo cheminių medžiagų paslaugas, nurodykite maksimalias anglies, silicio, sieros ir fosforo ribas, žemesnes nei standartiniai ASTM B622 reikalavimai (pvz., C < 0,005%, S < 0,005 %).
Mikroelementų analizė: reikalaujama išsamios ataskaitos apie mikroelementus, kurie gali būti neutronų aktyvatoriai (Co, Ta, Nb branduoliniams) arba farmaciniai teršalai (As, Hg, Pb, Cd).
Papildomas bandymas:
Korozijos bandymo kuponai: reikalaujama gamybos bandymo kuponų iš tos pačios terminio ir terminio apdorojimo partijos. Šie kuponai turėtų būti išbandyti imituojamoje proceso aplinkoje (pvz., verdant vandenilio chlorido rūgštį esant projekto koncentracijai), pateikiant patvirtintus rezultatus.
Mikrošvarumo įvertinimas: pagal ASTM E45 arba AMS 2301 (dėl aviacijos ir kosmoso kokybės). Tai įvertina nemetalinių intarpų (oksidų, sulfidų), kurie gali būti korozijos pradžios vieta, kiekį.
Grūdelių dydžio patikrinimas: sertifikuota grūdelių dydžio ataskaita, užtikrinanti tinkamą tirpalo atkaitinimą.
Dokumentacija ir atsekamumas:
Branduolinė: medžiaga turi būti pagaminta pagal 10 CFR 50 B priedo arba NQA-1 kokybės programą. ANI (įgaliotasis branduolinis inspektorius) šaltinio patikrinimas paprastai yra privalomas.
Farmacija: reikalingi visi FDA{0}}suderinami dokumentai, dažnai įskaitant pagrindinį gamyklos medžiagos failą. Taip pat gali būti nurodytas vamzdžio ID elektropoliravimo sertifikatas, kad būtų galima išvalyti.
Pirkimo specifikacijos ištrauka:
*"Hastelloy B-3 (UNS N10675) besiūlis vamzdis iki ASTM B622. Trigubas lydalas (VIM+ESR+VAR). Tirpalas atkaitintas ir užgesintas vandeniu. Pateikite sertifikuotus korozijos bandymo duomenis iš gamybos partijos [nurodytoje bandymo terpėje]. Medžiaga, kuri turi būti tiekiama su visišku atsekamumu ir sertifikatais, tinkama ASME 2 klasės A konstrukcijai.
Apibendrinant galima pasakyti, kad besiūliai vamzdžiai Hastelloy B-3 yra 21-amžiaus B-2 įpėdinis, siūlantis žymiai patobulintą pagaminamumą ir šiluminį stabilumą agresyviausioms pasaulyje redukuojančioms rūgšties paslaugoms. Jo pasirinkimas pagrįstas sumažėjusia gamybos rizika, padidinta veikimo tolerancija ir puikiu ilgalaikiu patikimumu aplinkoje, kurioje gedimas nėra išeitis.
