1 klausimas: kokia yra Hastelloy G-30 lakšto cheminė sudėtis ir kuo jis išskirtinis tarp nikelio lydinių?
A:Hastelloy G-30 (UNS N06030) yra nikelio-chromo-geležies-molibdeno ir vario lydinys, specialiai sukurtas išskirtiniam atsparumuišlapio{0}}proceso fosforo rūgštis (WPA)ir kitos labai oksiduojančios, sudėtingos rūgštinės aplinkos. Jo vardinė cheminė sudėtis yra maždaug:Nikelis (likutis, paprastai 43–46%), chromas 28,0–31,5%, geležis 13,0–17,0%, molibdenas 4,0–6,0%, volframas 1,5–4,0%, varis 1,0–2,4%, kobaltas Mažiau arba lygus 5,0%, kurių kontroliuojamas anglies (Mažiau arba lygus 0,03 %), silicio (Mažiau arba lygus 0,80 %) ir mangano (Mažiau arba lygus 1,5 %) kiekis.
Hastelloy G-30 išskirtinis yra tas, kurisdidelis chromo kiekis (28–31,5%)kartu su kruopščiai subalansuotu molibdeno, volframo ir vario priedu. Ši kompozicija suteikia išskirtinį atsparumą abiemoksiduojantisirmažinantissąlygos, retas derinys tarp nikelio lydinių. Didelis chromo kiekis sudaro stabilią apsauginę pasyvią plėvelę oksiduojančiose rūgštyse (pvz., azoto rūgštyje, fosforo rūgštyje), o molibdenas ir volframas užtikrina atsparumą taškinei ir plyšinei korozijai aplinkoje, kurioje yra chlorido. Vario priedas padidina atsparumą redukuojančioms rūgštims, tokioms kaip sieros ir druskos rūgštys.
Palyginti su kitais nikelio lydiniais:
Hastelloy C-276(16 % Cr) – G-30 pasižymi puikiu atsparumu oksiduojančioms rūgštims dėl didesnio chromo kiekio.
Inconel 625(21–23 % Cr) – G-30 geriau atsparus fosforo rūgščiai ir sieros-azoto rūgšties mišiniams.
Nerūdijantis plienas 316L(16–18 % Cr) – G-30 užtikrina daug didesnį atsparumą karštoje, užterštoje fosforo rūgštyje, kur 316L greitai koroduotų.
Lakšto forma (paprastai 0,5–6,0 mm / 0,020–0,236 colio storio) plačiai naudojama išklotiems indams, šilumokaičių korpusams ir apkalimui. Hastelloy G-30 dažnai nurodomasšlapio{0}}proceso fosforo rūgšties (WPA) gamyklose, kur rūgštyje yra agresyvių priemaišų, tokių kaip fluoridai, chloridai ir silicio dioksidas, taip patsieros{0}}azoto rūgšties mišiniainaudojamas cheminiam perdirbimui ir branduolinio kuro perdirbimui.
2 klausimas: Kuriose pagrindinėse pramonės srityse naudojamas Hastelloy G-30 lakštas ir kodėl jam teikiama pirmenybė prieš kitas medžiagas?
A:Hastelloy G-30 lakštas yra pasirinkta medžiaga kai kuriose itin sudėtingose srityse, kai kiti nikelio lydiniai arba nerūdijantis plienas sugenda dėl vietinės ar vienodos korozijos. Pagrindinės programos apima:
1. Fosforo rūgšties (WPA) gamybos šlapias{1} procesas– Fosforo rūgštį gaminant fosfatinei uolienai reaguojant su sieros rūgštimi (dihidrato arba hemihidrato procesas), susidariusioje rūgštyje yra agresyvių priemaišų: fluoridų (HF), chloridų, silicio dioksido ir sunkiųjų metalų. 80–100 laipsnių (175–212 laipsnių F) WPA itin ėsdina nerūdijantį plieną (kuris kenčia nuo taškinės ir plyšinės korozijos) ir net C-276 (kuris gali patirti vienodą korozijos greitį 0,5–1,0 mm per metus). Hastelloy G-30 lakštas pasižymi korozijos laipsniais<0.1 mm/yearWPA, todėl tai yra standartinė medžiaga:
Reaktoriaus indai ir maišytuvai– Lakštas naudojamas indų pamušalams ir maišytuvo mentėms.
Šilumokaičių korpusai ir vamzdeliai– G-30 lakštas formuojamas į šilumokaičio komponentus, atsparius proceso rūgščiai ir aušinimo vandeniui (kuriame gali būti chloridų).
Vamzdynai ir ortakiai– Plonas{0}}matometro lakštas susukamas į vamzdį ir kanalą, kad būtų pernešta rūgštis.
2. Branduolinio kuro perdirbimas (PUREX procesas)– Perdirbant panaudotą branduolinį kurą, kurui ištirpinti naudojamas azoto rūgšties ir kitų oksiduojančių medžiagų mišinys. Hastelloy G-30 lakštas yra atsparus oksiduojančiai azoto rūgščiai ir redukuojančioms sąlygoms, atsirandančioms dėl dalijimosi produktų. Mažas anglies kiekis (Mažiau arba lygus 0,03%) apsaugo nuo tarpkristalinio atakos suvirintose vietose. Jis naudojamastirpinimo indai, garintuvai ir rūgšties regeneravimo kolonėlės.
3. Sieros-azoto rūgšties mišiniai– Cheminiuose procesuose, tokiuose kaip nitrinimo rūgščių gamyba ar nerūdijančio plieno įrangos valymas (pasyvavimas), sieros ir azoto rūgščių mišiniai yra labai oksiduojantys ir ėsdinantys. Hastelloy G-30 lakštas užtikrina puikų atsparumą įvairioms koncentracijoms ir temperatūroms, pralenkdamas net labai legiruotą nerūdijantį plieną.
4. Išmetamųjų dujų desulfuravimo (FGD) sistemos– Angliu{0}}kūrenamose elektrinėse FGD šveitikliai naudoja kalkių arba kalkakmenio srutas SO₂ pašalinti. Gautoje gipso srutoje yra chloridų (iš anglies) ir žemo pH zonų. G-30 lapas naudojamasišleidimo kanalai, sklendės ir įdėklaiagresyviausiose zonose, kur C-276 gali rodyti lokalizuotą ataką.
5. Cheminių medžiagų tanklaivių apmušalai– Lakštinė forma naudojama chemijos tanklaiviams, gabenantiems agresyvius rūgščių mišinius, įskaitant fosforo, sieros ir azoto rūgštis, iškloti. Dėl didelio stiprumo ir formavimo galima pagaminti sudėtingos geometrijos rezervuarus.
Kodėl G-30 pirmenybė teikiama alternatyvoms? WPA konkrečiaiC-276gali rūdyti esant 0,5–1,0 mm per metus (nepriimtinai didelis laivas su 6 mm pamušalu, tikimasi, kad jis tarnaus 10–15 metų).Titanasyra atsparus WPA, bet kenčia nuo vandenilio trapumo ir sunkiai suvirinamas.Labai{0}}legiruotas nerūdijantis plienas (pvz., 904L, 254 SMO)parodyta duobių ir plyšių korozija dėl chloridų ir fluoridų. Hastelloy G-30 siūlo geriausią atsparumo korozijai, gamybos ir ekonomiškumo derinį šioje aplinkoje.
3 klausimas: kokie yra svarbiausi Hastelloy G-30 lakšto gamybos aspektai?
A:Hastelloy G-30 lakštas yra labiau apdirbamas nei daugelis nikelio lydinių, tačiau norint sėkmingai formuoti, suvirinti ir montuoti, būtina atsižvelgti į keletą dalykų:
1. Formavimas (šaltas ir karštas):G-30 lakštas turi gerą lankstumą atkaitinto tirpalo -būkle (pailgėjimas didesnis nei 45 %). Šaltasis formavimas (lenkimas, valcavimas, štampavimas) yra priimtinas esant vidutinei deformacijai. Tačiau, kadangi lydinys kietėja greičiau nei austenitinis nerūdijantis plienas, taikomos šios rekomendacijos:
Jei šalčio sumažinimas viršija 15–20 %, reikalingas pakartotinis atkaitinimas (1120–1180 laipsnių / 2050–2150 laipsnių F), o po to greitas gesinimas, kad būtų atkurtas elastingumas ir atsparumas korozijai.
Minimalus lenkimo spindulys: 1× storis lakštui iki 3 mm; 2× storis storesniam lakštui.
Karštas formavimas gali būti atliekamas esant 1060–1200 laipsnių (1940–2190 laipsnių F), tačiau po formavimo lakštas turi būti atkaitintas tirpale, kad būtų išvengta sensibilizacijos.
2. Suvirinimas:G-30 lakštas yra suvirinamas naudojant įprastus procesus: GTAW (dujinis volframo lankinis suvirinimas), GMAW (dujinis metalo lankinis suvirinimas) ir SMAW (ekranuoto metalo lankinis suvirinimas). Tinkamas užpildo metalas yraERNiCrMo-11(AWS A5.14) arbaFM G-30. Pagrindiniai suvirinimo parametrai:
Šilumos patekimas: mažesnis arba lygus 1,5 kJ/mm (mažesnis arba lygus 38 kJ/in), kad būtų sumažintas šilumos{2}}paveiktos zonos (HAZ) grūdų augimas.
Perėjimo temperatūra: mažesnė arba lygi 150 laipsnių (300 laipsnių F).
Apsauginės dujos: argonas (su pasirenkamu helio priedu storesnėms sekcijoms). Kad būtų išvengta oksidacijos, reikia išvalyti šaknis.
Užpildo metalo sudėtis sutampa su netauriuoju metalu, kad būtų išvengta galvaninės korozijos.
3. Po-suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT):Daugeliui programų PWHT yranereikianes G-30 yra labai atsparus tarpkristalinei korozijai suvirintoje būsenoje (dėl mažo anglies kiekio Mažiau nei 0,03 %). Tačiau esant stipriam oksidaciniam naudojimui (pvz., karštiems azoto rūgšties mišiniams), gali būti nurodytas visiškas tirpalo atkaitinimas (1120–1180 laipsnių / 2050–2150 laipsnių F), o po to gesinimas vandeniu, kad ištirptų karbido nuosėdos, kurios gali susidaryti HAZ.
4. Paviršiaus paruošimas:Paviršiaus nešvarumai (geležis, alyva, riebalai) turi būti pašalinti prieš suvirinimą ar aptarnavimą. Geležies užteršimas iš anglinio plieno įrankių ar laikymo lentynų gali sukelti galvaninę koroziją. Naudokite nerūdijančio plieno arba karbido įrankius. Po pagaminimo lakštą reikia marinuoti azoto -vandenilio fluorido rūgšties mišinyje (pvz., 15 % HNO₃ + 3 % HF 50 laipsnių temperatūroje 15 minučių), kad būtų pašalinti oksidai ir įterpta geležis, tada nuplauti dejonizuotu vandeniu.
5. Dengimo ir pamušalo pritaikymas:G-30 lapas dažnai naudojamas kaip aapkalaant anglinio plieno indų (sprogimo-sujungimo arba ritininio-sujungimo) arba kaiplaisvas pamušalas(suvirintas-į-vietinį lapą). Laisviems pamušalams lakštas privirinamas prie anglinio plieno apvalkalo per tvirtinimo juostas (naudojant G-30 užpildo metalą). Reikia pasirūpinti, kad G-30 suvirinimo siūlė neskiestų anglies plienu, nes tai sukurtų korozijai jautrią zoną.
6. Pjovimas:Iki 3 mm storio lakštų kirpimas yra priimtinas. Storesnių lakštų ar sudėtingų formų atveju pirmenybė teikiama plazminiam pjovimui, pjovimui lazeriu arba vandens srove. Abrazyvinis pjovimas (su pjovimo disku) taip pat yra priimtinas, bet po to turi būti šlifuojamas, kad būtų pašalinta karščio paveikta medžiaga. Po pjovimo kraštai turi būti nušlifuoti ir šlifuoti lygiai.
Taikant tinkamas procedūras, G-30 lakštas gali būti sėkmingai pagamintas į sudėtingas formas, įskaitant lėkštes galvutes, kūgius ir valcuotus cilindrus.
4 klausimas: kokie yra Hastelloy G-30 lapo apribojimai ir galimi gedimo režimai?
A:Nepaisant išskirtinio veikimo daugelyje agresyvių aplinkų, Hastelloy G-30 lakštas turi keletą apribojimų, kuriuos turi suprasti inžinieriai, kad išvengtų netinkamo pritaikymo:
1. Druskos rūgštis (redukuojančios sąlygos):Nors G-30 atsparumas atskiestam HCl yra geras (iki 5–10 % aplinkos temperatūroje), jisnerekomenduojamakoncentruotai arba karštai druskos rūgščiai. Grynosiomis redukuojančiomis sąlygomis (be oksiduojančių medžiagų) didelis chromo kiekis (28–31 %) iš tikrųjų gali pabloginti veikimą, o korozijos greitis gali viršyti 1 mm per metus 10 % HCl esant 80 laipsnių (175 laipsnių F). Karšto, koncentruoto HCl atveju pirmenybė teikiama B-serijos lydiniams (B-2, B-3).
2. Vandenilio fluorido rūgštis (HF):G-30 atsparumas vandenilio fluorido rūgščiai yra ribotas, net esant mažoms koncentracijoms. Fluorai atakuoja pasyviąją plėvelę ir gali sukelti greitą vienodą koroziją. Aukšto dažnio aptarnavimui labiau tinka lydiniai, tokie kaip Monel 400 arba C-276.
3. High-temperature oxidizing environments (>400 laipsnių / 750 laipsnių F): While G-30 is used in moderately elevated temperatures, prolonged exposure above 400°C can cause sigma phase precipitation (a brittle intermetallic phase) due to the high chromium and molybdenum content. Sigma phase reduces ductility and corrosion resistance. For sustained high-temperature service (>500 laipsnių / 930 laipsnių F), tinkamesni lydiniai, tokie kaip Inconel 625 arba 601.
4. Plyšinė korozija stovinčiomis sąlygomis: Although G-30 has good pitting resistance (critical pitting temperature >70 laipsnių / 160 laipsnių F, esant 6 % FeCl₃), jis gali nukentėti nuo plyšių korozijos sustingusioje, chloro -turtingoje aplinkoje, ypač po tarpikliais, nuosėdomis arba juosmens jungtimis. Projektuojant reikia vengti įtrūkimų, todėl rekomenduojami PTFE tarpikliai.
5. Įtempių{1}}korozinis įtrūkimas (SCC):G-30 paprastai yra atsparus chlorido sukeltam SCC, tačiau jis gali būti jautrus SCC konkrečioje aplinkoje, pvz., karštuose, koncentruotuose šarminiuose tirpaluose (pvz., 50 % NaOH virš 100 laipsnių / 212 laipsnių F) arba tam tikroje politioninės rūgšties aplinkoje (dažnai naftos perdirbimo gamyklose). Šarminiam naudojimui pirmenybė teikiama nikeliui 200 arba 201.
6. Kaina ir prieinamumas:G-30 lakštas yra žymiai brangesnis nei nerūdijantis plienas (paprastai 5–8 kartus didesnis už 316 l) ir yra brangesnis nei C-276 dėl didesnio chromo kiekio ir volframo bei vario. G-30 lakšto pristatymo laikas gali būti 10–20 savaičių, ypač plonesnių nei 1,5 mm matuoklių.
7. Suvirinimo skiedimo problemos:Suvirinant G-30 prie anglinio plieno (pvz., tvirtinimo juostoms išklotuose induose), suvirinimo metalo skiedimas geležimi iš anglinio plieno gali sumažinti atsparumą korozijai. Pirmasis praėjimas (šaknis) turi būti atliekamas su G-30 užpildu, o prieš užbaigiant suvirinimą dažnai naudojamas sviesto sluoksnis (ant anglinio plieno nusodinamas G-30 suvirinimo metalo sluoksnis).
Sušvelninimo strategijos:
Jei norite naudoti karštą HCl, naudokite B-3, o ne G-30.
HF paslaugai naudokite C-276 arba Monel.
Venkite dizaino plyšių; naudokite visiškai suvirintas arba suvirintas{0}}jungtis.
Jei naudojate aukštą{0}}temperatūrą, patvirtinkite korozijos bandymu arba pasirinkite termiškai stabilesnį lydinį.
Nepaisant šių apribojimų, G-30 išlieka geriausiu lydiniu šlapio-fosforo rūgšties ir azoto ir sieros rūgšties mišinių procese, kur unikalus didelio chromo, molibdeno, volframo ir vario derinys užtikrina neprilygstamą našumą.
5 klausimas: kokie standartai ir bandymo reikalavimai taikomi Hastelloy G-30 lapui?
A:Hastelloy G-30 lakštas yra pagamintas ir išbandytas pagal kelis griežtus pramonės standartus. Pagrindinės specifikacijos yra šios:
Medžiagų standartai:
ASTM B582– Standartinė nikelio-chromo-geležies-molibdeno-vario lydinio plokštės, lakšto ir juostelės specifikacija (tai yra pagrindinis G-30 lakšto standartas; jis apima sudėtį, mechanines savybes ir matmenų nuokrypius)
ASME SB-582– ASME slėginio indo kodo ASTM B582 versija (skirta naudoti ASME VIII skyriaus 1 ir 2 skyriaus induose)
ASTM B575– Standartinė mažai{0}}anglies nikelio-molibdeno-chromo lydinio plokštės specifikacija (kartais naudojama G-30, bet B582 yra konkretesnė)
NACE MR0175 / ISO 15156– rūgščių dujų paslaugoms (aplinkoms, kuriose yra H₂S-); G-30 atitinka kietumo ribas
Matmenų standartai:
ASTM B582apima storio nuokrypius (pvz., ±0,10 mm 1–2 mm lakštui, ±0,25 mm 4–5 mm lakštui), plokštumą (pvz., Mažiau arba lygų 3 mm vienam metrui) ir krašto sąlygas (nukirpta, plyšta arba apdirbta).
Privalomas G-30 lapo bandymas:
Cheminė analizė (pagal ASTM E1473)– Tikrina Ni 43–46%, Cr 28–31,5%, Fe 13–17%, Mo 4–6%, W 1,5–4%, Cu 1–2,4%, C Mažiau arba lygus 0,03%, Si Mažiau arba lygus 0,80%, Mn Mažiau arba lygus 1,5%. Mažas anglies kiekis yra labai svarbus suvirinamumui.
Tempimo savybės (pagal ASTM E8/E8M)– Kambario temperatūroje: takumo riba (0,2 % poslinkis) didesnė arba lygi 345 MPa (50 ksi), ribinis tempiamasis stipris didesnis arba lygus 690 MPa (100 ksi), pailgėjimas didesnis arba lygus 45 % 50 mm (2 colių). Dėl lakšto storio<1.5 mm, elongation ≥40% is acceptable.
Kietumas– „Rockwell B“ Mažiau arba lygus 95 (arba mažesnė arba lygi 200 HV) tirpalu{2}}atkaitintam lakštui.
Tarpgranulinės korozijos bandymas (pagal ASTM G28 A arba B metodą)– A metodas (geležies sulfatas-sieros rūgštis) 120 valandų arba B metodas (azoto rūgštis) 48 valandas. Korozijos greitis turi būti mažesnis arba lygus 12 mm/metus (0,5 ipy), be tarpgranulinio atakos požymių. Šis bandymas patvirtina, kad mažas anglies kiekis apsaugo nuo įjautrinimo.
Atsparumo įdubimams bandymas (pagal ASTM G48 A arba C metodą)– G-30, naudojamo aplinkoje, kurioje yra chlorido (pvz., FGD, aušinant jūros vandeniu), dažnai reikia atlikti geležies chlorido bandymą (6 % FeCl₃ 50 laipsnių temperatūroje 72 valandas). Priėmimas: jokių įdubimų ar svorio netekimo<4 g/m².
Metalografinis tyrimas– 200–500 kartų padidinus, kad patikrintumėte, ar nėra nuosėdų (sigmos fazės, karbidų), intarpų ir grūdelių struktūros (grūdelių dydis paprastai ASTM 5 arba smulkesnis). Neleidžiami jokie ištisinio grūdėtumo-ribiniai karbidai.
Ultragarsinis tyrimas (UT) pagal ASTM A435 arba A578 – For sheet thickness >5 mm (0,2 colio), UT reikalingas norint aptikti vidines tuštumas, atsiskyrimus arba sluoksniuotes. Plonesniems lakštams galima pakeisti vizualinį ir sūkurinių srovių bandymą.
Paviršiaus patikrinimas– Vizualinis ir skystas skvarbus (PT) pagal ASTM E165, kad aptiktų tarpelius, siūles, įtrūkimus ar apnašas. Lakštams, naudojamiems pamušalams, dažnai reikia 100 % PT.
Neprivalomi, bet rekomenduojami kritinių programų (WPA, branduolinės) bandymai:
Imituotas po{0}}suvirinimo terminio apdorojimo (SPWHT) bandymas– Lakšto pavyzdžiui taikomas terminis ciklas, imituojantis suvirinimą (pvz., 700 laipsnių 1 valandą, po to aušinamas oru), o po to išbandomas pagal ASTM G28. Tai patvirtina, kad lakštas po pagaminimo išlaiko atsparumą korozijai.
Korozijos bandymas faktiniame proceso skystyje– Naudojant WPA, G-30 lapo kuponas veikiamas faktine augalų rūgštimi 30–90 dienų, kad būtų galima išmatuoti korozijos greitį ir patikrinti, ar nėra duobių.
Feroksilo testas– Aptinka paviršiaus geležies užterštumą (mėlyną dėmę). Bet kurią aptiktą geležį reikia marinuoti arba atmesti.
Teigiamas medžiagos identifikavimas (PMI)– XRF pistoleto bandymas kiekviename lape, siekiant patikrinti lydinio sudėtį.
Lenkimo testas– Mėginio lapas yra sulenktas 180 laipsnių kampu aplink 1 × storio šerdį, neskeliant.
Dokumentacija:Gamintojas turi pateikti sertifikuotą medžiagų bandymo ataskaitą (MTR), įskaitant:
Šilumos numeris ir partijos numeris
Cheminės analizės rezultatai
Tempimo ir kietumo rezultatai
ASTM G28 korozijos bandymo rezultatas (ir G48, jei nurodyta)
UT, PT ir matmenų tikrinimo rezultatai
Atitikties ASTM B582 (arba kito nurodyto standarto) pareiškimas
Tirpalo atkaitinimo temperatūra (paprastai 1120–1180 laipsnių / 2050–2150 laipsnių F) ir gesinimo metodas (standartinis gesinimas vandeniu)
Patvirtinimas ir sertifikatai:Naudojant slėginį indą, lapas turi būti sertifikuotas pagal ASME SB-582 su ASME antspaudu (kai reikia). Branduoliniams tikslams (pvz., kuro perdirbimui) gali prireikti papildomų sertifikatų pagal ASME III skyrių arba NQA-1. Europos rinkoms, laikantisEN 2.4604(NiCr29Mo5W4Cu) arbaDIN 17750gali būti nurodyta.
Patarimas dėl tiekimo:Hastelloy G-30 lakštą gamina ribotas skaičius specializuotų gamyklų (pvz., Haynes International, VDM Metals). Pirkėjai turėtų:
Reikalauti pilnų MTR su atsekimu iki pradinės šilumos.
Atlikite PMI 100% gautų lapų.
Prašyti SPWHT testavimo svarbiausioms WPA programoms.
Naudokite įgaliotus platintojus, kad išvengtumėte suklastotos ar netinkamai pažymėtos medžiagos.
Šių standartų ir bandymų reikalavimų laikymasis užtikrina, kad „Hastelloy G{1}}30 sheet“ užtikrins patikimą, ilgalaikę -fosforo rūgšties apdorojimo, branduolinio kuro perdirbimo ir kitose labai oksiduojančios, sudėtingos rūgštinės aplinkos paslaugas.
