1. Kokie yra pagrindiniai Hastelloy B-3 metalurgijos pasiekimai, palyginti su jo pirmtakais B ir B-2, ir kaip jie naudingi pramoniniam pritaikymui?
Hastelloy B-3® (UNS N10675) yra modernus nikelio ir molibdeno lydinys, sukurtas siekiant įveikti esminius originalaus Hastelloy B ir plačiai naudojamo B-2 lydinio (UNS N10665) apribojimus. Pagrindinis pažanga yra jo išskirtinis terminis stabilumas ir atsparumas tarpmetalinių fazių susidarymui.
Vs. Hastelloy B: pradinis lydinys patyrė stiprų suvirinimo karščio paveiktos zonos (HAZ) jautrinimą dėl karbido kritulių, dėl kurio atsirado tarpkristalinė korozija. B-2 tai išsprendė drastiškai sumažindamas anglies ir silicio kiekį, todėl jis atsparus karbido susidarymui.
Vs. Hastelloy B-2: Nors B-2 buvo didelis patobulinimas, jis vis tiek turėjo tendenciją nusodinti tvarkingas Ni₄Mo intermetalines fazes ilgai veikiant 1200 laipsnių F–1600 laipsnių F (650–870 laipsnių) diapazone, o tai gali sukelti trapumą ir sumažinti suvirintų arba termiškai apdorotų komponentų plastiškumą.
Hastelloy B-3 buvo chemiškai subalansuotas, kad smarkiai sulėtintų šių kenksmingų kritulių kinetiką. Jis užtikrina puikų mikrostruktūros stabilumą po aukštos temperatūros, pvz., sumažinant įtampą, suvirinant storas plokštes ar ilgai naudojant karštoje aplinkoje. Tai tiesiogiai reiškia pramoninę naudą: geresnis suvirintų gaminių patikimumas, ilgesnis proceso įrangos eksploatavimo laikas ir didesnis lankstumas gamybos metu – ypač sunkioms B-3 plokštėms, naudojamoms reaktoriuose ar kolonėlėse, kur lėtas aušinimas kritiniame temperatūros diapazone yra neišvengiamas.
2. Kokios yra pagrindinės korozinės aplinkos, kuriose Hastelloy B-3 Plate yra pasirinkta medžiaga, ir kur jos reikėtų vengti?
Hastelloy B-3 plokštė yra specialiai sukurta tvarkyti agresyviausią redukuojančią (neoksiduojančią) rūgštinę terpę. Jo optimalus veikimas matomas aplinkoje, kurioje visiškai nėra oksiduojančių medžiagų.
Pagrindinės programos:
Vandenilio chlorido rūgštis (HCl): pasižymi puikiu atsparumu visoms koncentracijoms ir temperatūroms, įskaitant verdančius tirpalus. Tai yra jos pavyzdinė programa.
Sieros rūgštis (H2SO4): Puikus atsparumas vidutinėms ir didelėms koncentracijoms, ypač esant temperatūrai iki virimo taško redukuojančiomis sąlygomis.
Acto, fosforo ir skruzdžių rūgštys: labai atsparios, net kai užterštos ir esant aukštai temperatūrai.
Vandeniniai ir dujiniai halogenidai: puikus našumas aplinkoje, kurioje yra chloridų, fluoridų ir bromidų, kur jis yra atsparus įtrūkimams, įtempių korozijos įtrūkimams (SCC) ir bendrai korozijai.
Aplinka, kurios reikia vengti:
Oksidacinės sąlygos: B-3 turi mažai chromo ir netinka rūgštims, tokioms kaip azoto rūgštis, chromo rūgštis arba sieros rūgštis, oksiduoti stipriais oksidatoriais (pvz., geležies arba vario druskomis).
Oksiduojančios chlorido druskos: tokios druskos kaip FeCl3 arba CuCl₂ sukels greitą ataką.
Drėgnos chloro dujos: Tai labai oksiduojanti terpė, kuri agresyviai korozuoja B-3.
Šarminiai šarmai: nors ir vidutiniškai atsparūs, nikelio lydiniai su didesniu chromo kiekiu (pvz., C-276) paprastai yra naudojami šarminiam naudojimui.
Todėl renkantis B-3 plokštę lemia tikslus proceso chemijos supratimas, užtikrinantis, kad aplinka išlieka tvirtai mažinama.
3. Kokios yra svarbiausios storosios Hastelloy B-3 plokštės suvirinimo ir po-suvirinimo terminio apdorojimo priežastys?
Suvirinti Hastelloy B-3 plokštę, nors ir lengviau nei jos pirmtakai, reikia griežtų procedūrų, kad būtų išsaugotas būdingas atsparumas korozijai ir mechaninės savybės.
Suvirinimo procesas: Suvirinimas dujomis volframo lankiniu būdu (GTAW/TIG) yra vyraujantis šaknies ir pradinio praėjimo metodas dėl aukščiausios kokybės valdymo. Ekranuotas metalo lankinis suvirinimas (SMAW) ir metalo lankinis suvirinimas dujomis (GMAW) gali būti naudojami storų plokščių užpildymui. B-3 užpildo metalo atitikimas yra privalomas.
Pagrindinės pastabos:
Švara: nepriekaištingas valymas-nederinamas. Teršalai, tokie kaip siera, fosforas, švinas ir žemos-lydymosi
Šilumos įvestis: naudokite mažą ar vidutinį šilumos įvestį. Per didelis karštis vis tiek gali paskatinti grūdų augimą ir laikui bėgant nusodinti tarpmetalines fazes, nors B-3 yra atlaidesnis nei B-2.
Perėjimo temperatūra: palaikykite žemesnę nei 250 laipsnių F (121 laipsnis), kad galėtumėte kontroliuoti bendrą šiluminį poveikį.
Ekranavimas: Puikus inertinių dujų (argono / helio) ekranas suvirinimo paviršiuje, šaknyje ir gale yra labai svarbus siekiant išvengti oksidacijos ir užteršimo. Rekomenduojamas užpakalinis skydas.
Po-suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT): Hastelloy B-3 paprastai nereikalauja PWHT, kad būtų atkurtas atsparumas korozijai, o tai yra didelis pranašumas. Tačiau storoms -plokštėms, kurioms būdingos didelės įtempimo sąlygos, gali būti nurodytas įtempį mažinantis terminis apdorojimas, siekiant sumažinti liekamuosius įtempius, kurie gali prisidėti prie įtempių korozijos įtrūkimų eksploatacijos metu. Jei tai atliekama, paprastai ji greitai kaitinama iki 1125 laipsnių F (607 laipsnių), palaikoma trumpą laiką (pvz., 1 valanda vienam storio coliui), o po to aušinama oru arba greičiau.
4. Kokios svarbios mechaninės savybės ir projektavimo kodai yra taikomi Hastelloy B-3 plokštelei slėginio indo konstrukcijai?
Kai naudojama slėginiuose induose, šilumokaičiuose ar reaktoriuose, B-3 plokštei taikomi griežti mechaninių savybių reikalavimai ir tarptautiniai projektavimo kodeksai.
Tipinės kambario temperatūros mechaninės savybės (plokštė, atkaitinta):
Tempiamasis stipris: didesnis arba lygus 115 ksi (didesnis arba lygus 793 MPa)
Išeigos stiprumas (0,2 % poslinkis): didesnis arba lygus 52 ksi (didesnis arba lygus 359 MPa)
Pailgėjimas: didesnis arba lygus 40 %
Šios savybės užtikrina pakankamą stiprumą ir lankstumą izoliuojant esant slėgiui.
Pagrindiniai dizaino kodai:
ASME katilo ir slėginio indo kodas, II skyrius: Pateikiama priimta B-3 plokštės medžiagos specifikacija: SB-333 (plokštė, lakštas ir juostelė).
ASME VIII skyrius, 1 skyrius: Pagrindinis slėginių indų konstrukcijos kodas, nurodantis konstrukcijos formules, leistinus įtempius, gamybos ir tikrinimo reikalavimus. ASME II skyriaus D dalyje B-3 priskiriama didžiausia leistina įtempių vertė esant įvairioms temperatūroms.
ASTM standartai: ASTM B333 yra atitinkama standartinė cheminių, mechaninių ir matmenų reikalavimų specifikacija.
PED (slėginės įrangos direktyva) 2014/68/ES: Europos Sąjungos rinkai pateiktų indų medžiagos turi atitikti suderintus standartus (pvz., EN 10095 nikelio lydiniams).
Inžinieriai parenka B-3 plokštės storį pagal šiuos kodus, apskaičiuodami vidinį slėgį, išorines apkrovas ir korozijos pašalpą. Jo geras lankstumas ir atsparumas lūžiams yra būtini norint laikytis kodo ir saugiai naudoti.
5. Kaip Hastelloy B-3 plokštės kainos-ir{2}}našumo santykis pateisina jos naudojimą, palyginti su pigesniais lydiniais ar brangesnėmis alternatyvomis?
Hastelloy B-3 plokštės pasirinkimas yra klasikinis eksploatavimo- ciklo sąnaudų analizės pavyzdys, pranokstantis pradines medžiagų sąnaudas. Nors jo išankstinė kaina yra daug didesnė nei nerūdijančio plieno (pvz., 316 l) arba žemesnės klasės nikelio lydinių, jis dažnai yra ekonomiškesnis- nei egzotiški, didesnio chromo lydiniai, pvz., Hastelloy C-276, teikiant tam tikras paslaugas.
Vs. Pigesni lydiniai (nerūdijantis plienas, nikelis 200): karštoje koncentruotoje druskos rūgštyje nerūdijantis plienas katastrofiškai sugestų per labai trumpą laiką. Dėl pakartotinio įrangos keitimo išlaidų, didžiulių gamybos prastovų ir pavojų saugai B-3, kurio galimas tarnavimo laikas dešimtmečius, yra ekonomiškai protingas pasirinkimas.
Vs. Hastelloy B-2: Nors B-2 pradinė kaina yra mažesnė, B-3 puikus šiluminis stabilumas sumažina gedimo riziką gamybos metu (pvz., įtrūkimų storose dalyse) ir pailgina eksploatavimo laiką atliekant karštus darbus. Sumažėjusi brangaus lauko remonto ar priešlaikinio pakeitimo rizika dažnai pateisina B-3 priedą kritinėse, suvirintų srityse.
Vs. Brangesni lydiniai (C-276, C-22): šie lydiniai yra puikūsoksiduojantisarba mišrioje oksiduojančioje/redukuojančioje aplinkoje. Naudojant juos grynai redukuojančioje rūgštyje, pvz., HCl, viršija-specifikaciją-, jie nesuteikia jokios našumo naudos, o medžiagų sąnaudos yra 30-50 % didesnės nei B-3. B-3 yra tikslingas, ekonomiškai optimizuotas sprendimas smarkiai sumažinti koroziją.
Todėl B-3 plokštės pateisinimas yra jos tikslioji inžinerija tam tikroje korozijos srityje. Jis užtikrina optimalų pradinių sąnaudų, gamybos patikimumo ir neprilygstamo ilgalaikio veikimo balansą tikslinėse aplinkose, sumažindamas bendras nuosavybės išlaidas per visą įrangos eksploatavimo laiką.
