1. Kuo besiūlių Hastelloy B-2 vamzdžių gamybos procesas skiriasi nuo suvirintų vamzdžių ir kodėl šis procesas rinkoje yra labai brangus?
Besiūlių Hastelloy B-2 vamzdžių gamyba yra sudėtingas termomechaninis procesas, reikalaujantis didelės kapitalinės įrangos ir metalurgijos žinių, o tai paaiškina didesnes kainas, palyginti su suvirintomis alternatyvomis.
Gamybos seka:
Lydymas ir luitų liejimas: procesas prasideda nuo pirminių žaliavų (nikelio katodo, molibdeno oksido/metalinio molibdeno, geležies ir kt.), išlydomų elektrinėje lankinėje krosnyje, po to antrinis rafinavimas argono deguonies dekarbonizacijos (AOD) inde, kad būtų pasiekta tiksli chemija ir pašalintos priemaišos. Išlydytas lydinys supilamas į luitus.
Konvertavimas į ruošinį: luitas yra karštai kaltas arba susuktas į apvalų vientisą strypą, vadinamą "ruožtu". Tada ruošinys kondicionuojamas (paviršinis šlifavimas), kad būtų pašalinti visi defektai.
Ekstruzija (vėrimo procesas): ruošinys kaitinamas iki tikslios temperatūros (paprastai 2150 laipsnių F - 2250 laipsnių F) sukamojoje krosnyje. Tada jis praduriamas įtvaru ekstruzijos presu, kad būtų sukurtas tuščiaviduris apvalkalas. Tai pats svarbiausias žingsnis; temperatūros kontrolė yra svarbiausia. Jei ruošinys per šaltas, ekstruzijos presas negali jo pradurti. Jei per karšta, grūdai gali augti arba pradėti tirpti.
Šaltasis apdirbimas (kalimas arba piešimas): tuščiavidurio apvalkalo skersmuo ir sienelės storis sumažinamas naudojant šalto apdirbimo procesus, pvz., sukamąjį pradūrimą ir pilgeravimą (šalto valcavimo procesas) arba vamzdžio tempimą. Šis šaltas darbas patobulina grūdelių struktūrą ir pasiekia galutinius matmenis.
Atkaitinimas tirpalu: Po didelio šalto darbo vamzdis tampa kietas ir įtemptas. Jis turi būti atkaitintas tirpale (kaitinamas iki ~2050 laipsnių F ir greitai gesinamas), kad būtų atkurtas plastiškumas ir vienalytė, atspari korozijai mikrostruktūra.
Kodėl Premium?
Išeigos praradimas: paverčiant luitą į gatavą besiūlį vamzdį, prarandama daug medžiagų (nustatoma, apkarpomi galai).
Įrankių sąnaudos: ekstruzijos štampai, įtvarai ir štampai yra brangūs ir susidėvi.
Proceso sudėtingumas: procesas nėra tęstinis; jis yra{0}}partinis ir reikalauja kelių šildymo ir vėsinimo ciklų, sunaudoja daug energijos.
Patikra: besiūliai vamzdžiai reikalauja griežto ultragarso patikrinimo per visą sienelės storį, o tai padidina išlaidas.
Rezultatas – produktas su vienalyte, be suvirinimo -suvirinimo siūle, užtikrinantis maksimalų vientisumą reikliausioms reikmėms.
2. Kodėl aukšto-slėgio hidrinimo arba sintezės reaktoriuose besiūlis Hastelloy B-2 vamzdis nurodytas išskirtinai virš suvirintų vamzdžių reaktoriaus vidinėms ir nuleidimo linijoms?
Aukšto{0}}slėgio tarnybose, pvz., cheminės sintezės reaktoriuose, veikiančiuose esant 5 000 psi ar daugiau, vamzdžio sienelės vientisumas yra svarbiausias. Suvirintas vamzdis, net ir atlikus visą radiografinį patikrinimą, sukelia struktūrinį nenuoseklumą, kurio inžinieriai nenori priimti tokioje aplinkoje.
Besiūlių aukšto slėgio dėklas:
Suvirinimo siūlės nebuvimas: suvirinto vamzdžio suvirinimo siūlė reiškia zoną, kurioje mikrostruktūra išsilydo ir-sukietėjo. Nors po-suvirinimo terminis apdorojimas gali atkurti savybes, suvirinimo zonos grūdelių struktūra šiek tiek skiriasi. Esant ekstremaliam cikliniam slėgiui (nuovargiui), dėl mikroskopinių suvirinimo defektų arba ties lydymosi linija gali atsirasti įtrūkimų. Besiūlis vamzdis turi vienodą, kaltinę struktūrą per visą perimetrą, be metalurginio „sujungimo“.
Lanko įtempimo vienodumas: pagrindinis įtempis slėginiame vamzdyje yra "lanko įtempis" (įtempis, veikiantis perimetrą). Besiūliame vamzdyje šis įtempis tolygiai paskirstomas per vienalytę medžiagą. Suvirintame vamzdyje suvirinimo dangtelis ir šaknies rutulys sukuria vietinę įtempių koncentraciją. Net jei suvirinimo siūlė yra lygiai šlifuota, pagrindinė grūdelių struktūra skiriasi.
Atsparumas vandenilio trapumui: atliekant hidrinimo paslaugas (aukšto -slėgio vandenilis aukštesnėje temperatūroje) vandenilis gali difunduoti į plieną ir sukelti trapumą arba dekarbonizaciją. Suvirinimo siūlės šilumos paveikta zona (HAZ) dažnai yra jautresnė vandenilio poveikiui nei netaurieji metalai. Pašalinus HAZ naudojant besiūlius vamzdžius, ši galimo gedimo vieta pašalinama.
Lei{0}}žemyninės linijos: tai vamzdžiai, kurie paima aukšto-slėgio reaktoriaus turinį ir mažina slėgį per valdymo vožtuvus. Turbulentinis, didelio{3}}greičio srautas pasroviui nuo nuleidžiamo-vožtuvo yra itin erozinis ir gali sukelti „laidų-traukimą“ (eroziją-koroziją). Besiūlis vamzdis su lygia, nuoseklia kiauryme užtikrina didesnį atsparumą šiam erozijos poveikiui nei suvirintas vamzdis su galimu vidinio suvirinimo rutulio sutrikimu.
Todėl, nors kodai gali leisti suvirinti vamzdžius esant mažesniems slėgio koeficientams, kritinės aukšto{0}}slėgio paslaugos pagal nutylėjimą yra vientisos, kad būtų užtikrinta didžiausia saugos riba.
3. Kokie specifiniai terminio apdorojimo parametrai yra labai svarbūs besiūliam Hastelloy B-2 vamzdžiui ir kaip netinkamas gesinimas veikia jo veikimą mažinant rūgštinę aplinką?
Galutinis terminis apdorojimas -tirpalo atkaitinimas-, be abejo, yra pats svarbiausias žingsnis gaminant besiūlius Hastelloy B-2 vamzdžius. Jis apibrėžia vamzdžio atsparumą korozijai.
Kritiniai parametrai:
Temperatūra (Tirpo taškas): Vamzdis turi būti tolygiai šildomas iki temperatūros intervale nuo 2050 laipsnių F iki 2150 laipsnių F (1120 laipsnių iki 1175 laipsnių). Esant tokiai temperatūrai, visos tarpmetalinės fazės, kuriose gausu molibdeno{5} (pvz., ir μμ), ir karbidai, kurie galėjo nusodinti karšto apdirbimo arba šaltojo tempimo metu, ištirpsta atgal į nikelio{6}} turtingą matricą.
Mirkymo laikas: Vamzdis turi būti laikomas tokioje temperatūroje pakankamai ilgai, kad būtų užtikrintas visiškas ištirpimas. Laikas priklauso nuo sienos storio, bet paprastai kiekvienam storio coliui reikia mažiausiai 5–10 minučių temperatūroje.
Gesinimo greitis (kritinis žingsnis): aušinimo greitis nuo atkaitinimo temperatūros yra bene svarbiausias parametras.
Reikalavimai: Vamzdis turi būti greitai atvėsinamas nuo 1800 laipsnių F iki 1000 laipsnių F (980 laipsnių iki 540 laipsnių). Paprastai tai pasiekiama gesinant vandeniu-panardinant vamzdį į vandens vonią arba naudojant aukšto-slėgio vandens purškiklius.
Metalurginė priežastis: jei vamzdis atvėsta per lėtai (pvz., aušinamas oru), jis per daug laiko praleis 1200 laipsnių F-1600 laipsnių F „pavojaus zonoje“. Šioje zonoje prie grūdelių ribos pradeda vėl nusodinti fazės, kuriose gausu molibdeno{6}}.
Netinkamo gesinimo pasekmės:
Jei gesinimas yra per lėtas, grūdų ribos tampa „įjautrintos“ (mažėja molibdeno). Kai šis vamzdis yra veikiamas karštos druskos arba sieros rūgšties:
Tarpgranulinė ataka (IGA): rūgštis pirmiausia atakuoja molibdeno{0}}išeikvotas grūdų ribas. Paviršiuje vamzdis gali atrodyti blizgus, bet mikroskopiškai grūdeliai byra. Tai lemia greitą, netikėtą nesėkmę.
ASTM G28 Testing: This is why seamless B-2 pipe is often tested per ASTM G28 (Method A). A high corrosion rate in this test (>0,5 mm/metus) rodo netinkamą terminį apdorojimą / gesinimą, todėl vamzdis turi būti atmestas.
4. Kokie konkretūs iššūkiai kyla apdirbant ir sriegiant besiūlius Hastelloy B-2 vamzdžius aukšto slėgio jungtims ir kaip parduotuvės įveikia šiuos iššūkius?
Besiūlių Hastelloy B-2 vamzdžių apdirbimas kelia didelių iššūkių, palyginti su angliniu ar net nerūdijančiu plienu. Dėl jo fizinių savybių jis yra „guminė“, darbui kietanti medžiaga.
Iššūkiai:
Greitas grūdinimas: Hastelloy B-2 darbas sukietėja itin greitai. Jei pjovimo įrankis švariai trinasi, o ne žirkles, paviršius tampa kietas ir abrazyvinis, todėl įrankis iš karto nublukina ir vėlesni važiavimai tampa beveik neįmanomi.
Didelis šlyties stiprumas: lydinys turi didelį stiprumą aukštesnėje temperatūroje, susidarančioje pjovimo metu. Tam reikalingos didelės pjovimo jėgos ir įrankio antgalis sukuria didelę šilumą.
Prastas drožlių valdymas: B-2 linkęs gaminti ilgas, dygliuotas, ištisines drožles, kurios gali susipainioti tekinimo staklėje, apsivynioti aplink ruošinį ir kelti pavojų saugai. Šios drožlės taip pat yra „guminės“ ir gali prisivirinti atgal ant apdirbamo paviršiaus, jei pjovimo parametrai yra neteisingi.
Sriegimo sunkumas: ypač sunku nupjauti siūlus (smailėjančius NPT arba tiesius). Didelė rizika, kad siūlas bus nuplėštas, o ne švariai nukirptas, todėl gali atsirasti nuotėkio.
Iššūkių įveikimas:
Įrankio medžiaga: parduotuvėse naudojami aštrūs, teigiami grėblio įdėklai, pagaminti iš aukščiausios kokybės karbido (C-2 arba C-3 klasės) arba, sudėtingiems darbams atlikti, keramikiniai arba CBN (kubinio boro nitrido) įrankiai. Įrankių dangos, tokios kaip TiAlN (titano aliuminio nitridas), padeda išlaikyti atsparumą karščiui.
Greičiai ir pastūmos: operatoriai naudoja lėtą paviršiaus greitį (paprastai 30–60 SFM karbidui), tačiau didelius pastūmus užtikrina, kad pjovimas būtų nenutrūkstamas ir įrankis pjauna.pagaldarbo{0}}užgrūdintas sluoksnis. Sustabdžius padavimą, darbas sukietėja, o tai sugadina kitą ėjimą.
Tepimas: aušinimo skystis, kuriame yra didelės koncentracijos vandenyje -tirpių alyvų arba sunkiųjų -sierintų / chloruotų pjovimo alyvų, yra būtinas norint kontroliuoti šilumą ir nuplauti drožles.
Standumas: ruošinys ir įrankis turi būti laikomi maksimaliai tvirtai. Bet koks triukšmas ar vibracija sukels darbo sukietėjimą ir prastą paviršiaus apdailą.
Sriegimas: gijose dažnai vengiama sriegimo į vieną tašką{0}}. Vietoj to, parduotuvėse naudojamas sriegio frezavimas (kuris sukuria pertraukiamus pjūvius ir geresnį drožlių valdymą) arba specialiai sukurtas štampavimo galvutes, kad būtų užtikrintas didesnis tikslumas ir apdaila.
5. Kuo besiūlių Hastelloy B-2 vamzdžių tikrinimo ir bandymo režimas skiriasi nuo standartinio nerūdijančio plieno vamzdžio, ypač dėl neardomojo patikrinimo?
Atsižvelgiant į kritinį paslaugų pobūdį, kai naudojamas besiūlis B-2, tikrinimo režimas yra daug griežtesnis nei standartinio 316/304 nerūdijančio plieno vamzdžio. Tikslas yra užtikrinti absoliutų slėgio ribos vientisumą.
Pagrindiniai tikrinimo skirtumai:
Ultragarsinis bandymas (UT) pagal ASTM E213:
Standartinis SS vamzdis: gali prireikti tik vizualinio patikrinimo ir galbūt išlyginimo / išsiplėtimo bandymų.
Besiūlis B-2 vamzdis: paprastai reikalingas 100 % ultragarsinis tyrimas. UT naudojamas aptikti vidinius defektus (laminacijas, siūles, įtrūkimus ar intarpus), kurių paviršiuje nematyti. Vamzdis nuskaitomas sraigtiniu būdu, kad būtų užtikrintas visiškas padengimas. Kalibravimo įpjovos (išilginės ir skersinės) supjaustomos į atskaitos etalonus, kad būtų nustatytas atmetimo jautrumas.
Skysčio prasiskverbimo bandymas (PT) pagal ASTM E165:
Standartinis SS vamzdis: dažnai nereikalingas visame paviršiuje.
Besiūlis B-2 vamzdis: dažnai nurodomas visam išoriniam ir (jei pasiekiamas) vidiniam paviršiui, kad būtų galima aptikti bet kokius paviršiaus-lūžimo defektus, pvz., įplyšimus, perdangas ar įtrūkimus dėl tempimo proceso. Kadangi B-2 yra neferomagnetinis, magnetinių dalelių bandymas (MT) negalimas, todėl PT yra pagrindinis paviršiaus tikrinimo metodas.
Matmenų patikrinimai:
Leidžiamosios nuokrypos: besiūlių B-2 vamzdžių, skirtų kritinėms reikmėms, leidžiamosios nuokrypos dažnai yra mažesnės nei ASTM B622 standartinės nuolaidos. Pirkėjai gali nurodyti "Specialią toleranciją" ant OD, sienos ir ovalumo.
Ekscentriškumas: besiūlis vamzdis gali nukentėti nuo „ekscentriškumo“ (vienoje pusėje sienelė storesnė nei kitoje). UT patikrinimas padeda tai įvertinti, o vamzdis gali būti atmestas, jei minimali sienelė nukrenta žemiau specifikacijos.
Mechaniniai ir korozijos bandymai:
Besiūlio B-2 vamzdžio šiluma nepriimama vien dėl chemijos. Pagal ASTM privalomi tempimo bandymai, kietumo bandymai ir išlyginimo bandymai.
Korozijos greičio bandymas: Atliekant rimtą eksploataciją, kiekvienos termiškai apdorotos partijos mėginiui gali būti taikomas ASTM G28 A metodas, siekiant patikrinti, ar tirpalo atkaitinimas ir gesinimas buvo veiksmingi. Mažas korozijos greitis patvirtina, kad mikrostruktūroje nėra kenksmingų nuosėdų.
Hidrostatinis bandymas:
Nors standartinis, B-2 vamzdžio bandymo slėgis dažnai padidinamas iki didesnės nurodytos minimalios takumo ribos procentinės dalies (pvz., 50 % arba 60 % išeigos), kad būtų patikrintas visas ilgis griežčiau nei nurodytas minimumas.
