1. Kokios yra pagrindinės Hastelloy B-2 ir Hastelloy X veikimo sritys ir kodėl inžinierius turėtų pasirinkti vieną vamzdį, o ne kitą?
Hastelloy B-2 (UNS N10665) ir Hastelloy X (UNS N06002) aptarnauja diametraliai priešingas pramonės sritis. Jų pasirinkimą lemia pagrindinė grėsmė aplinkai: korozija prieš šilumą.
Hastelloy B-2 Pipe: Vandeninės korozijos čempionas. Tai nikelio ir molibdeno lydinys, kuriame yra minimalus chromo kiekis (<1%), optimized for severe reducing acid environments. Its operational domain is the chemical process industry (CPI), handling hot, concentrated hydrochloric, sulfuric, and phosphoric acids. It should never be used where oxidizing agents (like dissolved oxygen, ferric salts, or nitric acid) are present.
Hastelloy X Pipe: aukštos{0}}temperatūros atlikėjas. Tai nikelio-chromo-geležies-molibdeno lydinys, turintis daug chromo (~22 %) ir kitų kietųjų -tirpų stiprintuvų. Jis sukurtas taip, kad būtų išskirtinai atsparus-aukštai temperatūrai ir atsparus oksidacijai. Jos sritis yra aukštos temperatūros procesas ir energijos gamyba, pvz., turbinų degimo skardinės, krosnių komponentai ir pramoninės šildymo sistemos. Jis nėra skirtas atsparumui stiprioms vandeninėms rūgštims.
Pasirinkimas: inžinierius pasirenka B-2 vamzdį, kad saugiai perduotų agresyvius, karštus, redukuojančius rūgšties proceso srautus. Jie pasirenka X vamzdį karštų dujų perdavimui, degiklio linijoms, spinduliavimo vamzdžiams arba išmetimo sistemoms, veikiančioms nuo 650 laipsnių iki 1200 laipsnių (1200 laipsnių F iki 2200 laipsnių F), kur svarbiausia yra valkšnumo stiprumas ir atsparumas pleiskanojimui.
2. Kuo Hastelloy X vamzdžio suvirinimas ir gamyba iš esmės skiriasi nuo Hastelloy B-2 vamzdžio?
Šių lydinių suvirinimo filosofija yra beveik priešinga, atspindi skirtingą jų aptarnavimo aplinką.
Hastelloy B-2 suvirinimas (kritinis atsparumas korozijai):
Pagrindinis tikslas: išsaugoti atsparumą korozijai, užkertant kelią HAZ jautrumui.
Metodas: naudokite mažiausią įmanomą šilumos kiekį (pvz., GTAW), leiskite greitai atvėsti ir naudokite ERNiMo-7 užpildą.
Terminis apdorojimas: venkite bet kokio po-suvirinimo terminio apdorojimo (PWHT) jautrinimo diapazone (550–1050 laipsnių).
Dėmesys: metalurgijos valdymas, siekiant išlaikyti vienos{0}}fazės, turtingą molibdeno{1} mikrostruktūrą.
Hastelloy X suvirinimas (kritinis mechaninis vientisumas esant temperatūrai):
Pagrindinis tikslas: pasiekti, kad suvirinimo siūlės būtų garsios, netrūkinėja-, pasižyminčios geru lankstumu ir stiprumu aukštoje-temperatūroje.
Metodas: gerai suvirina, naudojant įprastus procesus (GTAW, GMAW, SMAW). Būdingi AWS ERNiCrMo-2 arba ENiCrFe-2 užpildų metalai. Šilumos tiekimo valdymas yra svarbus, bet mažiau ribojantis nei B-2.
Terminis apdorojimas: dažnai reikalingas PWHT. Po suvirinimo Hastelloy X komponentai paprastai atkaitinami tirpalu ~1175 laipsnių (2150 laipsnių F) temperatūroje ir greitai atšaldomi. Taip ištirpinamos kenksmingos antrinės fazės (pvz., karbidų ir mu{4}}fazės), kurios susidaro suvirinimo metu, ir atkuriamos optimalios aukštos -temperatūrinės plastiškumo ir įtempių -plyšimo savybės.
Dėmesys: užtikrinkite, kad suvirinimo siūlės mechaninės savybės atitiktų pagrindinio vamzdžio veikimą aukštoje{0}}temperatūroje.
3. Kuriose konkrečiose aukštoje -temperatūroje būtų naudojamas Hastelloy X vamzdis, palyginti su kitais įprastais karščiui{2}}atspariais lydiniais, pvz., Inconel 600 ar 625?
Hastelloy X yra tinkamiausias pasirinkimas, kai taikymui reikalingas išskirtinis trijų pagrindinių savybių derinys esant aukštai temperatūrai: 1) Atsparumas oksidacijai, 2) Valkšnumo stiprumas ir 3) Gamyba. Jis puikiai tinka dinamiškoje, termiškai ciklinėje aplinkoje.
Palyginti su Inconel 600: Hastelloy X siūlo daug didesnį stiprumą ir atsparumą oksidacijai aukštesnėje nei 1000 laipsnių (1830 laipsnių F) temperatūroje. „Inconel 600“ dažnai pasirenkamas dėl atsparumo karbiuracijai ir chloro{5}}atmosferai esant šiek tiek žemesnei temperatūrai ir dėl puikaus darbingumo.
Palyginti su Inconel 625: Inconel 625 atsparumas kambario temperatūrai yra didesnis ir atsparumas korozijai / duobėms yra puikus, o Hastelloy X atsparumas įtempiams-ir atsparumas oksidacijai viršija ~650 laipsnių (1200 laipsnių F). Inconel 625 dažnai naudojamas ten, kur reikalingas didelis stiprumas ir atsparumas vandens korozijai iki vidutinės temperatūros; Hastelloy X skirtas grynam, ekstremaliam karščiui.
Konkrečios „Hastelloy X Pipe“ programos:
Pramoninės krosnies sistemos: spinduliavimo vamzdžiai, degiklių gaubtai, termoporos apvalkalai ir košės etileno krekingo krosnyse ir reformavimo krosnyse.
Dujų turbinos ir aero{0}}išvestiniai variklio komponentai: degimo kamerų įdėklai, pereinamieji kanalai ir karštų dujų kanalai, kur jie turi atlaikyti greitus šiluminius ciklus.
Terminio apdorojimo įranga: mufeliai, retortos ir krepšeliai.
Atliekų deginimo ir sintetinių dujų sistemos: komponentai, veikiami karštų, agresyvių degimo dujų.
4. Kokie yra kritiniai Hastelloy X vamzdžio aukštos{1} temperatūros gedimo mechanizmai ir kaip jie valdomi projektuojant ir eksploatuojant?
Norint dirbti esant medžiagų galimybių ribai, reikia valdyti konkrečius degradacijos režimus.
Šliaužimas ir plyšimas įtempiant: laipsniška,{0}}priklausoma nuo laiko deformacija ir galimas lūžis esant pastoviai apkrovai aukštoje temperatūroje. Tai yra pagrindinis dizaino kriterijus.
Valdymas: inžinerinis projektas naudoja įtempių{0}}plyšimo duomenis (pvz., iš ASTM E139 bandymų), kad būtų pasirinktas vamzdžio sienelės storis, užtikrinantis saugų eksploatavimo laiką (pvz., 100 000 valandų iki plyšimo) esant darbinei temperatūrai ir slėgiui. Labai svarbu reguliariai tikrinti, ar nėra išsipūtimo ar iškraipymo.
Aukštos{0}}temperatūrinės oksidacijos ir nuosėdų susidarymas: susidaro paviršiaus oksidai, kurie gali nuskilti ir dėl to palaipsniui plonėja sienelės.
Valdymas: Didelis Hastelloy X chromo kiekis sudaro apsauginę, prilipusią chromo (Cr2O3) skalę. Konstrukcija apima vamzdžio sienelės storio korozijos pašalpą. Turi būti laikomasi eksploatacinės temperatūros ribų, kad būtų išvengta nutrūkusios oksidacijos.
Terminis nuovargis: įtrūkimai, atsirandantys dėl pasikartojančių šildymo ir aušinimo ciklų, ypač ribotuose komponentuose.
Valdymas: tinkamas sistemos dizainas, siekiant sumažinti mechaninį suvaržymą, plėtimosi kilpų / silfonų naudojimas ir kontroliuojamos paleidimo / išjungimo procedūros, siekiant sumažinti šiluminius gradientus.
Mikrostruktūros irimas: ilgalaikis{0}} poveikis gali sukelti trapios fazės (pvz., sigma, mu) arba karbido sutirštėjimą, todėl sumažėja plastiškumas.
Valdymas: rekomenduojamų maksimalių eksploatavimo temperatūrų laikymasis ir trapumo temperatūrų diapazonų suvokimas. Atliekant-paslaugų karštuosius darbus, gali reikėti iš naujo-atkaitinti tirpalą.
5. Atsižvelgiant į jų labai skirtingus tikslus, ar yra scenarijų, kai Hastelloy B-2 ir X gali būti naudojami arti toje pačioje gamykloje?
Taip, bet jie aptarnauja visiškai atskiras,{0}}nekeičiamas sistemas sudėtingoje įstaigoje. Puikus pavyzdys yra chemijos gamykla, kurioje atliekami aukštos temperatūros proceso etapai.
1 scenarijus: sieros rūgšties gamykla su sieros degikliu.
Hastelloy B-2 vamzdis: naudojamas karštoms, koncentruotos sieros rūgšties perdavimo linijoms rūgšties aušinimo ir absorbcijos bokštuose (drėgnas, korozinis aptarnavimas).
Hastelloy X vamzdis: naudojamas karšto degimo oro kanalui, tiekiančiam sieros degiklį, arba kaip termoporos apsaugines movas degiklio krosnies viduje (sausos, aukštos{0}}temperatūros paslauga).
2 scenarijus: farmacijos gamykla su deginimu aukštoje temperatūroje.
Hastelloy B-2 vamzdis: naudojamas vandenilio chlorido rūgšties chemijos reaktorių tiekimo linijose.
Hastelloy X vamzdis: naudojamas terminio oksidatoriaus arba išmetamųjų dujų deginimo sistemoje, tvarkant išmetamąsias dujas 800–1000 laipsnių temperatūroje.
Esminis dalykas: šios vamzdynų sistemos niekada nėra tarpusavyje sujungtos. Juos apibrėžia skirtingos inžinerijos disciplinos (proceso korozijos inžinieriai ir aukštos -temperatūrinės mechanikos inžinieriai) ir yra pagaminti naudojant visiškai skirtingas suvirinimo procedūras ir kodus. Abiejų medžiagų buvimas objekte pabrėžia principą, kad reikia parinkti tinkamą medžiagą konkrečiam, dominuojančiam aplinkos iššūkiui.
