Kaip gaminamas Hastelloy B suvirintas vamzdis ir kokios kokybės kontrolės priemonės yra būtinos?

1. Suvirinimo siūlės vientisumas: ar naudojant vandenilio chlorido rūgštį suvirinto Hastelloy B vamzdžio suvirinimo siūlė yra atspari korozijai-, kaip ir pagrindinis metalas?

Klausimas: Mes svarstome Hastelloy B suvirintą vamzdį, skirtą druskos rūgšties perdavimo linijai, kad sumažintume išlaidas, palyginti su besiūliais. Tačiau mes susirūpinę dėl suvirinimo siūlės. Ar naudojant karštą HCl, suvirinimo zona korozijose greičiau nei likusi vamzdžio dalis, sukurdama silpną vietą?

A: Tai yra svarbiausias dalykas, kai reikia nurodyti suvirintą vamzdį HCl paslaugai. Atsakymas labai priklauso nuo to, kurią Hastelloy B versiją naudojate (B-2 prieš B-3) ir ar vamzdis buvo tinkamai termiškai apdorotas po suvirinimo.

Pagrindinis iššūkis:

Vandenilio chlorido rūgštyje atsparumas korozijai pirmiausia atsiranda dėl didelio molibdeno kiekio (27-32 %). Bet koks veiksnys, kuris lokaliai sumažina molibdeno koncentraciją arba sukuria zonas, kuriose trūksta molibdeno, sukels pagreitintą ataką.

Suvirintų vamzdžių konfigūracijos:

Atkaitinto tirpalo būklė:

Aukštos-kokybės Hastelloy B suvirintas vamzdis paprastai tiekiamas atkaitintas tirpalu po suvirinimo. Tai labai svarbu:

Procesas: suformuotas ir suvirintas vamzdis kaitinamas iki 1060-1120 laipsnių (1940-2050 laipsnių F) ir greitai užgesinamas.

Ką tai daro:

Ištirpdo visus karbidus arba intermetalines fazes, kurios nusėdo suvirinimo metu.

Perkristalizuoja suvirinimo zoną ir{0}}šilumos paveiktą zoną.

Pašalina liekamuosius įtempius formuojant ir suvirinant.

Atkuria vienodą chemiją visoje suvirinimo siūlėje.

Rezultatas: tokiomis sąlygomis suvirinimo siūlė metalurgiškai nesiskiria nuo pagrindinio metalo dėl korozijos.

B-2 ir B-3 svarstymai:

„Peilio{0}}linijos“ atakos rizika:

Jei suvirintas vamzdis nėra tinkamai atkaitintas po suvirinimo:

B-2: karščio paveikta zona gali būti sutvarkyta, tapti trapi ir jautri greitam atakai.

B-3: Atsparesnis, tačiau suvirinimo zona vis tiek gali turėti šiek tiek kitokias korozijos charakteristikas.

Užpildo metalo pasirinkimas:

Suvirintam vamzdžiui, pagamintam iš plokštės arba juostos:

Suvirinimo siūlė padengiama naudojant atitinkamą užpildą (ERNiMo-7 B-2, ERNiMo-10 B-3).

Užpildo chemija sukurta taip, kad atitiktų arba šiek tiek viršytų netauriųjų metalų kiekį molibdeno kiekiu.

Tinkamai atlikus suvirinimo siūlės atsparumą korozijai, prilygsta netauriajam metalui.

Patvirtinimo bandymas:

Norėdami užtikrinti suvirinimo siūlės vientisumą HCl paslaugai:

ASTM G28 metodo A korozijos bandymas:

Išbandykite pavyzdžius, kuriuose yra suvirinimo siūlės.

Palyginkite korozijos greitį su netauriuoju metalu.

Priėmimas: Suvirinimo korozijos greitis turi būti ne didesnis kaip 20% netauriųjų metalų greičio.

Mikroskopinis tyrimas:

Suvirinimo siūlės skerspjūvis-.

Ieškokite vienodos mikrostruktūros, jokios preferencinės atakos.

Kietumo žemėlapis:

Skersinis suvirinimas ir HAZ.

Reikšmės turi būti nuoseklios (paprastai 85–95 HRB).

Rekomendacija:

HCl paslaugai Hastelloy B suvirintas vamzdis yra priimtinas tik tada, jei:

Jis gaminamas iš B-3 (pageidautina) arba B-2.

Jis tiekiamas atkaitintas tirpalu po suvirinimo.

Suvirinimo siūlė buvo ištirta (radiografiškai arba ultragarsu) ir rastas garsas.

Korozijos bandymo duomenys patvirtina suvirinimo zonos veikimą.

Pirkimo užsakyme nurodykite:

*"Hastelloy B-3 suvirintas vamzdis turi būti tiekiamas tirpalu atkaitintas po suvirinimo. Suvirinimo siūlė turi būti 100% rentgenografiškai nufotografuota. Medžiaga turi būti tinkama naudoti druskos rūgštimi, o suvirinimo zonos atsparumas korozijai yra lygiavertis netauriųjų metalų, patikrintas ASTM G28 bandymu."*

---

2. Gamybos procesas: kaip gaminamas Hastelloy B suvirintas vamzdis ir kokios kokybės kontrolės priemonės yra būtinos?

Klausimas: Mes tiekiame Hastelloy B suvirintus vamzdžius, skirtus cheminiam apdorojimui. Suprantame, kad gamybos procesas skiriasi nuo besiūlių. Ar galite paaiškinti, kaip iš šio lydinio gaminamas suvirintas vamzdis ir kokius kokybės patikrinimus turėtume nurodyti?

A: Hastelloy B suvirintų vamzdžių gamyba yra sudėtingas procesas, kurį reikia atidžiai kontroliuoti kiekviename etape. Lydinyje esantis didelis molibdeno kiekis ir kietėjimo savybės daro jį sudėtingesniu nei nerūdijantis plienas, tačiau taikant tinkamus metodus gaunamas aukštos-kokybės produktas.

Gamybos procesas:

Žaliava (juosta / plokštė):

Pradinė medžiaga yra karštai valcuota -arba šaltai valcuota- juosta / plokštė pagal ASTM B333.

Medžiaga yra atkaitinta tirpalu.

Kraštai paruošiami (frezuojami arba šlifuojami) suvirinimui.

Formavimas:

Juostelė laipsniškai formuojama į vamzdinę formą per ritinius.

Didesnio skersmens plokštės prieš suvirinimą gali būti suformuotos presu (U-ir O-}).

Formavimas turi būti tikslus, kad būtų pasiektas tinkamas kraštų išlyginimas suvirinant.

Suvirinimas (svarbiausias žingsnis):

Procesas: lankinis suvirinimas dujomis (GTAW) yra labiausiai paplitęs, dažnai automatizuotas (suvirinimas orbitiniu arba išilginiu siūlu).

Užpildas Metalas: naudojamas tinkamas užpildas (ERNiMo-7 B-2, ERNiMo-10 B-3).

Apsauginės dujos: 100% argonas, su užpakaliniais skydais, apsaugančiais nuo oksidacijos.

Nugaros valymas: būtinas norint išvengti šaknų praėjimo oksidacijos.

Parametrai: mažas šilumos įvedimas, reguliuojamas važiavimo greitis, siekiant sumažinti HAZ plotį.

Suvirinimo siūlių apdorojimas:

Vidinio rutulio pašalinimas: Daugeliu atvejų vidinė suvirinimo briauna išlyginama arba pašalinama, kad būtų užtikrinta sklandi skylė.

Išorinis karoliuko tvarsliava: Jei reikia, išorinis karoliukas gali būti padengtas lygiai.

Tirpalo atkaitinimas (esminis žingsnis):

Suvirintas vamzdis termiškai{0}}apdorojamas 1060–1120 laipsnių (1940–2050 F) temperatūroje.

Paskirtis: Ištirpinti visas nuosėdas, perkristalizuoti suvirinimo zoną, pašalinti įtempius.

Gesinimas: greitas gesinimas vandeniu, kad būtų išvengta užsakymų ir fazinių kritulių.

Pastaba: šis veiksmas yra privalomas korozijos priežiūrai.

Tiesinimas:

Vamzdis tiesinamas rotaciniais tiesintuvais arba presais.

Reikia pasirūpinti, kad būtų kuo mažiau šalto darbo.

Apdaila:

Paruošiami galai (nukalti suvirinimui arba kvadratiniam pjovimui).

Jei reikia, paviršius gali būti marinuotas arba pasyvuotas.

Pagrindinės kokybės kontrolės priemonės:

Dažni trūkumai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį:

B-3 pranašumas:

Suvirintų vamzdžių gamybai B-3 siūlo:

Geresnis atsparumas HAZ trapumui suvirinimo metu.

Atlaidesni po{0}}suvirinimo siūlių atkaitinimo reikalavimai.

Platesnis apdorojimo langas.

Rekomendacija:

Užsakydami Hastelloy B suvirintą vamzdį, nurodykite:

*"Suvirintas vamzdis turi būti gaminamas pagal ASTM B619 iš tirpalu-atkaitintos juostos. Išilginė suvirinimo siūlė turi būti atliekama naudojant GTAW procesą su atitinkamu užpildu (ERNiMo{10}}10 B-3). Po suvirinimo vamzdis turi būti atkaitintas tirpalu 1060-1120 laipsniu. siūlės, hidrostatinis bandymas ir ASTM G28 korozijos bandymas su suvirinimo siūlėmis. Pateikite sertifikatą su visišku atsekamumu.

---

3. Sąnaudų{1}}naudos analizė: kada ekonomiškai prasminga nurodyti suvirintą Hastelloy B vamzdį ant besiūlių?

Kl.: Projektuojame didelę vandenilio chlorido rūgšties vamzdynų sistemą, kuriai reikia 2 000 pėdų 8 colių skersmens Hastelloy B vamzdžio. Besiūlis variantas yra žymiai brangesnis. Kokie yra kompromisai, jei pereisime prie suvirintų vamzdžių ir ar tai saugu šiai paslaugai?

A. Pasirinkimas tarp besiūlių ir suvirintų Hastelloy B vamzdžių didelio{0}}skersmens HCl sistemai yra klasikinis inžinerinės ekonomikos sprendimas. Turint tinkamas specifikacijas ir kokybės kontrolę, suvirinti vamzdžiai gali būti saugi ir ekonomiška alternatyva.

Kainų palyginimas:

8 colių 40 plano Hastelloy B vamzdžiui:

Galimas išlaidų sutaupymas: 30-40 %

Techninis HCl paslaugos palyginimas:

Kai suvirintas vamzdis yra teisingas pasirinkimas:

Large Diameters (>6"): Besiūliai tampa eksponentiškai brangesni ir sunkiai gaunami.

Ilgi važiavimai (jūsų 2000 pėdų): sutaupysite daug išlaidų.

Vidutinis slėgis: jei slėgis nėra artimas kodo maksimumui, suvirinimo siūlė nėra ribojantis veiksnys.

Ne{0}}ciklinė paslauga: pastovus-slėgis ir temperatūra.

Galima apžiūrėti: jei linija gali būti periodiškai tikrinama.

Kai „Seamless“ yra ne{0}}derėtinas:

Ciklinis nuovargis: jei linijoje dažnai kinta slėgis arba temperatūra.

Vibracija: prijungta prie besisukančios įrangos (siurblių, kompresorių).

Ekstremalūs slėgiai: arti leistinų įtempių ribų.

Kritinės saugos zonos: iš karto šalia slėginių indų arba nepasiekiamose vietose.

Prieiga prie patikrinimo nėra: užkastos arba nuolat izoliuotos linijos.

Suvirintų vamzdžių rizikos mažinimas:

Jei savo HCl sistemai pasirenkate suvirintą vamzdį:

Nurodykite 100 % radiografiją: išilginės suvirinimo siūlės. Tai leidžia sukurti 1,0 jungties efektyvumo koeficientą, o tai reiškia, kad suvirinimo siūlė laikoma tokia pat stipri kaip ir netauriųjų metalų.

Reikalingas tirpalo atkaitinimas po suvirinimo: tai būtina siekiant atsparumo korozijai.

Paklausos korozijos bandymas: ASTM G28 pavyzdžiams, kuriuose yra suvirinimo siūlės. Patikrinkite, ar korozijos greitis yra priimtinas.

Apsvarstykite eroziją{0}}koroziją: jei HCl yra kietųjų dalelių, suvirinimo siūlė (net jei lygi) gali būti turbulencijos taškas. Suprojektuoti šiek tiek didesniems greičiams arba pridėti korozijos pašalpą.

Prieiga prie tikrinimo: įsitikinkite, kad linija suprojektuota taip, kad suvirinimo siūlę būtų galima periodiškai tikrinti (UT storio rodmenys).

Dizaino svarstymai:

Esmė:

Jūsų 8 colių HCl vamzdynų sistemai suvirintas Hastelloy B-3 vamzdis greičiausiai yra teisingas ekonominis pasirinkimas, jei:

Norėdami pagerinti suvirinamumą, nurodote B-3 (ne B-2).

Po suvirinimo jums reikia atkaitinimo tirpalu.

Privalote atlikti 100% išilginės siūlės rentgenografiją.

Atliekate suvirinimo{0}}pavyzdžių korozijos bandymus.

Paslauga nėra{0}}ciklinė, o spaudimas yra nedidelis.

30–40 % išlaidų sutaupymas yra realus ir nekelia pavojaus saugai ar ilgaamžiškumui, jei laikomasi šių specifikacijų.

---

4. Kodo atitiktis: ar suvirintas Hastelloy B vamzdis atitinka ASME B31.3 chemijos gamyklos vamzdynams keliamus reikalavimus?

Kl.: Projektuojame chemijos gamyklos vamzdynų sistemą pagal ASME B31.3 ir norime naudoti suvirintą Hastelloy B vamzdį. Kokie yra suvirinimo siūlių kokybės, tikrinimo ir leistinų įtempių kodų reikalavimai?

A: ASME B31.3 (proceso vamzdynų kodeksas) visapusiškai skirtas suvirintų vamzdžių, įskaitant nikelio lydinius, pvz., Hastelloy B, naudojimui. Kodo reikalavimų supratimas yra būtinas norint, kad dizainas atitiktų reikalavimus ir būtų saugus.

Medžiagos specifikacijos:

Suvirinimo siūlių kokybės faktoriai (iš B31.3, 302.3.4 lentelės):

Leistinas vamzdžio įtempis padauginamas iš kokybės koeficiento, pagrįsto suvirinimo siūlės tyrimu:

Kritinis taškas: suvirintų vamzdžių atveju, jei neatliekate rentgenografijos, jungties koeficientas paprastai yra 0,85 (B31.3, tai taikoma „suvirintam vamzdžiui su užpildu“). Norėdami pasiekti E=1.0, turite nurodyti ir atlikti 100% išilginės siūlės rentgenografinį tyrimą.

Patikrinimo reikalavimai (B31.3, VI skyrius):

HCl paslaugai (paprastai M arba bent C kategorijai) primygtinai rekomenduojama atlikti 100 % rentgenografiją.

Leidžiamos streso vertės:

B31.3 nurodo leistinus įtempius iš ASME II skyriaus D dalies. „Hastelloy B-3“ (UNS N10675):

Kambario temperatūros leistinas įtempis: apytiksliai 25,0 ksi (172 MPa)

Padidintos temperatūros vertės: sumažinta pagal lenteles

Šie leistini įtempiai taikomi netauriajam metalui. Suvirintų vamzdžių konstrukcijai:

Leistinas konstrukcijos įtempis=(leistinas netauriųjų metalų) × (jungties efektyvumo koeficientas E)

Naudodami E=1.0 (100 % RT), naudokite visą leistiną įtempį.

Naudojant E=0.85 (taškinį arba be RT), projektinis įtempis sumažinamas 15 %.

Suvirinimo reikalavimai (B31.3, V skyrius):

Procedūros kvalifikacija: Vamzdžiui gaminti naudojamos suvirinimo procedūros turi būti kvalifikuotos pagal ASME IX skyrių.

Darbo kvalifikacija: Suvirintojai turi būti kvalifikuoti.

Užpildas metalas: turi atitikti AWS A5.14.

Slėgio projektavimas (B31.3, II skyrius):

Tiesiems vamzdžiams esant vidiniam slėgiui:

t = (P × D) / (2 × (S × E + P × Y))

Kur:

t=reikalingas sienelės storis

P=vidinis projektinis slėgis

D=išorinis skersmuo

S=leistinas įtempis iš II skyriaus D dalies

E=išilginės jungties kokybės koeficientas

Y=temperatūros koeficientas (0,4 šiems lydiniams)

Papildomi reikalavimai nurodyti:

B31.3 atitinkančiai Hastelloy B suvirintų vamzdžių sistemai:

Medžiagos sertifikatas: gamyklos bandymų ataskaitos, patvirtinančios ASTM B619 atitiktį.

Terminio apdorojimo sertifikatas: dokumentuotas tirpalo atkaitinimo po suvirinimo įrodymas.

NDE ataskaitos:

Išilginių siūlių radiografijos ataskaitos (jei nurodyta 100 % RT).

Hidrostatinių bandymų sertifikatai.

PMI: teigiamas medžiagos identifikavimas ant kiekvieno vamzdžio.

Korozijos bandymas: ASTM G28 rezultatai, jei to reikalauja inžinerija.

Vamzdynų specifikacijos pavyzdys:

*"Vamzdžiai turi būti Hastelloy B-3 (UNS N10675), suvirintas vamzdis pagal ASTM B619. Išilginės suvirinimo siūlės turi būti 100 % rentgenografiškai nufotografuotos pagal ASTM E94, priimtina pagal ASME B31.3. Vamzdis turi būti tiekiamas tirpale atkaitintas po suvirinimo, naudojant visus B{1} projektavimo koeficientus}}.

Rekomendacija:

Savo HCl vamzdynų sistemai nurodykite Hastelloy B-3 suvirintą vamzdį su 100 % išilginės siūlės radiografiniu tyrimu. Tai leidžia E=1.0, maksimaliai padidina leistiną įtempį ir sumažina sienelės storį. Įsitikinkite, kad visos suvirinimo procedūros ir suvirintojai yra kvalifikuoti, ir reikalauti visų dokumentų, įskaitant terminio apdorojimo įrašus ir NDE ataskaitas.

---

5. Lauko suvirinimas: ar Hastelloy B suvirintą vamzdį galima suvirinti prie jungiamųjų detalių ir kitų komponentų ir kokių atsargumo priemonių reikia imtis?

Klausimas: Mūsų Hastelloy B suvirintų vamzdžių sistemai reikės suvirinti sekcijas ir pritvirtinti prie flanšų ir jungiamųjų detalių. Kokie konkretūs iššūkiai kyla suvirinant šią medžiagą ir kokios procedūros užtikrina patikimas, korozijai{1}}atsparias jungtis?

A. Lauko suvirinimas „Hastelloy B“ vamzdis kelia keletą iššūkių ne tik gaminant cechą, bet laikantis tinkamų procedūrų ir atsargumo priemonių galima pasiekti aukštos{0}}kokybės lauko siūles. Svarbiausia suprasti medžiagos jautrumą užterštumui ir šiluminiam poveikiui.

Iššūkiai:

Užpildo metalo pasirinkimas:

B-3 lauko suvirinimo pranašumas:

Jei turite pasirinkimą, lauko suvirinimui naudokite B-3 vamzdį. B-2:

Norint išvengti HAZ trapumo, reikalinga griežta šilumos įvado kontrolė.

Gali prireikti po{0}}suvirinimo terminio apdorojimo (nepraktiška lauke).

Mažiau atlaidus procedūriniams skirtumams.

B-3 buvo specialiai sukurtas pagerinti suvirinamumą ir gali būti suvirinamas su didesniu pasitikėjimu.

Lauko suvirinimo procedūra:

Paruošimas:

Kruopščiai nuvalykite vamzdžių galus (pašalinkite alyvą, riebalus, oksidus).

Naudokite nerūdijančio plieno vielinius šepečius, skirtus tik Hastelloy.

Šlifavimo diskai turi būti švarūs ir be geležies užteršimo.

Nusklembti galai pagal kvalifikuotą procedūrą (paprastai 37,5 laipsnių kampas).

Pritaikykite-:

Tiksliai sulygiuokite vamzdžius (netinkamas išlyginimas sukuria įtempių koncentraciją).

Išlaikykite tinkamą šaknų tarpą (paprastai nuo 1/16" iki 1/8").

Suvirinimo siūle su tuo pačiu užpildu, mažais kabliukais (įsitikinkite, kad gnybtai yra be defektų-).

Suvirinimo procesas:

GTAW (TIG) yra privalomas pagrindiniams ir karštiesiems leidimams.

SMAW (stick) gali būti naudojamas didesnio skersmens užpildymui, tačiau pirmenybė teikiama GTAW.

Naudokite DCEN (tiesus poliškumas).

Apsauginės dujos: 100% argonas, 15-20 CFH srautas.

Nugaros valymas: būtinas norint pereiti prie šaknies. Naudokite argono valymą esant 5–10 CFH, kol šaknis bus bent 1/8 colio storio.

Galiniai skydai: jei vamzdis didesnis, apsvarstykite galimybę naudoti galinius skydus, kad apsaugotumėte karštą suvirinimo metalą.

Parametrai:

Šilumos įvadas: mažas (< 15 kJ/in ). B-3 gali toleruoti šiek tiek didesnį nei B-2.

Perėjimo temperatūra: palaikykite žemesnę nei 100 laipsnių (212 laipsnių F). Leiskite atvėsti tarp važiavimų.

Kelionės greitis: Vidutinis, nuoseklus.

Spygliuočių karoliukai: naudokite karoliukus, o ne pynimus.

Skelbti-Suvirinimas:

Pašalinkite visus šlakus (jei naudojate SMAW).

Vielinis šepetys tarp ėjimų su specialiu nerūdijančio plieno šepečiu.

Po kiekvieno pravažiavimo apžiūrėkite vizualiai.

Galutinis suvirinimas turi turėti vienodą bangavimą, nepakeisti spalvos.

Patikra:

Dažnos lauko suvirinimo klaidos:

Skirtingos metalo suvirinimo siūlės:

Suvirinant Hastelloy B su nerūdijančiu plienu lauke:

Norėdami užtikrinti geriausią suderinamumą, naudokite B-3 užpildą (ERNiMo-10).

Suvirinimo nuosėdos bus abiejų lydinių mišinys.

Jei norite naudoti HCl, sumažinkite skirtingo metalo, veikiamo rūgštimi, ilgį.

Apsvarstykite galimybę naudoti Hastelloy stuburo galą (suvirinimo kaklelio flanšą), o ne suvirinti tiesiai į nerūdijančio plieno.

Po{0}}suvirinimo:

B-3 lauko suvirinimo siūlėms:

Paprastai po{0}}suvirinimo terminio apdorojimo nereikia.

Atliekant rimtą eksploataciją (karštas HCl, ciklinės sąlygos), apsvarstykite:

Vietinis streso mažinimas (jei patvirtino inžinierius).

Marinavimas, norint pašalinti karščio atspalvį.

B-2 lauko suvirinimo siūlėms:

Atkaitinimas po-suvirinimo tirpalo yra idealus, bet nepraktiškas.

Jei B-2 turi būti suvirintas lauke, tikimasi sumažėjusio HAZ atsparumo korozijai.

Konstrukcija su papildoma korozija suvirinimo zonose.

Rekomendacija:

Lauko suvirinimui Hastelloy B vamzdžiai:

Jei įmanoma, naudokite B-3 vamzdį – tai daug atlaidžiau.

Prieš pradėdami lauko darbus, kvalifikuokite suvirinimo procedūras.

Laikykitės griežtos švaros{0}}skirtų įrankių, be užteršimo.

Visoms svarbioms siūlėms naudokite GTAW su atgaliniu prapūtimu.

Valdykite tarptakų temperatūrą-žemesnę nei 100 laipsnių.

Kruopščiai patikrinkite{0}}dažų skvarbą visose suvirinimo siūlėse.

Dokumentuokite visas kokybės įrašų procedūras.

Taikant šias atsargumo priemones, Hastelloy B-3 vamzdžio lauko siūlės gali pasiekti atsparumą korozijai ir mechanines savybes, panašias į netauriojo metalo savybes.