1. Kokioms konkrečioms korozinėms eksploatavimo sąlygoms yra išskirtinai tinkami Hastelloy B-3 flanšai ir koks yra pagrindinis apribojimas, nurodantis jų naudojimą?
Hastelloy B-3 flanšai yra tiksliai-sukonstruoti agresyviausiai, grynai redukuojančiai rūgštinei aplinkai, sutinkamai cheminio apdorojimo metu. Jų išskirtinis veikimas pagrįstas nikelio -molibdeno lydinio sudėtimi (~65 % Ni, 28,5 % Mo, 1,5 % Cr), kuri užtikrina išskirtinį atsparumą neoksiduojančioms rūgštims. Tai yra pasirinkta flanšo medžiaga sistemoms valdyti:
Vandenilio chlorido rūgštis (HCl): esant visoms koncentracijoms ir temperatūroms, įskaitant virimo temperatūrą.
Sieros rūgštis (H₂SO₄): ypač esant mažesnėms nei 60 % koncentracijoms ir plačiame temperatūrų diapazone.
Fosforo rūgštis (H3PO4): ypač esant halogenidų priemaišoms.
Acto, skruzdžių ir kitos organinės rūgštys: ne{0}}gazuotomis, redukuojančiomis sąlygomis.
Pagrindinis našumo skirtumas yra B-3 atsparumas vietiniam atakiniam ir įtempių korozijos įtrūkimui (SCC) šiose aplinkose, kur chlorido sukeltas SCC greitai sugestų nerūdijančio plieno flanšus.
Kritinis apribojimas: Hastelloy B-3 turi labai mažai chromo. Dėl to jis turi prastą atsparumą oksiduojančioms terpėms. Jo niekada negalima naudoti paslaugoms, kuriose yra:
Azoto rūgštis, chromo rūgštis ar kiti stiprūs oksidatoriai.
Geležies (Fe³⁺) arba vario (Cu²⁺) druskos.
Drėgnas chloras, hipochloritai, peroksidai arba gazuoti tirpalai.
Oksiduojančiomis sąlygomis negali susidaryti apsauginė oksido plėvelė, todėl greitai ir stipriai atsiranda korozija. Tokioms paslaugoms reikia daug{1}}chromo lydinių, pvz., Hastelloy C-276. Todėl B-3 flanšų naudojimas griežtai ir išskirtinai apibrėžiamas atsižvelgiant į tai, kad proceso sraute nėra oksiduojančių medžiagų.
2. Kokie yra kritiniai Hastelloy B-3 flanšų gamybos ir terminio apdorojimo reikalavimai, siekiant užtikrinti optimalų atsparumą korozijai ir mechaninį vientisumą?
B-3 flanšų gamyba reikalauja griežtos proceso kontrolės, kad būtų pasiektos numatytos lydinio savybės, o terminis apdorojimas yra pats svarbiausias žingsnis.
Kalimo procesas: flanšai paprastai kaliami iš iš anksto pašildytų B-3 apvalių ar ruošinių. Kalimas pagerina grūdelių struktūrą ir pagerina mechanines savybes, tačiau jis turi būti atliekamas tam tikroje aukštos temperatūros diapazone (virš ~1050 laipsnių / 1922 laipsnių F), kad medžiaga išliktų plastiška ir išvengtų įtrūkimų. Po kalimo nedelsiant reikia atkaitinti kritinį tirpalą.
Atkaitinimas tirpalu – ne{0}}sutartinas veiksmas: po viso karštojo apdorojimo ir apdirbimo kiekvienas B-3 flanšas turi būti visiškai termiškai apdorotas tirpalu. Tai apima:
Tolygiai kaitinkite flanšą iki 1065–1120 laipsnių (1950–2050 laipsnių F) temperatūros diapazono.
Pakankamai ilgai išlaikoma temperatūroje (atsižvelgiant į pjūvio storį), kad susidarytų vienalytė, vienfazė austenitinė{0}} mikrostruktūra ir ištirptų bet kokios žalingos antrinės fazės.
Greitas gesinimas, paprastai vandenyje. Šis greitas aušinimas yra būtinas norint „užšaldyti“ pageidaujamą mikrostruktūrą ir užkirsti kelią tarpmetalinių fazių (pvz., Ni₄Mo) nusodinimui, kai metalas atvėsta iki 550–1050 laipsnių (1020–1920 laipsnių F) trapumo diapazono.
Netinkamo apdorojimo pasekmės: lėtas aušinimas arba netyčinis pašildymas iki trapumo ribos (pvz., suvirinant arba netinkamai pašalinant įtampą) sukelia kritulius grūdelių ribose. Tai veda prie:
Didelis plastiškumo ir tvirtumo praradimas: flanšas tampa trapus ir jautrus įtrūkimams veikiant apkrovai.
Žymus atsparumo korozijai sumažėjimas: Galvaninių elementų susidarymas ties grūdelių ribomis, dėl kurių rūgštys patenka į tarpkristalines medžiagas.
Taigi, sertifikuota tirpalo atkaitinimo ciklo dokumentacija yra privaloma flanšo malūno bandymo sertifikato (MTC) dalis.
3. Kokie yra esminiai aspektai renkantis tarpiklius, tvirtinant varžtus ir montuojant montuojant Hastelloy B-3 flanšus druskos rūgšties eksploatacijoje?
Svarbiausia yra tinkamas montavimas; Neteisingai sumontuotas flanšinis sujungimas yra pagrindinis gedimo taškas, neatsižvelgiant į flanšo medžiagos atsparumą.
Tarpiklio pasirinkimas: tarpiklis turi būti chemiškai suderinamas su HCl ir galintis užsandarinti konkretų įtrūkimą, susidarantį dėl flanšo paviršių.
PTFE{0}}pagrindo tarpikliai yra įprasti: užpildyti PTFE, spiraliniai-apvynioti PTFE užpildu arba kieti PTFE lakštai. Jie pasižymi puikiu cheminiu atsparumu.
Lankstus grafitas tinka aukštai temperatūrai, bet turi būti apsaugotas nuo korozijos ant flanšo galinės pusės ir reikalauja laikiklio (pvz., nerūdijančio plieno apvijos spiralinių -apvijų tipams), kad būtų išvengta ekstruzijos.
Kritinė taisyklė: tarpiklio medžiagoje niekada neturi būti išplaunamų chloridų, kurie gali susikaupti ir sukurti vietinę oksidacinę būklę.
Priveržimas:
Medžiaga: Idealiu atveju varžtai / veržlės taip pat turėtų būti Hastelloy B-3, kad būtų išvengta galvaninės korozijos. Jei naudojamas kitoks lydinys (pvz., didelio stiprumo nerūdijantis plienas, pvz., B8M už kainą), reikia atidžiai išanalizuoti galvaninę seriją ir aptarnavimo aplinką. Gali prireikti izoliacinių poveržlių.
Sukimas: norint užtikrinti tolygų tarpiklio suspaudimą ir išvengti flanšo deformacijos, reikia naudoti kryžminę{0}}schemos varžtų seką (ASME PCC-1). Sukimo momento vertės turi būti apskaičiuojamos atsižvelgiant į varžtų medžiagą, tarpiklio tipą ir eksploatavimo sąlygas, kad būtų pasiektas reikiamas sandarinimo įtempis nepertempiant varžtų ar flanšų.
Surinkimas ir plyšių valdymas:
Švara: Flanšo paviršiai, tarpiklis ir varžtai turi būti švarūs ir neužteršti geležies nuo įrankių.
Plyšio geometrija: jungtis turi būti suprojektuota taip, kad plyšys būtų kuo mažesnis. Standartiškai naudojamas pakelto paviršiaus (RF) arba žiedinio -tipo jungties (RTJ) flanšas. Tarpiklis turi būti tinkamo dydžio-neišsikibęs į angą (sukurti vidinį plyšį) ir per mažas (sudaryti gilų išorinį plyšį, kuriame gali susikaupti rūgštis).
4. Kodėl suvirinimo kaklelis yra tinkamiausias flanšo tipas, skirtas Hastelloy B-3 flanšams prijungti prie vamzdynų kritinės rūgšties aptarnavimo metu ir kokios yra pagrindinės suvirinimo procedūros?
Suvirinimo kaklelio (WN) flanšas labiausiai tinka kritinėms B-3 vamzdynų sistemoms dėl savo aukščiausios konstrukcijos vientisumo ir gebėjimo sumažinti įtempių koncentraciją ir įtrūkimus.
Suvirinimo kaklelio dizaino pranašumai:
Optimalus įtempių pasiskirstymas: smailėjanti stebulė užtikrina sklandų, laipsnišką storio perėjimą nuo vamzdžio iki flanšo, sumažindama įtempių koncentraciją jungtyje -kritinis veiksnys lydinio, jautraus įtempių korozijai tam tikromis sąlygomis, veiksnys.
Puikus išlygiavimas: ilgas kaklelis palengvina sujungimo vamzdžio išlygiavimą, užtikrinant aukštos{0}}kokybės vienodą suvirinimą.
Plyšių mažinimas: užpakalinė{0}}suvirinimo jungtis su vamzdžiu pašalina vidinį plyšį suvirinimo ar srieginių flanšų viduje, kur susikaupusi rūgštis gali susikaupti ir sukelti stiprią vietinę koroziją.
Pagrindinės suvirinimo procedūros (suvirinimas su vamzdžiu):
Metalo užpildas: naudokite tik atitinkamą užpildą, ypač ERNiMo-10, skirtą GTAW (TIG), arba ENiMo-10, skirtą SMAW. Tai užtikrina, kad suvirinimo metalo chemija atspindi netauriojo metalo atsparumą korozijai ir terminį stabilumą.
Siūlių paruošimas ir švara: nuožulniai paviršiai turi būti kruopščiai nuvalyti tirpikliais, o po to mechaniškai nušlifuoti (naudojant nikelio lydiniams skirtus įrankius), kad būtų pašalinti visi oksidai, alyva ir teršalai, -ypač siera ir švinas, kurie gali sukelti karštus įtrūkimus.
Šilumos įvesties kontrolė: naudokite mažo šilumos įvedimo metodus: naudokite styginius karoliukus, venkite audimo ir griežtai valdykite tarptakų temperatūrą iki maksimalios 125 laipsnių (257 laipsnių F).
Apsauginės dujos: naudokite didelio -grynumo argoną pirminiam ekranavimui ir, svarbiausia, atraminėms dujoms (išvalymui) virinimo siūlės viduje, kad būtų išvengta šaknies rutuliuko oksidacijos ("cukravimo"), kuri yra stipri korozijos pradžios vieta.
Nėra po{0}}suvirinimo terminio apdorojimo (PWHT): neatlikite jokio tarpinio temperatūros įtempio mažinimo. Suvirinimas turi būti paliktas kaip-suvirintas. Bet koks reikalingas įtempių sumažinimas turi būti visiškas viso mazgo atkaitinimas, o tai dažnai yra nepraktiška. Teisinga praktika yra suvirinti švariai ir valdyti iškraipymus mechaniškai.
5. Kaip naujo vandenilio chlorido rūgšties apdorojimo įrenginio gyvavimo ciklo sąnaudų analizėje kietų Hastelloy B-3 flanšų nurodymas skiriasi nuo pigesnių, išklotų (pvz., PTFE) anglinio plieno flanšų?
Sprendimas subalansuoja išankstines kapitalo išlaidas (CapEx) ir ilgalaikę{0}} veiklos riziką, priežiūros išlaidas ir bendrąsias nuosavybės išlaidas (TCO).
Tvirti Hastelloy B-3 flanšai:
Didesnis pradinis CapEx: medžiagų ir kalimo sąnaudos yra žymiai didesnės.
Mažesnis eksploatavimo laikas ir rizika: suteikia monolitinį, nuolatinį barjerą. Tai pašalina įdėklų sistemų gedimo būdus: įdėklo griūtį veikiant vakuumui/šilumos ciklams, prasiskverbimą per skylutes, plyšių koroziją įdėklo galinių taškuose ir pažeidimus keičiant tarpiklius ar priveržiant varžtus. B-3 flanšai turi nuspėjamą, dešimtmečius trunkantį tarnavimo laiką su minimaliu patikrinimu (vizualiai, kartais PT/UT). Juos galima lengvai suvirinti ir taisyti.
PTFE{0}}Anglinio plieno flanšai:
Apatinė pradinė CapEx.
Didesnis eksploatavimo laikas ir rizika: įvedamas būdingas patikimumo pažeidžiamumas. Įdėklas yra sunaudojamas komponentas, kurio eksploatavimo laikas trumpesnis, mažiau nuspėjamas. Jis jautrus šaltam srautui (šliaužti), plyšimui ir pažeidimams dėl netinkamo išlygiavimo arba per didelio sukimo. Patikrinimas yra sudėtingas,{4}}gedimas dažnai įvyksta katastrofiškai, kai įdėklas pažeidžiamas, todėl anglinio plieno apvalkalas greitai patenka į rūgštį. Pakeitimas reikalauja visiško sistemos išjungimo ir reikalauja daug darbo.{6}}
Pagrindimas Analizė: ne{0}}kritinių, žemo- slėgio / temperatūros arba lengvai pasiekiamų ventiliacijos linijų atveju gali būti ekonomiškai pateisinami iškloti flanšai. Tačiau pagrindinėms proceso linijoms, aukštos-temperatūros / slėgio paslaugoms arba nepasiekiamoms HCl įrenginio vietoms tvirti B-3 flanšai yra labai pateisinami. Didelės neplanuoto sustabdymo, išsiliejimo į aplinką, saugos incidento ar gamybos praradimo dėl įdėklo gedimo išlaidos sumažina pradinį medžiagų sutaupymą. B-3 TCO, amortizuota per 30+ metų gamyklos eksploatavimo laiką, beveik nereikalaujant priežiūros, paprastai yra mažesnė, todėl užtikrinamas puikus veikimo patikimumas ir sumažinama rizika.
