1. Kl.: Kokie yra esminiai Incoloy 800, 800H ir 800HT vamzdžių cheminės sudėties ir terminio apdorojimo skirtumai?
A:„Incoloy 800“ seriją sudaro trys skirtingos klasės-800, 800H ir 800HT-, kurių kiekviena sukurta tam tikroms aukštos temperatūros eksploatavimo sąlygoms. Nors visos trys turi tą pačią bazinę sudėtį – maždaug 32,5 % nikelio, 21 % chromo ir pusiausvyros geležies, jų skirtumai yra kontroliuojamas anglies kiekis, tyčiniai legiravimo priedai ir terminio apdorojimo procedūros.
Incoloy 800 (UNS N08800)anglies kiekis ne didesnis kaip 0,10 %, nereikalaujant minimalaus reikalavimo. Paprastai tai tirpalas atkaitinamas 1800–2100 laipsnių F (982–1149 laipsnių) temperatūroje ir vėliau greitai atšaldomas. Ši rūšis sukuria santykinai stambią grūdėtumo struktūrą, kuri užtikrina pakankamą stiprumą esant vidutinei temperatūrai, tačiau riboja atsparumą šliaužimui ilgai veikiant aukštai{7}}temperatūrai.
Incoloy 800H (UNS N08810)kontroliuojamas anglies kiekis yra 0,05–0,10 % masės. Jis turi būti atkaitintas tirpalu ne žemesnėje kaip 2100 laipsnių F (1149 laipsnių) temperatūroje. Ši aukštesnė atkaitinimo temperatūra kartu su padidintu anglies kiekiu sukuria smulkesnę, vienodesnę grūdelių struktūrą (ASTM grūdelių dydis Nr. . 5 arba smulkesnis). Smulkesni grūdeliai žymiai padidina valkšnumo{8}plyšimo stiprumą, todėl 800H tinka esant aukštesnei nei 1100 laipsnių F (593 laipsnių) eksploatavimo temperatūrai, kai laiko{12}}priklausoma deformacija tampa dizaino problema.
Incoloy 800HT (UNS N08811)atstovauja pažangiausią klasę. Jis išlaiko tą patį anglies diapazoną kaip 800H (0,06–0,10 %), tačiau prideda kontroliuojamą aliuminio (0,15–0,60 %) ir titano (0,15–0,60 %) kiekį. Šie elementai sudaro smulkias Ni₃(Al,Ti) nuosėdas dirbant aukštoje-temperatūroje, o tai sustiprina kritulių kiekį. 800 HT tirpalo atkaitinimo temperatūra yra dar aukštesnė-mažiausiai 2150 laipsnių F (1177 laipsnių)-, todėl tyčia sukuriama stambesnė grūdėtumo struktūra, optimizuojanti atsparumą valkšnumui. Nuosėdų susidarymo ir optimizuoto grūdelių dydžio derinys suteikia 800HT aukščiausios{18}}temperatūros stiprumą tarp trijų rūšių.
Žvelgiant iš praktinės perspektyvos, norint pasirinkti tinkamą rūšį, reikia suderinti medžiagos galimybes su numatoma eksploatavimo temperatūra, įtempių lygiais ir numatomu komponentų tarnavimo laiku. Naudojant standartinę 800 aukštesnę nei 1100 laipsnių F temperatūrą esant nuolatiniam įtempimui, greičiausiai įvyktų ankstyvas valkšnumo gedimas, o nurodant 800HT žemesnės temperatūros įrenginiuose, atsiranda nereikalingų sąnaudų, o našumas nepagerės.
2. Kl.: Kokie pramonės kodai, standartai ir medžiagų specifikacijos taikomi Incoloy 800/800H/800HT vamzdžiams?
A:„Incoloy 800“ serijos vamzdžiai yra valdomi pagal išsamią ASTM, ASME ir tarptautinių standartų sistemą, kuri diktuoja gamybos procesus, leistinus nuokrypius, bandymo reikalavimus ir leistinus konstrukcijos įtempius. Šių specifikacijų supratimas yra būtinas norint įsigyti, gaminti ir laikytis teisės aktų reikalavimų.
Pagrindinės vamzdžių specifikacijos:
ASTM B407 / ASME SB407– Tai standartinė besiūlių nikelio{0}}geležies-chromo lydinio vamzdžių specifikacija. Ji apima visas tris klases (N08800, N08810, N08811) ir apima cheminės sudėties, tempimo savybių, hidrostatinių bandymų ir matmenų leistinų nuokrypių reikalavimus.
ASTM B163 / ASME SB163– Konkrečiai taikoma besiūliams kondensatoriaus ir šilumokaičio vamzdžiams. Ši specifikacija apima griežtesnius matmenų valdiklius ir papildomus bandymų reikalavimus, pvz., išsiplėtimo ir išlyginimo bandymus, kad būtų užtikrintas vamzdžio vientisumas šilumos perdavimo paslaugoms.
Papildomos kitų gaminių formų specifikacijos:
ASTM B408 / ASME SB408– Apima strypą, strypą ir formas, dažnai naudojamas jungiamosioms detalėms ir flanšams.
ASTM B514– Tinka suvirintam vamzdžiui, nors besiūliai konstrukcijai pirmenybė teikiama daugeliui aukštą -temperatūrą, slėgį-laikančių įrenginių.
Kodo įtraukimas:ASME katilų ir slėginių indų kodekse (II skyriaus D dalis) pateikiamos leistinos įtempių vertės kiekvienai klasei esant aukštesnei temperatūrai. Kritiškai svarbu, kad 800H ir 800HT įtempių vertės viršija 1100 laipsnių F, palyginti su standartine 800. Pavyzdžiui, esant 1600 laipsnių F (871 laipsniui), 800HT leistini įtempiai gali būti du ar tris kartus didesni nei standartiniai 800, o tai atspindi jo puikų atsparumą šliaužimui.
Papildomi reikalavimai:Nurodydami šiuos vamzdžius pirkėjai taip pat turėtų nurodyti:
ASME B36.19– Nerūdijančio plieno vamzdžių matmenys (dažniausiai naudojami šiems nikelio lydiniams)
NACE MR0175/ISO 15156– „Incoloy 800“ serija paprastai nėra pirmasis pasirinkimas sulfido įtempių įtrūkimų aplinkoje.
Visada patikrinkite, ar medžiagos bandymo ataskaitoje (MTR) nurodytas teisingas UNS numeris, terminio apdorojimo temperatūra ir mechaninių bandymų rezultatai. 800H ir 800HT tirpalo atkaitinimo temperatūra turi būti aiškiai nurodyta dokumentuose, kad būtų patvirtintas klasės žymėjimas.
3. Kl.: Kodėl Incoloy 800HT vamzdis yra tinkamiausia medžiaga etileno krekingo krosnies vamzdžiams?
A:Etileno krekingo krosnys-taip pat žinomos kaip pirolizės krosnys-veikia kai kuriomis sudėtingiausiomis sąlygomis naftos chemijos pramonėje. Ritės ir perdavimo linijos šilumokaičiai turi atlaikyti vidinį slėgį iki 30 barų (435 psi), kai jie yra veikiami dujų temperatūros, siekiančios 2000 laipsnių F (1093 laipsnių), ir metalo temperatūrą, artėjančią prie 1800–1900 laipsnių F (982–1038 laipsnių). „Incoloy 800HT“ vamzdis tapo šios programos pramonės standartu dėl keturių kritinių charakteristikų.
Pirma, puikus šliaužimo{0}}plyšimo stiprumas:Valdomos anglies (0,06–0,10 %), aliuminio ir titano priedų (po 0,15–0,60 %) ir aukštos temperatūros tirpalo atkaitinimo (mažiausiai 2150 F / 1177 laipsnių) derinys sukuria mikrostruktūrą, atsparią laiko -priklausomai deformacijai. Dėl etileno įtrūkimų vamzdžiai patiria nuolatinį lanko įtempį dėl vidinio slėgio esant ekstremalioms temperatūroms. Standartinis austenitinis nerūdijantis plienas, pvz., 310H, tokiomis sąlygomis išsipūstų ir sugestų per kelis mėnesius. „Incoloy 800HT“ užtikrina patikimą tarnavimo laiką, matuojamą metais, paprastai 5–10 metų tarp pakeitimų, atsižvelgiant į veikimo sunkumą.
Antra, išskirtinis atsparumas anglies susidarymui:Angliavandenilių krekingo procesas gamina pirolitinę anglį, kuri gali difunduoti į vamzdžio sieneles{0}}tai reiškinys vadinamas karburizacija. Karbiuruoti sluoksniai tampa trapūs, praranda lankstumą ir susidaro dideli šiluminio plėtimosi neatitikimai su nekarbonizuotu netauriuoju metalu. Didelis nikelio kiekis (30–35 %) „Incoloy 800HT“ sumažina anglies tirpumą ir difuziškumą, palyginti su mažesniais -nikelio lydiniais. Be to, ant vamzdžio vidinio skersmens susidarančios chromo{8}}daug oksido nuosėdos veikia kaip difuzijos barjeras. Ši dviguba apsauga žymiai pailgina vamzdžio tarnavimo laiką angliavandenių aplinkoje.
Trečia, atsparumas šiluminiam nuovargiui:Etileno krosnyse vyksta dažni kokso šalinimo ciklai, kai įvedami garai ir oras, kad sudegintų susikaupusias anglies nuosėdas. Šie ciklai sukelia greitus temperatūros svyravimus, kurie sukelia šiluminį įtampą. Vidutinio šiluminio plėtimosi koeficiento (panašaus į austenitinį nerūdijantį plieną) ir puikaus aukštos -temperatūros plastiškumo derinys leidžia 800HT atlaikyti tūkstančius šiluminių ciklų be įtrūkimų.
Ketvirta, atsparumas oksidacijai esant ekstremalioms temperatūroms:21% chromo kiekis skatina nuolatinės, prilipusios Cr₂O₃ skalės susidarymą, apsaugančią nuo metalo praradimo dėl oksidacijos. Net ir po ilgo -tarnavimo, svarstyklės išlieka apsauginės. Jei įvyktų vietinis masto sutrikimas, didelis chromo ir nikelio kiekis leidžia greitai pertvarkyti.
Lauko patirtis patvirtina, kad tinkamai eksploatuojami Incoloy 800HT krosnių gyvatukai tarnauja du ar tris kartus ilgiau nei ankstesnių kartų lydinių, todėl tai yra etaloninė medžiaga šiuolaikinėms etileno gamykloms.
4. Kl.: Kokie yra svarbiausi suvirinimo reikalavimai ir galimi iššūkiai sujungiant Incoloy 800/800H/800HT vamzdžius?
A:Suvirinant „Incoloy 800“ serijos vamzdžius reikia atidžiai pasirinkti užpildo metalą, valdyti šilumos įvedimą ir po-suvirinimo terminio apdorojimo. Netinkamas suvirinimas gali neigiamai paveikti lydinio savybes aukštoje temperatūroje ir sukelti ankstyvus eksploatavimo gedimus.
Užpildo metalo pasirinkimas:Dažniausiai nurodytas užpildo metalas yraERNiCr-3(AWS A5.14 klasifikacija), kuriame yra apie 67 % nikelio, 20 % chromo ir 2,5 % mangano. Šis užpildas užtikrina gerą stiprumą ir atsparumą oksidacijai, tuo pačiu suderindamas netauriojo metalo šiluminio plėtimosi charakteristikas. Pačioms reikliausioms aukštos- temperatūros programoms,ERNiCrCoMo-1(Inconel 617) gali būti nurodytas, siūlantis didesnį valkšnumo stiprumą virš 1600 laipsnių F (871 laipsnio). Niekada nenaudokite nerūdijančio plieno užpildų (pvz., 308 L arba 309 L), nes jie sukuria skiedimo zonas, linkusias į karštą įtrūkimą ir sigma fazės trapumą.
Šilumos įvesties ir tarpinės temperatūros valdymas:Per didelis šilumos kiekis yra dažniausia suvirinimo klaida. „Incoloy 800H“ ir 800HT, kurių valkšnumo stiprumas gaunamas dėl kontroliuojamų grūdelių struktūrų, dėl didelio šilumos kiekio grūdai gali sutirštėti karščio paveiktoje zonoje (HAZ). Tai lokaliai sumažina atsparumą šliaužimui ir sukuria galimą gedimo pradžios vietą. Rekomenduojami parametrai:
Maksimali tarpinio praėjimo temperatūra: 200 laipsnių F (93 laipsniai)
Naudokite styginius karoliukus, o ne audimą
Apribokite šilumos tiekimą iki maždaug 25–45 kJ/col (10–18 kJ/cm)
Naudokite lankinį dujinį volframo suvirinimą (GTAW) šaknies praėjimui, po to dujinį lankinį suvirinimą (GMAW) arba ekranuotą metalinį lankinį suvirinimą (SMAW) užpildymui
Išankstinis suvirinimo{0}valymas ir užteršimo prevencija:Sieros, fosforo ir žemos -lydymosi- temperatūros metalai (pvz., varis ar cinkas iš žymėjimo pieštukų ar tvarkymo įrankių) gali sukelti karštus įtrūkimus. Kruopščiai išvalykite suvirinimo zoną acetonu arba tam skirtu nerūdijančio plieno vieliniu šepečiu. Naudokite atskirus šlifavimo diskus-niekada nenaudokite diskų, anksčiau naudotų anglinio plieno.
Po{0}}suvirinimo siūlės terminis apdorojimas (PWHT):Skirtingai nuo daugelio anglies ir{0}}mažai legiruotų plienų, Incoloy 800 serijai paprastai nereikalaujama PWHT, kai pjūvių storis paprastai būna vamzdynuose (iki 2 colių / 50 mm). Tačiau sunkioms -sienų sekcijoms arba kai komponentas veiks valkšnumo diapazone, gali būti nurodytas viso tirpalo atkaitinimo terminis apdorojimas. Tai apima kaitinimą iki 2100–2150 laipsnių F (1149–1177 laipsnių), po kurio greitai atvėsinama. Atkaitinimas lauko tirpalu retai yra praktiškas, todėl būtina tinkamai suvirinimo procedūra.
Dažni trūkumai ir prevencija:
Karštas krekingas:Neleidžiama dėl mažo šilumos kiekio, švarių sąlygų ir atitinkamų užpildų
Mikroplyšimas HAZ:Venkite suvaržymo prigludimo-ir per didelio netauriųjų metalų skiedimo
Atsparumo korozijai praradimas:Perkaitimas gali sukelti chromo karbido nuosėdas; plonoms dalims naudokite greitą aušinimą
Suvirinimo procedūras kvalifikuokite pagal ASME IX skyrių, atlikdami atitinkamus mechaninius bandymus, įskaitant tempimo aukštoje temperatūroje{0}}tempimo bandymus, jei numatoma valkšnumo paslauga.
5. Kl.: Kurioje korozinėje aplinkoje Incoloy 800 serijos vamzdžiai turi aiškių pranašumų, palyginti su standartiniu nerūdijančiu plienu, pvz., 304L ir 316L?
A:Nors austenitiniai nerūdijantys plienai, pvz., 304L ir 316L, yra puikūs bendrosios paskirties -korozijai-atsparūs lydiniai, Incoloy 800 serija užtikrina puikų našumą keliose specifinėse ir sudėtingose aplinkose. Suprasdami šiuos skirtumus išvengsite netinkamo panaudojimo ir ankstyvo gedimo.
Aukštos{0}}temperatūros oksidacija:Virš 1500 laipsnių F (816 laipsnių), 304 l ir 316 l pasižymi greitu pleiskanojimu ir skilimu. Jų chromo kiekis (18% 304L, 16–18% 316L) yra nepakankamas, kad išlaikytų apsauginį oksido sluoksnį esant tokioms temperatūroms, ypač esant terminiam ciklui. „Incoloy 800“ 21 % chromo, kartu su 30–35 % nikelio, sudaro labiau prilipusią, savaime gyjančią Cr₂O₃ skalę, kuri išlieka apsauganti iki maždaug 1800 laipsnių F (982 laipsnių) esant pertraukiamam naudojimui ir 2000 laipsnių F (1000 laipsnių F) nepertraukiamai. Tai naudinga krosnies komponentams, terminio apdorojimo įtaisams ir aukštos temperatūros{21}}ortakiams.
Chlorido įtempių korozijos įtrūkimai (SCC):Tai neabejotinai reikšmingiausias Incoloy 800 serijos pranašumas. Austenitinis nerūdijantis plienas yra žinomas jautrus chloridui SCC esant deguoniui esant aukštesnei nei 140 laipsnių F (60 laipsnių). Net mažos chlorido koncentracijos (10–100 ppm) gali sukelti įtrūkimus 304 l ir 316 l, ypač garavimo sąlygomis, pvz., garų sistemose, šilumokaičiuose ir izoliuotuose vamzdynuose, kurie tampa šlapi. Didesnis nikelio kiekis „Incoloy 800“ (30–35 %, palyginti su . 8–12 % 304L/316L) iš esmės pakeičia SCC mechanizmą. Nikelis padidina lydinio kaupimosi gedimo energiją, todėl jis yra atsparesnis anodiniam tirpimo keliui, kuris plinta SCC įtrūkimus. Incoloy 800 laikomas labai atspariu chlorido SCC visoms temperatūroms, su kuriomis susiduriama naudojant vandeninį vandenį. Dėl to tai puikus pasirinkimas tiekiamo vandens šildytuvams, garo generatoriaus vamzdžiams ir jūrinės platformos vamzdynams, kur galimas chlorido pernešimas.
Karbiuruojančios atmosferos:Aplinkoje, kurioje aukštoje temperatūroje yra anglies -turinčių dujų (CO, CH₄ ir kt.), anglis gali išsisklaidyti į lydinio paviršius, sudarydama vidinius karbidus, kurie trapūs medžiagą. Nors 316L pasižymi tam tikru atsparumu, didesnis Incoloy 800 nikelio kiekis žymiai sumažina anglies difuziją. Šis pranašumas ypač vertingas naftos chemijos procesuose, tokiuose kaip metanolio riformingas, vandenilio gamyba ir terminio apdorojimo krosnys su endotermine atmosfera.
Politioninės rūgšties įtempių korozijos įtrūkimai:Naftos perdirbimo gamyklose austenitinis nerūdijantis plienas, įjautrintas suvirinant arba veikiant aukštai{0}}temperatūrai, gali įtrūkti, kai yra veikiamas politioninių rūgščių, susidarančių iš geležies sulfidų ir drėgmės. Didesnis Incoloy 800 nikelio kiekis sumažina tokios atakos varomąją jėgą.
Pripažinti apribojimai:Incoloy 800 serija nėra universalus nerūdijančio plieno pakaitalas. Redukuojančioje rūgštinėje aplinkoje (pvz., praskiestoje sieros arba druskos rūgštyje žemoje ar vidutinėje temperatūroje) 316L dažnai veikia panašiai arba geriau už mažesnę kainą. Be to, „Incoloy 800“ neatitinka 316 l atsparumo duobėms chlorido -turinčiame vandeniniuose tirpaluose, esant aplinkos temperatūrai, -molibdenas, esantis 316 l (2–3 %), užtikrina specifinį atsparumą duobėms, kurio Incoloy 800 trūksta.
Ekonominis sprendimas turėtų subalansuoti pradines medžiagų sąnaudas (Incoloy 800 paprastai kainuoja 3–5 kartus daugiau nei 316 l) ir gedimo pasekmes, numatomą tarnavimo laiką ir prieigą prie priežiūros. „Incoloy 800“ serijos vamzdžiai užtikrina kritines, aukšta{5}}temperatūros arba SCC{6}}patirtas paslaugas.
