1. Kl.: Kokie yra esminiai Incoloy 800 ir Incoloy 825 besiūlių vamzdžių sudėties skirtumai ir kaip tai veikia jų veikimą?
A:Nors ir Incoloy 800, ir Incoloy 825 priklauso nikelio-geležies-chromo lydinių šeimai, jų sudėties skirtumai yra reikšmingi ir tiesiogiai nulemia jų taikymo langus.
Incoloy 800 (UNS N08800)vardinė sudėtis yra 32,5 % nikelio, 21 % chromo ir pusiausvyros geležies, o anglies kiekis kontroliuojamas iki 0,10 %. Jame yra tik nedideli molibdeno ir vario kiekiai. Ši kompozicija yra optimizuotaatsparumas aukštai{0}}temperatūrai ir atsparumas oksidacijaio ne vandens atsparumas korozijai. Didelis nikelio kiekis stabilizuoja austenitinę struktūrą, o chromas užtikrina atsparumą oksidacijai ir karburizacijai aukštesnėje temperatūroje.
Incoloy 825 (UNS N08825)yra labiau legiruota klasė, kurioje yra 38–46 % nikelio, 19,5–23,5 % chromo, 2,5–3,5 % molibdeno, 1,5–3,0 % vario ir 0,6–1,2 % titano. Molibdeno ir vario pridėjimas iš esmės pakeičia lydinio elgesį. Molibdenas padidina atsparumą taškinei ir plyšinei korozijai aplinkoje, kurioje yra chlorido, o varis užtikrina išskirtinį atsparumą redukuojančioms rūgštims, tokioms kaip sieros ir fosforo rūgštis. Titano pridedama siekiant stabilizuoti lydinį nuo tarpgranulinės korozijos po suvirinimo.
Našumo pasekmės:Besiūliai „Incoloy 800“ vamzdžiai puikiai tinka sausose, aukštos{1}} temperatūros dujų aplinkoje, pvz., krosnių vamzdžiuose, naftos chemijos krekingo šilumokaičiuose ir perkaitintuvų komponentuose. Jis palaiko struktūrinį stabilumą iki maždaug 1800 laipsnių F (982 laipsnių). Incoloy 825, atvirkščiai, yra skirtas drėgnai, korozinei aplinkai esant vidutinei temperatūrai (paprastai žemesnėje nei 1000 laipsnių F / 538 laipsnių). Tai yra tinkamiausias pasirinkimas sieros rūgšties paslaugoms, rūgščiųjų dujų gręžiniams, kuriuose yra H₂S ir chloridų, ir jūros vandens tvarkymo sistemoms, kuriose yra problemų dėl duobių ir įtempių korozijos įtrūkimų.
Pasirinkus netinkamą pažymį, įvyksta ankstyva nesėkmė. Naudojant Incoloy 800 drėgnoje sieros rūgšties aplinkoje sukeltų greitą bendrą koroziją. Ir atvirkščiai, naudojant Incoloy 825 etileno krekingo krosnyje, aukštesnėje nei 1500 laipsnių F, sukeltų per didelę valkšnumo deformaciją, nes lydinys nėra optimizuotas valkšnumo stipriui aukštoje{5}}temperatūroje.
2. Kl.: Kokie gamybos procesai ir standartai taikomi besiūliams Incoloy 800 ir 825 vamzdžiams?
A:Besiūliai vamzdžiai Incoloy 800 ir 825 gaminami naudojant specializuotus procesus, kurie užtikrina metalurginį vientisumą, matmenų tikslumą ir griežtų tarptautinių standartų atitikimą.
Gamybos procesas:Gamyba pradedama nuo ekstruzinio arba pradurto tuščiavidurio apvalkalo. Pageidautinas šių nikelio lydinių metodasekstruzija, kur šildomas ruošinys per štampą išverčiamas naudojant įtvarą, kad būtų suformuota besiūlė įduba. Ekstruzija užtikrina puikų grūdelių srautą ir pašalina vidurinės linijos poringumą, kuris gali atsirasti sukamuoju pradūrimu iš didelio stiprumo nikelio lydinių. Po ekstruzijos vamzdis kelis kartus traukiamas šaltuoju arba šaltuoju valcavimu su tarpiniu tirpalo atkaitinimu. Šaltasis apdorojimas pagerina grūdelių struktūrą, pagerina matmenų tikslumą ir leidžia gaminti plonas sieneles ir mažus skersmenis, kurių neįmanoma pasiekti vien ekstruzijos būdu. Galutinis tirpalo atkaitinimas 1900–2100 laipsnių F (1038–1149 laipsnių) temperatūroje, po kurio greitai atvėsinamas (gesinimas vandeniu), atkuria atsparumą korozijai ir plastiškumą.
Pagrindinės specifikacijos:
ASTM B407 / ASME SB407– Standartinė besiūlių nikelio -geležies- chromo lydinio vamzdžių specifikacija (apima Incoloy 800, 800H, 800HT)
ASTM B423 / ASME SB423– Standartinės besiūlių nikelio -geležies-chromo-molibdeno-vario lydinio vamzdžių specifikacijos (ypač Incoloy 825)
ASTM B163 / ASME SB163– Besiūliai kondensatoriaus ir šilumokaičio vamzdžiai abiem lydinių šeimoms
ASTM B829– Bendrieji nikelio lydinio besiūlių vamzdžių reikalavimai (papildomi B407 ir B423)
Testavimas ir patikrinimas:Sertifikuoti vamzdžiai turi būti:
Cheminė analizė– UNS žymėjimo ir elementų diapazonų patvirtinimas
Tempimo bandymas– Takumo stiprumas, didžiausias tempiamasis stipris ir pailgėjimas
Hidrostatinis arba neardomasis elektrinis bandymas– Pagal ASTM E213 ultragarsui arba E426 sūkurinei srovei
Išlyginimo ir išpūtimo bandymai– Vamzdžių gaminiams, siekiant patikrinti plastiškumą
Tarpkristalinės korozijos bandymas– Pagal ASTM G28, skirtą Incoloy 825, siekiant patikrinti stabilizavimą
Matmenų standartai:Nors ASTM B407 ir B423 nurodo leistinus nuokrypius, dauguma komercinių vamzdžių gaminami pagalASME B36.19(nerūdijančio plieno vamzdžių matmenys) sienelės storiui ir išoriniam skersmeniui. Galimi specialūs tvarkaraščiai (pvz., Sch 10S, 40S, 80S). Pirkėjai turėtų nurodyti, ar vamzdis skirtas slėgiui palaikyti (reikalingas visiškas hidrostatinis bandymas), ar ne{7}}slėgiui.
3. Kl.: Kodėl Incoloy 825 besiūliai vamzdžiai yra tinkamiausia medžiaga sieros rūgšties ir rūgščių dujų paslaugoms?
A:„Incoloy 825“ besiūlis vamzdis užsitarnavo savo reputaciją kaip pirmaujanti medžiaga dviem sudėtingiausioms pramonės aplinkoms: koncentruotos sieros rūgšties apdorojimui ir rūgščių dujų (H₂S + chlorido) gamybai. Jo pranašumą lemia apgalvotas lydinio dizainas ir patikrintas našumas.
Sieros rūgšties paslauga:Incoloy 825 pasižymi išskirtiniu atsparumu sieros rūgščiai plačiame koncentracijos diapazone, ypač nuo 0% iki 60% koncentracijos esant maždaug 250 °F (121 °F) temperatūrai. Mechanizmas apima sinergetinį molibdeno ir vario poveikį. Molibdenas skatina pasyvios molibdato plėvelės susidarymą, o varis perkelia korozijos potencialą į pasyviąją sritį. Priešingai, standartinis nerūdijantis plienas 316L greitai patenka į sieros rūgštį dėl nepakankamo molibdeno kiekio ir vario trūkumo. Pavyzdžiui, 40 % sieros rūgštyje, esant 200 laipsnių F, 316L korozijos greitis viršija 100 mpy (milių per metus), o Incoloy 825 rodikliai paprastai yra mažesni nei 5 mpy. Dėl šios savybės Incoloy 825 galima naudoti rūgščių maišymo trišakiams, tiekimo vamzdžiams ir rezervuarų išleidimo angoms, kur vietinis skiedimas ar kaitinimas gali sukurti agresyvias sąlygas.
Rūgščių dujų paslauga (naftos ir dujų gamyba):Gamtinės dujos, kurių sudėtyje yra vandenilio sulfido (H₂S), anglies dioksido, chloridų ir elementinės sieros, sukuria korozinį kokteilį, sukeliantį sulfido įtempių įtrūkimą (SSC) ir chlorido įtempių korozijos įtrūkimą (SCC). Incoloy 825 atitinka reikalavimusNACE MR0175 / ISO 15156rūgščių paslaugų programoms. 38–46 % nikelio derinys užtikrina atsparumą chloridui SCC, o molibdenas (2,5–3,5 %) padidina atsparumą duobėms. Lydinio gebėjimas suformuoti apsauginę sulfido plėvelę, o ne įtrūkti, išskiria jį iš mažiau atsparių medžiagų. Patirtis dirbant su gręžiniais vamzdžiais, paviršinio srauto linijomis ir dujų surinkimo sistemomis patvirtina, kad besiūliai Incoloy 825 vamzdžiai atsparūs SSC, kai H₂S dalinis slėgis yra iki 100 psi (0,7 MPa) ir didesnis.
Papildomi privalumai:„Incoloy 825“ taip pat atsparus fosforo rūgščiai (šlapio proceso fosforo rūgščiai, naudojama trąšų gamyboje), jūros vandeniui ir šarminei aplinkai. Jo atsparumas tarpkristalinei korozijai po suvirinimo, užtikrinamas titano stabilizavimu, leidžia gaminti lauke be po-suvirinimo terminio apdorojimo. Tačiau dizaineriai turėtų atkreipti dėmesį, kad Incoloy 825 nerekomenduojamas stipriai oksiduojančioms rūgštims, tokioms kaip azoto rūgštis, kur didesnio chromo lydiniai, tokie kaip Incoloy 800 arba nerūdijantis plienas 304L, veikia geriau.
4. Kl.: Kokie yra svarbiausi suvirinimo reikalavimai ir galimi iššūkiai sujungiant Incoloy 800 ir 825 besiūlius vamzdžius?
A:Besiūlių Incoloy 800 ir 825 vamzdžių suvirinimas reikalauja skirtingų požiūrių, nes jų metalurginis elgesys labai skiriasi. Suprasdami šiuos skirtumus išvengsite įtrūkimų, atsparumo korozijai praradimo ir priešlaikinių paslaugų gedimų.
Užpildo metalo pasirinkimas:
„Incoloy 800“:NaudokiteERNiCr-3(AWS A5.14) kaip standartinį užpildą. Šis 67 % nikelio ir 20 % chromo užpildas atitinka netauriojo metalo šiluminio plėtimosi charakteristikas ir užtikrina gerą atsparumą aukštai -temperatūrai. Valgant aukštesnėje nei 1500 laipsnių F (816 laipsnių) temperatūroje,ERNiCrCoMo-1(Inconel 617) gali būti teikiama pirmenybė dėl puikių padidėjusios temperatūros savybių.
„Incoloy 825“:NaudokiteERNiCrMo-3(Inconel 625) kaip standartinis užpildas. Šio užpildo sudėtyje yra molibdeno ir niobio, užtikrinančių atsparumą korozijai, kuris atitinka arba viršija netauriųjų metalų.ERNiCrMo-10(Inconel 622) yra alternatyva atšiaurioms aplinkoms.
Niekada nenaudokite nerūdijančio plieno užpildų(308L, 309L, 316L) bet kuriam lydiniui. Skiedimas iš netauriųjų metalų sukuria mišrią kompoziciją, jautrią karštam įtrūkimui ir sumažintam atsparumui korozijai.
Šilumos tiekimo valdymas:Kad būtų išvengta įjautrinimo ir grūdelių sutirštėjimo, abiem lydiniams reikalingas mažas šilumos įvedimas. Rekomenduojami parametrai:
Maksimali tarpo temperatūra: 250 laipsnių F (121 laipsnis) Incoloy 800; 200 laipsnių F (93 laipsniai), skirta Incoloy 825
Naudokite styginius karoliukus, o ne audimą
Apribokite šilumos tiekimą iki 25–45 kJ/colis (10–18 kJ/cm)
Suvirinimas dujomis volframo lankiniu būdu (GTAW) pirmenybė teikiama šaknies pralaidoms, ypač plonoms{0}}sienėms vamzdžiams
Išankstinis suvirinimo{0}}valymas:Užteršimas siera, fosforu arba žemos -lydymosi- temperatūros metalais (variu, cinku, švinu) sukelia karštą įtrūkimą. Suvirinimo zonas valykite acetonu arba tam skirtu nerūdijančio plieno šepečiu. Naudokite šlifavimo diskus, skirtus tik nikelio lydiniams-niekada nenaudokite diskų, anksčiau naudotų anglies ar-mažo legiruoto plieno šlifavimui.
Po{0}}suvirinimo siūlės terminis apdorojimas (PWHT):„Incoloy 800“ paprastai nereikalauja PWHT vamzdynams būdingo sienelių storio. Tačiau „Incoloy 825“, nors ir stabilizuotas titanu, gali būti naudingas 1600–1700 laipsnių F (871–927 laipsnių) temperatūroje esant sunkioms sienų sekcijoms arba kai reikalingas didžiausias atsparumas įtempių korozijos įtrūkimams. Šis apdorojimas retai atliekamas suvirinant lauke dėl praktinių apribojimų.
Dažni trūkumai ir prevencija:
Karštas trūkinėjimas– Neleidžiama dėl mažo šilumos kiekio, švarių sąlygų ir tinkamo užpildo pasirinkimo
Mikroplyšimas karščio paveiktoje{0}}zonoje– Venkite didelio suvaržymo{0}}pritaikymo ir per didelio skiedimo
Incoloy 825 atsparumo korozijai praradimas– Perkaitimas gali sukelti molibdeno{0}} turtingos fazės nusodinimą; griežtai kontroliuokite tarptakų temperatūrą
Visada kvalifikuokite suvirinimo procedūras pagal ASME IX skyrių, atlikdami atitinkamus mechaninius ir korozijos bandymus. Incoloy 825 rūgščių paslaugų atveju gali prireikti papildomų bandymų pagal NACE TM0177.
5. K: Kurioje konkrečioje korozinėje aplinkoje reikėtų rinktis besiūlius Incoloy 825 vamzdžius, o ne Incoloy 800 ir atvirkščiai?
A:Besiūlių vamzdžių „Incoloy 800“ ir „Incoloy 825“ pasirinkimas priklauso ne nuo to, ar vienas yra „geresnis“ už kitą, o kiekviena klasė yra optimizuota iš esmės skirtingoms paslaugų aplinkoms. Neteisingas pasirinkimas sukelia brangiai kainuojantį ankstyvą gedimą.
Pasirinkite Incoloy 825, kai aplinka apima:
Sieros rūgštis (H₂SO4)– Incoloy 825 yra vienas iš nedaugelio komerciškai prieinamų lydinių, atsparių sieros rūgščiai plačiame koncentracijos diapazone (0–60 %) iki 250 laipsnių F (121 laipsnio) temperatūroje. Pritaikymas apima rūgšties regeneravimo įrenginius, alkilinimo įrenginius ir ėsdinimo linijas. „Incoloy 800“ turi nežymiai molibdeno arba vario ir greitai rūdija sieros rūgštyje.
Rūgščiosios dujos (H₂S + chloridai)– Naftos ir dujų gamyboje, kur kartu egzistuoja vandenilio sulfido ir chlorido jonai, Incoloy 825 atitinka NACE MR0175 reikalavimus. Labai svarbu, kad jo sudėtyje būtų daug nikelio (atspari chloridui SCC) ir molibdenui (atspari įdubimui). „Incoloy 800“ nėra pakankamai molibdeno ir nėra NACE{5}}patvirtintas rūgščiam aptarnavimui.
Fosforo rūgštis (H3PO4)– Fosforo rūgšties gamybos šlapiame{0} procese (trąšų pramonėje) fluoridai ir chloridai sukuria agresyvias sąlygas. Incoloy 825 yra atsparus bendrai korozijai ir vietiniam poveikiui. Incoloy 800 nerekomenduojama.
Jūros vanduo su stovinčiomis arba įtrūkimų sąlygomis– Nors nė vienas lydinys nėra pirmasis jūros vandens pasirinkimas (dažnai pirmenybė teikiama itin dvipusiam nerūdijančiam plienui), Incoloy 825, palyginti su Incoloy 800, dėl jame esančio molibdeno turi didesnį atsparumą duobėms. Naudokite „Incoloy 825“ jūrinėms reikmėms, kuriose yra įtrūkimų (jungės, vamzdžių -su{5}}vamzdžių lakštų jungtys).
Pasirinkite Incoloy 800, kai aplinka apima:
Aukštos{0}}temperatūrinės oksidacijos– „Incoloy 800“ palaiko apsauginę chromo oksido skalę iki maždaug 1800 laipsnių F (982 laipsnių) ore arba išmetamosiose dujose. „Incoloy 825“ su mažesniu chromo kiekiu (19,5–23,5 %, palyginti su . 21 % 800, bet dar svarbiau nėra optimizuotas atsparumui aukštoje -temperatūroje), pasižymi mažesniu atsparumu valkšnumui ir nerekomenduojamas aukštesnėje nei 1000 F (538 laipsnių) temperatūroje.
Karbiizuojančios arba azotuojančios atmosferos– Naftos chemijos krosnyse, terminio apdorojimo įrenginiuose ir amoniako gamyklose anglies arba azoto difuzija sutrupina daugumą lydinių. Didelis „Incoloy 800“ nikelio kiekis (32,5%) sumažina anglies difuziją. Nepaisant didesnio nikelio kiekio, Incoloy 825 sudėtyje yra molibdeno, kuris gali sudaryti nepageidaujamas intermetalines fazes po ilgalaikio aukštos temperatūros poveikio.
Garų metano riformingas ir etileno krekingas– 800H ir 800HT variantai (Incoloy 800 subgradai) yra reformavimo vamzdžių ir perdavimo linijų šilumokaičių pramonės standartai. Jų valkšnumo stiprumas esant 1600–1900 laipsnių F (870–1040 laipsnių) neprilygsta Incoloy 825.
Neutralūs ir šarminiai chlorido tirpalai vidutinėje temperatūroje– Kai chloridas SCC kelia susirūpinimą, bet nėra redukuojančių rūgščių, Incoloy 800 pasižymi geru atsparumu mažesnėmis sąnaudomis nei Incoloy 825. Pavyzdžiui, tiekiamo vandens šildytuvuose ir garo generatoriuose Incoloy 800 turi puikių rezultatų.
Praktinis nurodymas:Kai aplinka yrašlapias ir rūgštus(ypač sieros, fosforo ar rūgščiųjų dujų), rinkitės Incoloy 825. Kai aplinka yrakaršta ir sausa(krosnies atmosfera, aukštos -temperatūros dujos), pasirinkite „Incoloy 800“. Jei abejojate, peržiūrėkite korozijos lenteles ir apsvarstykite galimybę atlikti bandymus imituotomis eksploatavimo sąlygomis. Sąnaudų skirtumas (Incoloy 825 paprastai yra pranašesnis už Incoloy 800 dėl didesnio molibdeno ir vario kiekio) turėtų būti pagrįstas konkrečiais našumo reikalavimais.
