konkretūs naftos ir dujų komponentai yra įgalioti Incoloy 925 besiūliai vamzdžiai

1. Kl.: Kokie yra pagrindiniai besiūlių Incoloy 800H ir Incoloy 925 vamzdžių cheminės sudėties ir numatomos eksploatavimo aplinkos skirtumai?

A:
Nors abu priklauso nikelio-geležies-chromo lydinių šeimai, Incoloy 800H ir Incoloy 925 yra sukurti visiškai skirtingoms eksploatavimo sąlygoms.

Incoloy 800H (UNS N08810)vardinė sudėtis yra 30–35 % nikelio, 19–23 % chromo, o likusią dalį subalansuoja geležis. Jo anglies kiekis griežtai kontroliuojamas nuo 0,05 iki 0,10 %, o minimalus ASTM grūdelių dydis yra Nr Nėra molibdeno ar vario.

Ši kompozicija yra optimizuotaatsparumas aukštai{0}}temperatūrai. Kontroliuojama anglis skatina tolygų karbido nusodinimą ties grūdelių ribomis, o tai fiksuoja išnirimus ir neleidžia grūdų ribos slysti - pirminiam valkšnumo mechanizmui. Incoloy 800H išlaiko struktūrinį stabilumą iki 900 laipsnių (1652 laipsnių F).

Incoloy 925 (UNS N09925)yra žymiai daugiau nikelio (42–46 %), taip pat molibdeno (2,5–3,5 %) ir vario (1,5–3,0 %). Jame taip pat yra padidinto titano (1,9–2,4 %) ir aliuminio (0,1–0,5 %) kiekio kritulių kietėjimui, taip pat niobio pėdsakų (0,1–0,5 %). Šis lydinys yraneskirtas aukštai{0}}temperatūraibet veikiau didelio{0}}stiprumo, rūgščių{1}}dujų įrangai.

„Incoloy 925“ mechaninės savybės pasiekiamos atlikus dviejų -pakopų terminį apdorojimą: tirpalo atkaitinimą, po to sendinimą 620–675 laipsnių temperatūroje, dėl ko nusodinamos smulkios Ni₃ (Al, Ti, Nb) gama pradinės (') dalelės. Išeiga pasiekia 550–860 MPa (80–125 ksi) - maždaug dvigubai daugiau nei 800 H.

Paslaugų santrauka:

800H:Aukštos -temperatūrinės oksidacijos, angliavandenių, garų ir -šliaužimo atsparumas iki 900 laipsnių kampu. Įprastai naudojami krosnių vamzdžiai, reformeriai ir perkaitintuvai.

925:Drėgna H₂S/CO₂/chlorido aplinka iki 230 laipsnių (446 laipsnių F). Įprasti naudojimo būdai yra gręžinių vamzdžiai, poliruoto gręžinio talpyklos ir pakabos rūgščių dujų gręžiniuose.

---

2. Kl.: Kodėl „Incoloy 800H“ yra tinkamiausia medžiaga besiūliams reformatoriaus vamzdžiams vandenilio gamybos įmonėse, o „Incoloy 925“ sugestų naudojant tą pačią paslaugą?

A:
Vandenilio gamyba garo metano riformingo (SMR) būdu vyksta ekstremaliomis sąlygomis: spinduliavimo sekcijos temperatūra 850–950 laipsnių (1562–1742 laipsnių F), vidinis slėgis 20–35 barai ir atmosfera, kurioje yra garų, vandenilio ir anglies oksidų.

Incoloy 800H puikiai tinka šioje aplinkoje dėl kelių priežasčių:

Šliaužimo plyšimo stiprumas– Dėl kontroliuojamos anglies ir ASTM Nr Stabilūs M23C6 karbidai eksploatacijos metu palaipsniui nusėda, nuolat blokuodami dislokacijos judėjimą.

Atsparumas oksidacijai– Chromo kiekis sudaro lėtai{0}}augančią, prilipusią Cr₂O₃ apnašą, kuri apsaugo nuo oksidacijos ir anglies susidarymo. Net jei nuosėdos išsisklaido, jos greitai atsinaujina dėl didelio chromo rezervuaro.

Atsparumas terminiam nuovargiui– SMR krosnys dažnai paleidžiamos{0}}ir išjungiamos. Austenitinė 800H struktūra prisitaiko prie šiluminio ciklo be reikšmingo savybių pablogėjimo.

Kodėl „Incoloy 925“ sugestų naudojant tą pačią paslaugą:

Kritulių kietėjimo praradimas– Virš 450 laipsnių gama pirminės (') dalelės, atsakingos už 925 stiprumą, pradeda sparčiai grublėt. 650 laipsnių kampu senėjimas baigiasi, o lydinys praranda didžiąją dalį savo stiprumo. 850 laipsnių temperatūroje dalelės visiškai ištirpsta.

Nepakankamas atsparumas šliaužimui– Be sutvirtinimo 925 grįžta į silpną kieto tirpalo lydinį, kurio chromo kiekis mažesnis nei 800H ir nekontroliuojamas valkšnumo anglies / grūdelių dydis.

Varis ir molibdenas yra žalingi– Šie elementai sumažina lydymosi temperatūrą ir pagreitina oksidaciją aukštoje temperatūroje. Varis tam tikromis krosnies sąlygomis gali sukelti skysto metalo trapumą.

Todėl, nors 925 yra puikus rūgštus-aptarnavimo lydinys, jis neturi vietos aukštos-temperatūros naftos chemijos krosnyse. Ir atvirkščiai, 800H niekada neturėtų būti naudojamas šlapiai rūgščiai, nes jame nėra duobių ir SSC atsparumo.

---

3. Kl.: kuo Incoloy 925 besiūlių vamzdžių sukietėjimo nuo kritulių mechanizmas skiriasi nuo tvirtinimo kietu tirpalu, naudojamo Incoloy 800H, ir kaip tai veikia terminio apdorojimo reikalavimus?

A:
Tai yra esminis metalurgijos skirtumas, diktuojantis kiekvieno lydinio gamybos ir naudojimo ribas.

Incoloy 800H - kietas- tirpalas ir karbido stiprinimas:

Tiekiama: tirpalas atkaitintas 1150–1200 laipsnių, po to greitai atvėsinamas. Taip ištirpinami karbidai ir susidaro vienoda austenitinė struktūra.

Prieš atliekant techninę priežiūrą, papildomo terminio apdorojimo nereikia.

Esant aukštai -temperatūrai (650–900 laipsnių), antriniai M₂3C₆ karbidai nusėda ties grūdelių ribomis. Tai yra naudinga atsparumui šliaužti.

Stiprumas yra nedidelis (išeiga ≈ 240–270 MPa kambario temperatūroje, nukrenta iki ≈ 80–100 MPa esant 900 laipsnių), bet stabilus visame temperatūros diapazone.

Lydinys negali būti sukietintas -senstant - pridedant aliuminio / titano negamina, nes jame yra per mažai nikelio.

Incoloy 925 - Gama pirminis (') kritulių grūdinimas:

Žingsnis 1 - Tirpalo atkaitinimas 980–1040 laipsnių: taip ištirpinamos visos nuosėdos ir susidaro minkšta, tinkama naudoti struktūra (išeiga ≈ 300–350 MPa).

2 - veiksmas Greitas aušinimas (gesinimas vandeniu): apsaugo nuo nekontroliuojamų kritulių aušinimo metu.

3 - Žingsnis Sendinimas 620–675 laipsnių temperatūroje 4–8 valandas: šio etapo metu smulkios koherentinės Ni₃ (Al, Ti, Nb) dalelės nusėda tolygiai visoje matricoje.

Žingsnis 4 - Oro aušinimas: užsifiksuoja struktūroje.

Galutinė takumo riba: 550–860 MPa, priklausomai nuo tikslių senėjimo parametrų.

Praktinės besiūlių vamzdžių pasekmės:

Kritinis apribojimas:Jei Incoloy 925 besiūlis vamzdis naudojamas tirpalu -atkaitintas (be sendinimo), jo takumo riba yra tik 300–350 MPa -, tik šiek tiek didesnė nei 800 H. Visiškam atsparumui korozijai taip pat reikalinga pasenusi konstrukcija. Todėl 925 turi būti nurodytas kaip „senęs“ bet kokiai apkrovą{9}}laikančiai rūgštus paslaugų programai.

---

4. Kl.: Kokie yra specifiniai Incoloy 925 besiūlių vamzdžių suvirinimo iššūkiai ir kaip jie lyginami su Incoloy 800H suvirinimu?

A:
Šių dviejų lydinių suvirinimas kelia labai skirtingus iššūkius dėl skirtingų jų stiprinimo mechanizmų.

Suvirinimas Incoloy 800H:

Apskritai manomalengvai suvirinamasnaudojant GTAW (TIG), GMAW (MIG) arba SMAW (stick).

Rekomenduojami užpildai: ERNiCr-3 (Inconel 82) arba ERNiCrCoMo-1 (Inconel 617).

Išankstinis pašildymas nereikalingas. Perėjimo temperatūra Mažesnė arba lygi 150 laipsnių, kad būtų išvengta jautrumo.

Po-suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT) yranereikiadaugumai programų. Suvirinta konstrukcija išlaiko tinkamą valkšnumo stiprumą.

For highly restrained joints or thick sections (>25 mm), atkaitinimas po-suvirinimo tirpalo 1150 laipsnių + greitas aušinimas gali atkurti visą lankstumą, tačiau tai retai būna praktiška.

Pagrindinė rizika: jei aušinimas per lėtas, HAZ gali iškristi karbido nuosėdos, tačiau tai retai turi įtakos aptarnavimo našumui.

Suvirinimo Incoloy 925 - žymiai sudėtingesnis:

Šilumos{0}}paveiktos zonos (HAZ) minkštinimas:Sendinta struktūra ištirpsta kaitinant virš 650 laipsnių. Šalia suvirinimo siūlės esantis HAZ persensta arba visiškai ištirpsta, prarasdamas 30–50% savo stiprumo. Šios suminkštintos zonos negalima atkurti be viso po{5}}suvirinimo tirpalo ir senėjimo apdorojimo.

Rekomenduojama praktika:Suvirinkite 925tirpalas-atkaitintas(minkštas), tada atlikite pilną tirpalą + amžiaus apdorojimą po suvirinimo. Tai įmanoma tik parduotuvėje{2}}pagamintiems komponentams. Lauko suvirinimo siūlėms tai neįmanoma.

Alternatyva lauko suvirinimui:Suvirinti senos būklės, priimant suminkštintą HAZ. Projektuojant turi būti atsižvelgta į šį vietinio stiprumo sumažėjimą, paprastai padidinant sienelės storį arba naudojant mažesnį suvirintojo sujungimo įtempį.

Užpildo metalo pasirinkimas:Naudokite ERNiCrMo-3 (Inconel 625) arba ERNiCrMo-10 (Inconel 686). Šie didelio molibdeno užpildai palaiko atsparumą korozijai suvirintoje būsenoje. Atitinkamas 925 užpildas yra retai prieinamas.

Atsargumo priemonės:

Griežta tarplaidės temperatūros kontrolė (mažiau nei 150 laipsnių arba lygi)

Mažas šilumos įvedimas (Mažiau arba lygus 1,5 kJ/mm), kad būtų sumažintas HAZ plotis

Jokio išankstinio pašildymo

Senėjimas po-suvirinimo yra neveiksmingas, nes HAZ negalima pasirinktinai sendinti

Suvirinimas 925 prie anglinio plieno:Pridėkite galvaninės korozijos riziką. Pirmiausia naudokite ERNiCrMo-3 sviesto sluoksnį plieninėje pusėje.

NACE reikalavimas:Norint naudoti rūgštus, bet koks 925 suvirinimas turi būti patikrintas. HAZ ir suvirinimo metalo kietumas turi būti mažesnis arba lygus 35 HRC, kad būtų išvengta sulfido įtempių įtrūkimų.

Santrauka:800H galima suvirinti be ypatingų atsargumo priemonių daugeliui paslaugų. 925 reikalauja kruopštaus procedūros kvalifikavimo ir HAZ minkštinimo arba visiško po-suvirinimo terminio apdorojimo.

---

5. Kl.: Kuriuose konkrečiuose naftos ir dujų komponentuose Incoloy 925 besiūlis vamzdis yra įgaliotas per Incoloy 800H ir kokie nuosavybės reikalavimai lemia šį pasirinkimą?

A:
Šie du lydiniai naudojami ne{0}}persidengiančiai. „Incoloy 800H“ praktiškai niekada nenaudojamas gręžiant šlapias duobes, o „Incoloy 925“ yra standartinė medžiaga, skirta atšiaurioms gamybos aplinkoms.

Incoloy 925 besiūlis vamzdis skirtas:

Dujų gręžinių gręžiniai (HPHT - aukštas slėgis, aukšta temperatūra)

Sąlygos: H₂S dalinis slėgis > 0,01 MPa, CO₂ > 0,1 MPa, chloridai > 50 000 ppm, temperatūra 150–230 laipsnių.

NACE MR0175/ISO 15156 atitinka 925 reikalavimus, kad būtų galima naudoti iki 230 laipsnių, kai kietumas yra mažesnis arba lygus 35 HRC.

Minimalūs takumo ribos reikalavimai: paprastai 80–110 ksi (550–760 MPa), kad būtų išlaikytas vamzdžių stygos svoris ir atsparumas griūtims.

800H yraneatitinka NACE kvalifikacijosrūgščioms paslaugoms - jame nėra molibdeno ir vario, todėl jis yra jautrus įtrūkimams ir sulfidų įtempiams.

Poliruotos angos talpyklos (PBR) ir tankintuvo angos

Šie komponentai patiria dideles radialinio sandarinimo apkrovas ir ašinį įtempimą iš vamzdelių stygos.

Reikalinga takumo riba: paprastai didesnė arba lygi 110 ksi (760 MPa), kad būtų išlaikytas sandariklio vientisumas veikiant slėgio ciklams.

800H 240 MPa išeiga yra nepakankama 3–4 kartus.

Požeminiai apsauginiai vožtuvai (SSSV) ir dujų kėlimo įtvarai

Juose yra slankiojančių komponentų ir spyruoklių, kuriems reikalingas atsparumas smūgiams ir didelis takumo stiprumas.

925 senos būklės (110–125 ksi) užtikrina reikiamą kietumą ir atsparumą dilimui.

800H tulžis ir sugriebtų pakartotinai slystant.

Povandeninės srovės ir džemperiai rūgščioje tarnyboje

Kai temperatūra žemesnė nei 230 laipsnių, bet yra H₂S ir chloridų, 925 besiūliai vamzdžiai yra ekonomiška{2}}Inconel 718 alternatyva.

Įprastos markės: 925 (110 ksi) vidutiniam gyliui, 925 (125 ksi) giliavandeniam aukšto{4} slėgiui.

Kur Incoloy 800H naudojamas naftai ir dujoms?
Labai ribotas pritaikymas, apimantis aukštą temperatūrą ir sausą arba saldų aptarnavimą:

Krosnių vamzdžiai naftos perdirbimo vandenilio riforminguose (800 laipsnių ir daugiau)

Hidrokrekingo reaktoriaus vidaus dangos (450–500 laipsnių, bet ne H₂S)

Termoelementai ir prietaisų linijos proceso šildytuvuose, kurių temperatūra viršija 650 laipsnių

Etileno krekingo krosnies vamzdžiai (850–950 laipsnių)

Kritinės atrankos taisyklė:

Drėgnas aptarnavimas + H₂S + chloridai + temperatūra Mažiau arba lygi 230 laipsnių → Incoloy 925

Sausas aptarnavimas + temperatūra > 650 laipsnių → Incoloy 800H

Netinkamo lydinio parinkimas sukelia katastrofišką SSC gedimą (800 H rūgščiame šulinyje) arba greitą valkšnumo gedimą (925 krosnyje). Jų saugių eksploatacinių vokų nesutampa.