1. Kl.: Kas yra ASTM B407 UNS N08810 ir kodėl ši specifikacija yra labai svarbi slėginių indų reikmėms?
A:
ASTM B407 yra standartinė specifikacijabesiūliai nikelio{0}}geležies-chromo lydinio vamzdžiai ir vamzdeliai, konkrečiai apimantis UNS N08800, N08810 (800H) ir N08811 (800HT). Slėginių indų reikmėms UNS N08810 (Incoloy 800H) yra dažniausiai nurodyta klasė dėl optimizuoto atsparumo valkšnumui aukštesnėje temperatūroje.
Pagrindinės ASTM B407 savybės, skirtos slėginių indų aptarnavimui:
Gamyba:Vamzdis gaminamas karštuoju-apdirbimu (ekstruzijos arba rotacinio pradūrimo būdu), po to traukiant šaltuoju būdu, užtikrinant visiškai tankią, besiūlę struktūrą be suvirinimo siūlės. Tai pašalina suvirinimo sujungimo koeficientą (paprastai 0,85 suvirintam vamzdžiui), kurio reikalaujama pagal slėginių indų kodus.
Terminis apdorojimas:UNS nr. Dėl šio apdorojimo gaunama stambiagrūdė struktūra (minimalus ASTM Nr
Cheminė sudėtis (pagrindiniai slėginio indo konstrukcijos elementai):
| Elementas | UNS N08810 (800H) reikalavimas |
|---|---|
| Nikelis (Ni) | 30.0 – 35.0% |
| Chromas (Cr) | 19.0 – 23.0% |
| Anglis (C) | 0,05–0,10 % (kontroliuojamas diapazonas) |
| Aliuminis (Al) | 0.15 – 0.60% |
| Titanas (Ti) | 0.15 – 0.60% |
| Geležis (Fe) | Balansas |
Kodėl ASTM B407 yra labai svarbus slėginiams indams:
ASME kodo priėmimas:ASTM B407 UNS N08810 pripažintas ASME katilų ir slėginių indų kodekso II skyriuje (Medžiagos) ir VIII skyriuje (slėginiai indai). Code Case 2225 suteikia specifinius leistinus įtempius 800H aukštesnėje temperatūroje iki 900 laipsnių (1652 laipsnių F).
Besiūlė konstrukcija:Slėginių indų kodai reikalauja didesnių suvirintų vamzdžių saugos koeficientų (jungties efektyvumo koeficientas E=0.85 taškiniam RT, 1,0, kai RT 100 proc.). Besiūlis vamzdis pagal numatytuosius nustatymus turi E=1.0, todėl sienelės yra plonesnės ir kraujagyslės yra lengvesnės.
Valkšnumo stiprumas aukštoje temperatūroje:Skirtingai nuo standartinio nerūdijančio plieno, kuris praranda stiprumą virš 600 laipsnių, 800H palaiko naudingą valkšnumo stiprumą iki 900 laipsnių. Tai leidžia sukurti slėginį indą, skirtą naftos chemijos, vandenilio ir energijos gamybos reikmėms.
Atsekamumas:ASTM B407 reikalauja viso malūno sertifikavimo, įskaitant šilumos analizę, mechanines savybes ir grūdelių dydžio patikrinimą. Šis atsekamumas yra privalomas ASME slėginių indų štampavimui.
Palyginimas su kitomis slėginių indų specifikacijomis:
| Specifikacija | Produkto forma | ASME kodo dėklas | Tipiškas slėginio indo taikymas |
|---|---|---|---|
| ASTM B407 (800H) | Besiūlis vamzdis | 2225 kodo byla | Aukštos{0}}temperatūros korpusai, purkštukai, vamzdynai |
| ASTM B163 (800H) | Besiūlis vamzdis (mažo skersmens) | Nėra (šilumokaičio vamzdžiai) | Vamzdžių ryšuliai slėginiuose induose |
| ASTM B514 (800H) | Suvirintas vamzdis | Nėra (nėra leistinų padidintų temp.) | Ne{0}}slėgio arba žemo{1}}slėgio dalys |
| ASTM B408 (800H) | Juosta ir formos | Netaikoma | Flanšai, jungiamosios detalės, atramos |
Tipiški slėginių indų pritaikymai ASTM B407 UNS N08810:
| Laivo tipas | Aptarnavimo temperatūra | Spaudimas | Kritinis reikalavimas |
|---|---|---|---|
| Garo metano reformatoriaus (SMR) išleidimo kolektorius | 750–850 laipsnių | 15-35 barai | Valkšnumo stiprumas + atsparumas karbiuracijai |
| Etileno krekingo perdavimo linijos šilumokaičio (TLE) apvalkalas | 800-900 laipsnių | 5-10 barų | Terminis nuovargis + atsparumas oksidacijai |
| Aukštos{0}}temperatūros vandenilio reaktorius (metanacija) | 600-750 laipsnių | 50-100 barų | Aukštos{0}}temperatūrinės vandenilio atakos (HTHA) atsparumas |
| Amoniako reformatoriaus atliekų šilumos katilo korpusas | 700–850 laipsnių | 20-40 barų | Atsparumas nitridacijai + valkšnumo stiprumas |
Pagrindinis išsinešimas:Bet kokiam slėginiam indui, veikiančiam aukštesnėje nei 600 laipsnių temperatūroje, ASTM B407 UNS N08810 besiūlis vamzdis dažnai yra mažiausia priimtina medžiaga. Žemesnės-klasės medžiagoms (316H, 347H) trūksta valkšnumo, o aukštesnės klasės lydiniai (625, C-276) yra žymiai brangesni ir nereikalingi daugeliui paslaugų.
2. Kl.: Kaip ASME Code Case 2225 taikomas ASTM B407 UNS N08810 vamzdžiams, naudojamiems slėginiuose induose, ir kokius leistinus įtempius jis suteikia?
A:
ASME Code Case 2225 yra reglamentuojantis dokumentas, nustatantis leistinus projektinius įtempius Incoloy 800H (UNS N08810) ir 800HT (UNS N08811) ASME katilų ir slėginių indų kodekso konstrukcijoje. Be šio kodo dėklo dizaineriai negalėtų naudoti 800H I sekcijai (elektros katilai) arba VIII sekcijai (slėginiai indai) esant aukštesnei temperatūrai.
Ką numato Code Case 2225:
Leistini tempimo įtempiai800 H temperatūroje nuo 650 laipsnių iki 900 laipsnių (1200 laipsnių F iki 1650 laipsnių F).
Projektavimo kriterijairemiantis valkšnumo plyšimo stipriu (100 000 valandų vidurkis), kurio saugos koeficientas yra 3,5.
Suvirintų jungčių taisyklės(nors 800H paprastai naudojamas besiūlis).
Ribojanti temperatūra900 laipsnių (1652 laipsnių F) I skyriaus statybai.
Leidžiami įtempiai (S) pagal 2225 kodo atvejį, skirtą UNS N08810 (800H):
| Temperatūra ( laipsnis ) | Leidžiamas įtempis (MPa) | Temperatūra (F laipsnis) | Leidžiamas stresas (ksi) |
|---|---|---|---|
| 650 | 30.2 | 1200 | 4.38 |
| 700 | 21.4 | 1300 | 3.10 |
| 750 | 13.8 | 1400 | 2.00 |
| 800 | 8.6 | 1450 | 1.25 |
| 850 | 5.5 | 1500 | 0.80 |
| 900 | 3.5 | 1650 | 0.51 |
Palyginimui – 316H nerūdijantis plienas (be kodo korpuso virš 650 laipsnių):
| Temperatūra ( laipsnis ) | Leidžiamas 316 H (MPa) | Leidžiamas 800 H (MPa) |
|---|---|---|
| 650 | 24.1 (ribota) | 30.2 |
| 700 | Neleidžiama | 21.4 |
| 750 | Neleidžiama | 13.8 |
| 800 | Neleidžiama | 8.6 |
Praktinė reikšmė:Esant 750 laipsnių slėginiam indui, suprojektuotam su 316H, reikėtų 4x 800H sienelės storio (jei 316H būtų net leidžiama, o tai nėra). Daugeliui aukštos temperatūros{6}}slėginių indų 800 H yra ekonomiškas pasirinkimas.
Kaip naudoti leistinus įtempius slėginio indo konstrukcijoje:
Mažiausias būtinas cilindrinio apvalkalo sienelės storis esant vidiniam slėgiui:
t = (P × R) / (S × E – 0.6P)(ASME VIII skyrius, 1 skyrius, UG-27)
Kur:
t=mažiausias sienelės storis (mm)
P=projektinis slėgis (MPa)
R=vidinis spindulys (mm)
S=leistinas įtempis pagal 2225 kodo atvejį (MPa)
E=jungties efektyvumas (1,0 besiūliams vamzdžiams)
Skaičiavimo pavyzdys – SMR išleidimo kolektorius:
Projektinis slėgis: 25 barai=2.5 MPa
Vidinis spindulys: 150 mm (12″ NPS vamzdis, Sch 40, ID ≈ 303 mm, R=151.5 mm)
Temperatūra: 800 laipsnių → S=8.6 MPa (iš lentelės)
Jungties efektyvumas (besiūlis): E=1.0
t=(2,5 × 151,5) / (8,6 × 1,0–0,6 × 2,5)=378.75 / (8,6–1,5)=378.75 / 7.1=53.3 mm
Tai labai stora siena (maždaug 2 colių). Praktiškai dizaineriai:
Naudokite mažesnio skersmens vamzdį (vietoj vieno didelio kolektoriaus kelis mažesnius purkštukus)
Sumažinkite projektinį slėgį (naudokite slėgio sumažinimą, kad apribotumėte maksimalų slėgį)
Apsvarstykite 800HT (didesnis leistinas įtempis) šiai temperatūrai
Kodo atvejo apribojimai ir sąlygos:
| Būklė | Reikalavimas |
|---|---|
| Maksimali temperatūra | 900 laipsnių (1652 laipsnių F) I sekcijai; 815 laipsnių (1500 laipsnių F) VIII skyriuje, Div. 1 |
| Medžiagos sertifikavimas | Turi atitikti ASTM B407 su papildomu reikalavimu S1 (grūdelių dydis) |
| Terminis apdorojimas | Tirpalas atkaitintas 1150–1200 laipsnių temperatūroje, greitai atvėsinamas |
| Suvirinimas | Jei suvirinta, jungties efektyvumas pagal UW-12 (paprastai reikia 100 % RT) |
| Šliaužianti{0}}nuovargio sąveika | Reikia atsižvelgti į ciklinį aptarnavimą (Kodo dėklas neapima nuovargio) |
ASME antspaudavimui reikalingi dokumentai:
Malūno sertifikatas, rodantis atitiktį ASTM B407 ir Code Case 2225
Grūdelių dydžio patikrinimas (minimalus ASTM Nr.{0}} pagal ASTM E112)
terminio apdorojimo įrašai (laikas, temperatūra, aušinimo greitis)
Kiekvieno vamzdžio PMI (teigiamas medžiagos identifikavimas).
NDE ataskaitos (jei taikoma, RT, UT, PT)
Atnaujinimo būsena:Code Case 2225 ASME reguliariai atnaujina (paprastai kas 3 metus). Dizaineriai visada turėtų patikrinti naujausią ASME katilų ir slėginių indų kodekso leidimą, kad būtų nustatyti esami leistini įtempiai ir bet kokios pataisos.
3. Kl.: Kokias mechanines savybes turi atitikti ASTM B407 UNS N08810 vamzdis, kad būtų galima naudoti slėginį indą, ir kaip šios savybės keičiasi esant aukštesnei temperatūrai?
A:
Slėginių indų aptarnavimui ASTM B407 nurodo minimalias{1}} kambario temperatūros mechanines savybes. Tačiau slėginių indų projektuotojams kodo skaičiavimams reikia ir padidintos{3}}temperatūros savybių.
Kambario-temperatūros mechaninės savybės pagal ASTM B407 (800H):
| Turtas | Reikalavimas |
|---|---|
| Tempiamasis stipris (UTS) | mažiausiai 515 MPa (74,7 ksi). |
| Išeiga (0,2 % poslinkis, YS) | mažiausiai 205 MPa (29,7 ksi). |
| Pailgėjimas (4D) | 30% mažiausiai |
| Kietumas | Nenurodytas maksimalus (paprastai mažesnis arba lygus 90 HRB) |
Tipiškos faktinės savybės (gerokai viršijančios minimalias):
| Turtas | Tipinė vertė |
|---|---|
| Tempimo stiprumas | 580–650 MPa |
| Derlumo stiprumas | 240–280 MPa |
| Pailgėjimas | 35–45% |
| Ploto sumažinimas | 50–65% |
Padidintos{0}}temperatūros mechaninės savybės (įprastos, o ne kodo minimumai):
| Temperatūra ( laipsnis ) | Išeigos stiprumas (MPa) | Tempiamasis stipris (MPa) | Elastinis modulis (GPa) |
|---|---|---|---|
| 21 (kambaris) | 240–280 | 580–650 | 196 |
| 200 | 190–230 | 530–600 | 185 |
| 400 | 170–210 | 510–570 | 170 |
| 500 | 160–200 | 480–540 | 160 |
| 600 | 150–190 | 400–480 | 150 |
| 650 | 140–180 | 350–430 | 145 |
| 700 | 120–160 | 280–360 | 140 |
| 750 | 90–130 | 220–300 | 135 |
| 800 | 60–100 | 160–240 | 130 |
Pastaba:Tai tipinės vertybės. Slėginio indo konstrukcijai,visada naudokite ASME Code Case 2225 leistinus įtempius, nebūdingos takumo vertės. Kodo atveju taikomas saugos koeficientas 3,5 valkšnumo plyšimo stiprumui, kuris yra daug mažesnis nei takumo riba aukštesnėje temperatūroje.
Valkšnumo savybės (kritinės slėgio indo konstrukcijai virš 600 laipsnių):
| Temperatūra ( laipsnis ) | Stresas 1 % šliaužimui per 10 000 val. (MPa) | Įtempis plyšimui per 100 000 val. (MPa) |
|---|---|---|
| 600 | 90 | 65 |
| 650 | 55 | 40 |
| 700 | 32 | 24 |
| 750 | 18 | 14 |
| 800 | 11 | 8.5 |
| 850 | 7 | 5.5 |
| 900 | 4.5 | 3.5 |
2225 kodo atvejo leistini įtempiai gaunami iš 100 000 valandų trūkimo stiprumo, padalijus iš 3,5:
S=(plyšimo stiprumas esant 100 000 val.) / 3,5
750 laipsnių: plyšimo stiprumas ≈ 14 MPa → S=14 / 3.5=4.0 MPa?
Tačiau Code Case rodo 13,8 MPa esant 750 laipsnių kampui. Šis neatitikimas egzistuoja, nes Code Case naudojavidutinisplyšimo stiprumas (ne minimalus) ir apima temperatūros reguliavimą. Visada naudokite paskelbtas Code Case vertes.
Tvirtumas ir lankstumas aukštoje temperatūroje:
| Turtas | 21 laipsnis | 650 laipsnių | 800 laipsnių |
|---|---|---|---|
| Charpy V{0}}įpjovos smūgis (J) | 150–200 | Nereikalaujama | Nereikalaujama |
| pailgėjimas (%) | 40 | 35 | 30 |
| Ploto sumažinimas (%) | 60 | 55 | 50 |
800H išlaiko puikų lankstumą net 800 laipsnių kampu, o tai būtina slėginiams indams, kurie patiria terminį ciklą. Skirtingai nuo kai kurių lydinių, kurie tampa trapūs po ilgo -senėjimo (pvz., nerūdijančio plieno sigma fazė), 800H išlieka plastiškas dėl savo stabilios austenitinės struktūros.
Slėginio indo sertifikavimo bandymo reikalavimai:
| Testas | ASTM metodas | Dažnis | Priėmimas |
|---|---|---|---|
| Įtampa (RT) | E8 | Už šilumą / partiją | 515 MPa UTS, 205 MPa YS min |
| Įtampa (padidėjusi temperatūra) | E21 | Kai nurodyta | Pagal dizaino reikalavimus |
| Kietumas | E18 | Už šilumą | Nėra konkretaus maksimalaus (tik įrašas) |
| Grūdelių dydis | E112 | Už šilumą | ASTM Nr.{0}} arba grubesnis |
| Išlyginimas | B407 | Kiekvienas vamzdis | Jokio įtrūkimo |
| Hidrostatinis | B407 | Kiekvienas vamzdis | Nėra nuotėkio |
Praktinė reikšmė slėginių indų projektuotojams:
Naudokite kambario{0}}mažiausios temperatūros savybesšalto vandens bandymo skaičiavimams (paprastai 1,5 × projektinis slėgis, esant 1,3 × leistinam įtempimui).
Naudokite Code Case 2225 leistinus įtempiusprojektuojant aukštesnėje temperatūroje – nenaudokite tipinių takumo ribų.
Apsvarstykite šliaužiančią{0}}nuovargio sąveikąjei laivas patiria terminį ciklą. Code Case nepateikia duomenų apie nuovargį; pasitarkite su NIMS (Nacionalinis medžiagų mokslo institutas) 800H nuovargio duomenis.
Nurodykite papildomą reikalavimą S1(grūdelių dydžio patikra) užsakant ASTM B407 vamzdį slėginiams indams.
4. Kl.: Kokie suvirinimo ir po{1}}suvirinimo terminio apdorojimo (PWHT) reikalavimai taikomi ASTM B407 UNS N08810 vamzdžiui, kai naudojamas slėginių indų gamyboje?
A:
ASTM B407 UNS N08810 vamzdžio, skirto slėginiams indams, suvirinimas turi atitikti ASME IX skyrių (Suvirinimo ir litavimo kvalifikacija) ir konkrečius slėginio indo kodekso reikalavimus (VIII skyrius arba I skyrius).
Patvirtinti 800H slėginių indų suvirinimo procesai:
| Procesas | AWS žymėjimas | Tipiškas taikymas |
|---|---|---|
| GTAW (TIG) | GTAW | Šaknis, plona sienelė (< 6 mm) |
| GMAW (MIG) | GMAW | Užpildymas ir dangtelis praeina, storos sienos |
| SMAW (lazda) | SMAW | Lauko suvirinimas, remontas |
| Pjūklas (panardintas lankas) | Pjūklas | Heavy wall (>12 mm), parduotuvės gamyba |
Užpildo metalo rekomendacijos 800H:
| Užpildas Metalas | AWS klasifikacija | Kada naudoti |
|---|---|---|
| ERNiCr-3 | A5.14 („Inconel 82“) | Dažniausias – bendras slėginių indų suvirinimas |
| ERNiCrCoMo-1 | A5.14 („Inconel 617“) | Aptarnavimas virš 850 laipsnių (didesnis valkšnumo stiprumas) |
| ENiCrFe-2 | A5.11 (stiklinis elektrodas) | SMAW ERNiCr-3 atitikmuo |
| ERNiFeCr-2 | A5.14 (atitinka 800H) | Kai kompozicijos atitiktis yra kritinė (retai) |
Kodėl pirmenybė teikiama ERNiCr-3 (Inconel 82):
Didelis nikelio kiekis (70%+)– Užtikrina lankstumą ir atitinka 800H šiluminį plėtimąsi.
niobio (Nb) pridėjimas (2–3 %)– Apsaugo nuo karšto įtrūkimo kietėjimo metu.
Geras stiprumas aukštoje{0}}temperatūroje– Valkšnumo stiprumas suderinamas su 800H netauriuoju metalu.
Lengvai prieinamas– Standartinis užpildas nikelio lydinio suvirinimui.
Suvirinimo procedūros reikalavimai (pagal ASME IX skyrių):
| Parametras | Reikalavimas |
|---|---|
| Įkaitinkite | Nereikalaujama (bet mažiausiai 15–20 laipsnių, kad pašalintų drėgmę) |
| Interpass temperatūra | Maksimali arba mažesnė nei 150 laipsnių (300 laipsnių F). |
| Šilumos įvedimas | Mažiau arba lygus 1,5 kJ/mm (įprasta) |
| Apsauginės dujos (GTAW) | 100 % argono (arba Ar + 25 % He storesnėms sekcijoms) |
| Atgal-valymas | Reikalingas šaknies pratekėjimui (argonas, 10–15 l/min.) |
| Suvirinimo padėtis | Visos pareigos (su kvalifikuota procedūra) |
Po{0}}suvirinimo terminio apdorojimo (PWHT) reikalavimai:
Slėginių indų aptarnavimui PWHT 800H yrapaprastai NEreikiapagal ASME kodą, jei:
Netaurieji metalai yra atkaitinti tirpalu{0}}(kaip-tiekiama).
Užpildo metalas yra ERNiCr-3 arba lygiavertis.
Eksploatavimo temperatūra yra žemesnė už jautrinimo diapazoną (nesusirūpinkite dėl tarpkristalinės korozijos, kai eksploatuojama aukštoje{0}}temperatūroje.
Kai PWHT reikalinga arba naudinga:
| Situacija | PWHT reikalavimas | PWHT procedūra |
|---|---|---|
| Thick wall (>25 mm) su dideliu suvaržymu | Rekomenduojamas (kad būtų sumažintas liekamasis įtempis) | 900–950 laipsnių 1 val. / colyje, lėtai vėsinkite |
| Aptarnavimas su terminiu dviračiu (nerimas dėl nuovargio) | Rekomenduojamas (siekiant pagerinti lankstumą) | 900–950 laipsnių 1 val., oras vėsus |
| Indas bus atkaitintas tirpalu po suvirinimo (pvz., sudėtingo surinkimo ceche gamyba) | Būtina (bendro terminio apdorojimo dalis) | Visiškas tirpalo atkaitinimas: 1150–1200 laipsnių + greitas aušinimas |
| Standartinis slėgio indas (be specialių sąlygų) | Nereikalaujama | – |
Svarbu:Jei PWHT atliekama 550–750 laipsnių (1022–1382 laipsnių F) diapazone, palaikymo laikas turi būti apribotas, kad karbidas nesusirupėtų. Rekomenduojamas PWHT diapazonas 800H streso mažinimui yra900–950 laipsnių (1652–1742 laipsniai F)– aukštesnė už jautrinimo diapazoną, bet žemesnė už tirpalo atkaitinimo temperatūrą.
Suvirintojo kvalifikacijos reikalavimai (pagal ASME IX skyrių):
Slėginių indų gamybai reikalinga tokia kvalifikacija:
| Kvalifikacija | Bandymo metodas | Priėmimas |
|---|---|---|
| Procedūros kvalifikacijos įrašas (PQR) | Įtempimas, lenkimas, kietumas | 515 MPa UTS min, 180 laipsnių lenkimas be įtrūkimų |
| Suvirintojo kvalifikacija (WPQ) | Rentgeno tyrimas arba lenkimo testas | IX skyriuje nėra defektų |
| Kietumo tyrimas | Skersinis suvirinimas, HAZ, netaurieji metalai | Mažiau arba lygus 15 % skirtumo nuo netauriųjų metalų |
Slėginių indų suvirinimo siūlių tikrinimo ir NDE reikalavimai:
| NDE metodas | ASME nuoroda | Apimtis | Priėmimas |
|---|---|---|---|
| Vizualinis (VT) | V skirsnio 9 straipsnis | 100% | Nėra įtrūkimų, įpjovimas Mažesnis arba lygus 1 mm |
| Radiografija (RT) | V skirsnio 2 straipsnis | Pagal UW-51 (visa A ir B kategorijų jungtims) | Nėra įtrūkimų, nėra nepilno susiliejimo / prasiskverbimo |
| Dažų skvarba (PT) | V skirsnio 6 straipsnis | 100% tvirtinimo siūlių | Nėra linijinių indikacijų |
| Ultragarsinis (UT) | V skirsnio 4 straipsnis | Kai RT nėra praktiška | Pagal kodą |
Dažni suvirinimo defektai ir prevencija 800H:
| Defektas | Priežastis | Prevencija |
|---|---|---|
| Karštas įtrūkimas (suvirinimo vidurio linija) | Didelis šilumos tiekimas + suvaržymas | Naudokite ERNiCr-3 (Nb apsaugo nuo įtrūkimų); kontroliuoti tarptakų temperatūrą |
| Poringumas | Nepakankamas ekranavimas; purvinas netauriųjų metalų | Atgal-valymas; švarus suvirinimo plotas; sausas užpildas metalas |
| Susiliejimo trūkumas | Mažas šilumos tiekimas; neteisinga technika | Kvalifikuota procedūra; tinkamas važiavimo greitis |
| Sumažintas | Per didelė srovė; neteisingas elektrodo kampas | Sumažinti srovę; išlaikyti 15 laipsnių judėjimo kampą |
| Kraterio įtrūkimai | Staigus nutraukimas | Naudokite kraterio užpildymo ciklą; išmalkite kraterius |
ASME slėginių indų štampavimui reikalingi dokumentai:
Suvirinimo procedūros specifikacija (WPS) ir PQR
Suvirintojo kvalifikacija (WPQ)
NDE ataskaitos (RT filmas, PT žurnalai, UT ataskaitos)
PWHT įrašai (laiko{0}}temperatūros diagramos, jei atliekamos)
Kietumo tyrimo ataskaitos
Pagrindiniai slėginių indų gamintojų pasiūlymai:
ASTM B407 UNS N08810 vamzdis yra suvirinamas naudojant standartinius nikelio {2}lydinio metodus. Daugeliui slėginių indų PWHT nereikia, todėl taupomas laikas ir sąnaudos. Tačiau storoms sienoms ar cikliniam aptarnavimui rekomenduojamas įtempių mažinimas 900–950 laipsnių kampu. Visada kvalifikuokite suvirinimo procedūrą pagal ASME IX skyrių ir laikykitės specialių taikomo slėginio indo kodekso reikalavimų (VIII skyrius arba I skyrius).
5. Kl.: Kuriuose konkrečiuose slėginių indų įrenginiuose yra privalomas ASTM B407 UNS N08810 vamzdis ir kokių įprastų gedimų režimų reikia vengti?
A:
ASTM B407 UNS N08810 (Incoloy 800H) yra skirtas slėginiams indams, kurių temperatūra ir slėgis viršija standartinio nerūdijančio plieno galimybes, tačiau kai superlydiniai (lydinys 625, C-276) yra be reikalo brangūs.
Privalomas slėginių indų pritaikymas:
1. Garo metano reformatoriaus (SMR) išleidimo kolektoriai
| Parametras | Vertė |
|---|---|
| Temperatūra | 750–850 laipsnių |
| Spaudimas | 15-35 barai |
| Atmosfera | H₂, CO, CO₂, H₂O, CH4 |
| Kritinio gedimo režimas | Šliaužimo plyšimas, karburizacija |
Kodėl 800H yra privalomas:316H ir 347H yra nepakankamas valkšnumo stiprumas virš 700 laipsnių. Lietojo HK-40 (25Cr-20Ni) lankstumas yra mažesnis ir jį sunku suvirinti. 800H užtikrina optimalų valkšnumo stiprumo, suvirinamumo ir atsparumo karbiuracijai derinį.
2. Etileno krekingo perdavimo linijos keitiklio (TLE) apvalkalai
| Parametras | Vertė |
|---|---|
| Temperatūra | 800–900 laipsnių (dujų įleidimo anga) |
| Spaudimas | 5-10 barų |
| Atmosfera | Angliavandeniliai (C₂–C4), H₂, garai |
| Kritinio gedimo režimas | Terminis nuovargis, oksidacinis pleiskanojimas |
Kodėl 800H yra privalomas:Koksavimo ciklų metu TLE patiria greitus temperatūros pokyčius (kas 1–3 mėnesius). 800Dėl H šiurkščiavilnių grūdelių struktūros ir didelio plastiškumo užtikrinamas puikus atsparumas šiluminiam nuovargiui. 800HT kartais nurodoma karščiausioms sekcijoms.
3. Aukštos{1}}temperatūros vandenilio reaktoriai (metanavimo, hidrokrekingo pirminiai šildytuvai)
| Parametras | Vertė |
|---|---|
| Temperatūra | 600-750 laipsnių |
| Spaudimas | 50-150 barų |
| Atmosfera | H₂, H2S, angliavandeniliai |
| Kritinio gedimo režimas | Aukštos{0}}temperatūros vandenilio ataka (HTHA), šliaužimas |
Kodėl 800H yra privalomas:Anglinis plienas ir mažai-legiruotas plienas (Cr-Mo) yra jautrūs HTHA virš 500 laipsnių . 800H atsparus vandenilio poveikiui dėl savo stabilių karbidų (stabilizuotų titano-). Besiūlė konstrukcija (ASTM B407) reikalinga aukšto slėgio{7}}servisui.
4. Amoniako reformatoriaus atliekų šilumos katilų korpusai
| Parametras | Vertė |
|---|---|
| Temperatūra | 700–850 laipsnių (dujų pusė) |
| Spaudimas | 20-40 barų |
| Atmosfera | H2, N2, NH3, H2O |
| Kritinio gedimo režimas | Nitridavimas (trapių chromo nitridų susidarymas) |
Kodėl 800H yra privalomas:Didelis nikelio kiekis (30–35%) apsaugo nuo nitridavimo. Standartinis nerūdijantis plienas (310H) prie grūdelių ribos sudaro Cr₂N nitridus, kurie tampa trapūs per 2–3 metus . 800H įrodė 10+ metus.
5. Metanolio sintezės kilpos pirminio šildytuvo korpusai
| Parametras | Vertė |
|---|---|
| Temperatūra | 550–650 laipsnių |
| Spaudimas | 50-100 barų |
| Atmosfera | H₂, CO, CO₂, CH₂3OH |
| Kritinio gedimo režimas | Šliaužimas, CO ataka (karbonizacija) |
Kodėl 800H yra privalomas:Aukštam slėgiui reikalinga vientisa konstrukcija (ASTM B407). 800H užtikrina pakankamą valkšnumo stiprumą 600 laipsnių kampu, tuo pačiu atsparus anglies susidarymui dėl CO- gausių dujų.
Dažni gedimų būdai ir prevencijos strategijos:
1 gedimo režimas: šliaužimo plyšimas (išsipūtimas)
| Priežastis | Prevencija |
|---|---|
| Darbinė temperatūra viršija projektinę | Įdiegti temperatūros stebėjimą; sumažinti šaudymą |
| Slėgio šuoliai (susijusios sąlygos) | Tinkamo dydžio slėgio mažinimo vožtuvai |
| Karbido grubinimas po ilgos eksploatacijos (50,000+ val.) | Gyvenimo įvertinimas (replikacija, kietumas); apsvarstykite galimybę pakeisti 800HT |
| Nepakankamas sienelės storis tikrosioms sąlygoms | Perskaičiuokite naudodami faktinius veikimo duomenis |
Patikrinimo būdas:Matmenų matavimas (OD išsipūtimas), sienelės storis ultragarsu, replikacija kavitacijai.
2 gedimo režimas: anglies susidarymo trapumas
| Priežastis | Prevencija |
|---|---|
| Anglies patekimas iš krosnies atmosferos | Palaikyti oksidacines sąlygas (garų perteklius) |
| Pažeistos oksido apnašos (atskilimas šiluminių ciklų metu) | Valdykite paleidimo{0}}/išjungimo greitį; vengti greito aušinimo |
| Mažas chromo kiekis paviršiuje (ne{0}}marinuotas vamzdis) | Nurodykite marinuotą ir pasyvuotą paviršių |
| Tiesioginis liepsnos smūgis | Tinkamas degiklio sureguliavimas; liepsnos skydai |
Patikrinimo būdas:Anglies analizė (gręžimo drožlės), magnetinis pralaidumas (karbonizuotas 800H tampa magnetinis), sūkurinė srovė.
3 gedimo režimas: terminis nuovargis įtrūkimai
| Priežastis | Prevencija |
|---|---|
| Dažni paleidimai{0}}/išjungimai | Jei įmanoma, sumažinkite ciklo dažnį |
| Rapid temperature changes (>50 laipsnių / min) | Valdykite šildymo/vėsinimo greitį |
| Streso koncentracija (suvirinti pirštai, aštrūs kampai) | Sklandūs perėjimai; šlifavimo suvirinimo armatūra |
| Trapumas dėl ilgalaikio-senėjimo | Apsvarstykite 800HT cikliniam aptarnavimui |
Patikrinimo būdas:Suvirinimo siūlių ir įtempių koncentracijos taškų įsiskverbimo medžiaga (PT); netauriųjų metalų replikacija.
4 gedimo režimas: aukšta{1}}temperatūros vandenilio ataka (HTHA)
| Priežastis | Prevencija |
|---|---|
| Temperatūra virš Nelsono kreivės 800 H | Patikrinkite darbinę temperatūrą |
| Vandenilio dalinis slėgis viršija projektinį | Stebėkite H₂ koncentraciją |
| Dekarbonizacija (karbidų praradimas) | Nebūdinga 800H (titano -stabilizuota) |
Patikrinimo būdas:Ultragarsiniai užpakalinės sienelės aido pokyčiai (dekarburizacija), replikacija (metano įtrūkimai).
5 gedimo režimas: nitridavimas (amoniako paslauga)
| Priežastis | Prevencija |
|---|---|
| Aukštas azoto dalinis slėgis + aukšta temperatūra | Įgimta amoniako naudojimo rizika |
| Mažas nikelio kiekis (netinkamas lydinys) | Patikrinti medžiagą (800 H ir . 310H) |
| Oksido nuosėdų pažeidimas | Venkite sumažinti sąlygų |
Patikrinimo būdas:Kietumo bandymas (nitriduotas paviršius tampa labai kietas > 40 HRC), metalografija (spygliuotos -Cr₂N nuosėdos).
Gyvenimo įvertinimas ir likusio gyvenimo apskaičiavimas:
Slėginių indų eksploatavimo laikas gali būti apskaičiuotas naudojant:
Larsen-Milerio parametro (LMP) metodas:
LMP=T (C + log t) × 10⁻³
Kur:
T=absoliuti temperatūra (K)
C=konstanta (20 800H)
t=laikas iki plyšimo (valandos)
Pavyzdys:Laivas veikė 780 laipsnių (1053 K) temperatūroje 60 000 valandų.
LMP=1053 × (20 + log 60 000) × 10⁻³=1053 × (20 + 4.78) × 10⁻³=1053 × 24,78 × 10⁻³=26.1
Pagal pagrindinę 800H plyšimo kreivę LMP=26.1 atitinka plyšimą maždaug po 80 000 valandų.
Likęs gyvavimo laikas=80 000–60 000=20 000 valandų(apie 2,3 metų).
Slėginių indų, naudojamų valkšniniu režimu, tikrinimo intervalai:
| Aptarnavimo būklė | Rekomenduojamas apžiūros intervalas | Metodas |
|---|---|---|
| Naujas laivas, projektavimo sąlygos | 5 metai | Vizualinis, suvirinimo siūlių PT, UT sienelės storis |
| Po 50% projektinio naudojimo laiko | 3 metai | Pridėti replikaciją (netauriųjų metalų ir suvirinimo siūlių) |
| Po 75% projektinio gyvenimo | 1-2 metai | Pridėkite kietumo tyrimą, išsamią replikaciją |
| Artėjant gyvenimo pabaigai | Nuolatinis stebėjimas | Temperatūros ir slėgio duomenų registravimas |
Paskutinė rekomendacija slėginių indų savininkams / operatoriams:
Nurodykite ASTM B407 UNS N08810 (800H)bet kokiam slėginiam indui, veikiančiam aukštesnėje nei 600 laipsnių temperatūroje, naudojant vandenilį, angliavandenilį ar amoniaką.
Reikalauti ASME Code Case 2225 atitiktiesir grūdelių dydžio patvirtinimas (minimalus ASTM Nr.{0}}).
Įgyvendinti gyvenimo vertinimo programąlaivams, kurių projektinis eksploatavimo laikas artėja prie 50 %.
Apsvarstykite galimybę atnaujinti į 800HT for replacement vessels in the hottest service (>800 laipsnių).
Niekada nekeiskite suvirintų vamzdžių (ASTM B514)besiūliams (ASTM B407) slėginių indų korpusuose arba purkštukuose – suvirinimo jungties koeficientas (E=0.85) reikalauja storesnių sienų, o valkšnumo stiprumas yra mažesnis.
