įprastus marinuoto ASTM B514 Incoloy 800H vamzdžio defektus

1. Kl.: Kas yra ASTM B514 ir kaip jis taikomas Incoloy 800H lydinio marinuotam vamzdžiui?

A:
ASTM B514 yra standartinė specifikacijasuvirintas nikelio-geležies-chromo lydinio vamzdis, konkrečiai apimantis UNS N08800, N08810 (800H) ir N08811 (800HT). „Incoloy 800H“ ši specifikacija apibrėžia išilgai suvirintų vamzdžių, pagamintų iš šaltai valcuotų juostų ar lakštų, reikalavimus.

Pagrindinės ASTM B514 savybės, skirtos 800H vamzdžiui:

Gamyba:Vamzdis formuojamas iš šaltai-valcuotos juostos į cilindro formą, tada išilgai suvirinamas naudojant lankinį dujinį volframo suvirinimą (GTAW), dujinį metalinį lankinį suvirinimą (GMAW) arba plazminį lankinį suvirinimą (PAW). Suvirinimas gali būti autogeninis (be užpildo) arba su atitinkamu užpildu.

Dydžių diapazonas:Paprastai galima įsigyti nuo ½″ NPS iki 24″ NPS (vardinis skersmuo nuo 12,7 mm iki 610 mm), sienelių storis nuo 5S iki 80S.

Terminis apdorojimas:800H klasės vamzdis turi būti atkaitintas tirpale po suvirinimo 1150–1200 laipsnių (2100–2190 laipsnių F), o po to greitai atvėsinamas. Šis apdorojimas ištirpina karbidus karščio paveiktoje zonoje (HAZ) ir netauriajame metale pasiekiama reikiama stambiagrūdė struktūra (ASTM Nr.. 5).

Ką reiškia „marinuota pypkė“?

Marinavimas yra cheminis paviršiaus apdorojimas, naudojant rūgšties tirpalą (paprastai azoto rūgšties ir vandenilio fluorido mišinį), siekiant pašalinti:

Atkaitinant tirpalą susidaro aukštos{0}}temperatūros skalė (oksidai).

Paviršiaus teršalai (geležies dalelės, nešvarumai, riebalai)

Suvirinimo siūlės spalvos pakitimas (karštas atspalvis)

ASTM B{0}}H vamzdžių ėsdinimas dažnai nurodomas po atkaitinimo tirpalu, kad būtų gautas švarus, pasyvus paviršius. Marinavimo procesas:

Pašalina chromo -neturintį sluoksnį po apnašomis ir atkuria visišką atsparumą korozijai.

Sukuria vienodą, matinę metalo apdailą, kuri leidžia lengvai apžiūrėti.

Pašalina geležies užteršimą (dėl naudojimo ar įrankių), kuris gali sukelti duobių atsiradimą.

Kodėl marinavimas yra svarbus 800H:

Standartinės ASTM B{0}}H vamzdžių ėsdinimo specifikacijos:

Suvirintų vamzdžių ėsdinimo apribojimai:

Marinuojant nepašalinami požeminiai defektai (šlakų intarpai, susiliejimo trūkumas).

Per{0}}sūdymas (per ilgesnis laikas arba rūgšties koncentracija) gali sukelti tarpgranulinį poveikį, ypač suvirinimo HAZ.

Marinavimo tirpalas turi būti kruopščiai nuplaunamas; rūgšties likučiai gali sukelti duobių atsiradimą.

Esant kritinei aukštai{0}}temperatūrai, ASTM B514 marinuotas vamzdis paprastai užsakomas su papildomu reikalavimu: „tirpalas atkaitintas, marinuotas ir pasyvintas, 100 % rentgenograma“.

2. Kl.: Kodėl ASTM B514 Incoloy 800H suvirintų vamzdžių, naudojamų aukštos-temperatūros naftos chemijos paslaugoms, ėsdinimas yra būtinas?

A:
Aukštos{0}}temperatūros naftos chemijos paslaugose -, pvz., garo metano riformingo (SMR), etileno krekingo ir amoniako riformingo perdavimo linijose -, vamzdžio paviršiaus būklė tiesiogiai veikia tarnavimo laiką. Marinavimas nėra tik kosmetinis; tai svarbus paviršiaus inžinerijos žingsnis.

Ne{0}}sūdyto (suvirinto arba -atkaitinto) vamzdžio problema:

Kai ASTM B514 800H vamzdis tirpale atkaitinamas 1150–1200 laipsnių temperatūroje, ant visų paviršių susidaro stora, daugiasluoksnė oksido apnaša. Šią skalę sudaro:

Išorinis sluoksnis: daug geležies- oksidų (Fe₂O₃, Fe₃O₄) - laisvas, neapsaugantis{2}}

Tarpinis sluoksnis: chromo-daug oksidų (Cr₂O₃) -, apsaugantis, bet trapus

Vidinis sluoksnis: chromo -neturintis lydinys (metalo, kurio Cr kiekis sumažintas nuo 20 % iki < 5 %)

Jei ši skalė paliekama vietoje, kyla keletas problemų:

1. Sumažintas atsparumas karbiuracijai:
Chromo-sumažėjusiame sluoksnyje, esančiame po apnašomis, nepakanka chromo, kad eksploatacijos metu susidarytų apsauginė Cr₂O₃ nuosėda. Anglis iš krosnies atmosferos pasklinda į šį išeikvotą sluoksnį, sudarydama vidinius chromo karbidus. Tai pagreitina angliavandenių susidarymą ir trapumą.

2. Atskilimas ir pagreitinta oksidacija:
Storos, trapios apnašos išsiskleidžia šiluminio ciklo metu (paleidimas{0}}/išjungimas). Kiekvienas atskilimo įvykis pašalina nedidelį kiekį metalo. Per 5–10 metų metalo nuostoliai gali būti 0,5–2,0 mm -, reikšmingi plonasienių vamzdžių- (įprasta sienelė 4–8 mm) atveju.

3. Suvirinimo siūlės ataka:
Suvirinimo siūlė HAZ jau yra mikrostruktūriškai jautri sritis. Jei suvirinimo vietoje lieka apnašų, ji tampa tinkamiausia anglies susidarymo ir šliaužimo įtrūkimų pradžios vieta.

4. Geležies užterštumas:
Tvarkymas ir gamyba (pjovimas, nuožulnumas) gali įterpti į svarstykles geležies daleles. Aukštoje temperatūroje šios geležies dalelės sukelia vietinį tirpimą arba pagreitina oksidaciją („geležies dėmės“).

800H suvirintų vamzdžių ėsdinimo privalumai:

Lauko patirties pavyzdys:

Naftos chemijos gamykla eksploatavo dvi lygiagrečias SMR perdavimo linijas - viena su marinuotu 800H suvirintu vamzdžiu, kita su ne Po 5 metų:

Ne{0}}marinuotas vamzdis buvo pakeistas kito apsisukimo metu; marinuotas vamzdis liko eksploatuoti.

Marinavimas prieš mechaninį valymą (šlifavimas, valymas vieliniu šepečiu):

Išvada:ASTM B{0}}H vamzdžio, skirto naudoti aukštesnėje nei 600 laipsnių temperatūroje, ėsdinimas po atkaitinimo tirpalu nėra neprivalomas -, tai būtina norint pasiekti projektinį tarnavimo laiką. Pirkimo specifikacijose turėtų būti aiškiai reikalaujama, kad tirpalas atkaitintas, marinuotas ir pasyvintas pagal ASTM A380.

3. Kl.: Kokie yra esminiai ėsdinimo reikalavimų skirtumai tarp ASTM B514 suvirintų vamzdžių ir besiūlių vamzdžių (ASTM B407), skirtų Incoloy 800H?

A:
Nors ir suvirintų, ir besiūlių Incoloy 800H vamzdžių ėsdinimas naudingas, reikalavimai ir iššūkiai skiriasi dėl skirtingų gamybos būdų ir mikrostruktūrų.

Paviršiaus sąlygų palyginimas prieš marinavimą:

Suvirintų vamzdžių ėsdinimo reikalavimai (ASTM B514):

Suvirinimo siūlės vietai reikia ypatingo dėmesio:
Suvirinimo siūlės ir greta esančios HAZ oksido struktūra skiriasi nuo netauriojo metalo. Šilumos atspalvis (zona, kurioje nėra chromo{1}}) gali išsiplėsti 5–10 mm abiejose suvirinimo siūlės pusėse. Marinavimas turi būti pakankamai agresyvus, kad būtų pašalinta ši zona, nepersūdant netauriųjų metalų.

Vidinis suvirinimo rutulys:
Suvirintas vamzdis paprastai turi vidinę suvirinimo briauną (armatūrą). Šis rutuliukas sukuria plyšį, kuriame gali įstrigti ėsdinimo tirpalas, o tai gali sukelti vietinį per-marinavimą. Esant svarbiam aptarnavimui, vidinis rutulys prieš marinavimą dažnai sumalamas lygiai.

Juostos krašto užteršimas:
Šaltai valcuotoje juostelėje, naudojamoje suvirintam vamzdžiui formuoti, gali būti briaunų arba įterptų valcavimo tepalų. Dėl jų gali atsirasti vietinių „marinuotų dėmių“ arba nepilnai pašalinti nuosėdas, jei prieš suvirinimą tinkamai neišvalysite.

Marinavimo vonios parametrai (tipiški 800H):

Specialūs suvirintų vamzdžių aspektai:

Tarpgranulinio atakos rizika suvirinant:
Suvirinimo siūlė HAZ yra jautresnė tarpgranuliniam poveikiui ėsdinimo metu, jei tirpalo atkaitinimas buvo netinkamas (prie grūdelių ribų yra neištirpusių karbidų). Tai retai pasitaiko tinkamai apdorotam 800H, bet gali atsitikti, jei vamzdis nebuvo visiškai atkaitintas tirpalu.

Suvirinimo suspaudimo rūgštis:
Jei suvirintoje siūlėje yra įpjova (griovelis suvirinimo koje), gali įstrigti ėsdinimo rūgštis ir atsirasti vietinių duobių. Dėl šios priežasties ASTM B514 vamzdis, skirtas kritinei priežiūrai, dažnai reikalauja, kad suvirinimo sutvirtinimas būtų lygus prieš ėsdinimą.

Vidinis suvirinimo rutulio plyšys:
Vidinis suvirinimo rutulys sukuria siaurą plyšį. Kapiliarinis veikimas įtraukia marinavimo rūgštį į šį plyšį, kur ji gali būti nevisiškai išplaunama. Kai kuriose specifikacijose reikalaujama pašalinti (šlifuoti) vidinį vamzdžio, naudojamo didelio-grynumo arba aukštos temperatūros{3}}temperatūros, rutuliuką.

Patikrinimas po marinavimo:

Išlaidų pasekmės:

Pasirinkimo vadovas:

Esant kritinei aukštai{0}}temperatūrai (šliaužimas + karbiuracija):
Pageidautina naudoti besiūlius marinuotus vamzdžius (ASTM B407). Jei reikia naudoti suvirintą vamzdį, nurodykite „vidinis suvirinimo rutulio šlifavimas, atkaitintas tirpalu, marinuotas ir pasyvuotas“.

Už vidutinį aptarnavimą (< 600°C, non-creep):
Suvirintas marinuotas vamzdis (ASTM B514) yra priimtinas ir ekonomiškas. Pakanka standartinio marinavimo (be malimo).

Dėl šlapio rūgštumo (NACE):
Labai pageidautinas besiūlis marinuotas vamzdis. Suvirintas vamzdis reikalauja specialios kvalifikacijos ir dažnai yra draudžiamas.

4. Kl.: Kokie standartiniai ir pasirenkami bandymai reikalingi ASTM B514 Incoloy 800H marinuotam vamzdžiui pagal pramonės specifikacijas?

A:
ASTM B514 nustato minimalius testavimo reikalavimus. Tačiau naftos chemijos, energijos gamybos ir chemijos gamyklų specifikacijose dažnai pridedami papildomi bandymai, ypač marinuotiems paviršiams.

Privalomi bandymai pagal ASTM B514 (pagrindinė specifikacija):

Naftos chemijos tarnybose dažniausiai atliekami marinuotų vamzdžių bandymai:

Išsamūs marinuoto paviršiaus tikrinimo reikalavimai (tipinė kliento specifikacija):

1. Vizualūs marinuotos apdailos priėmimo kriterijai:

2. Vandens įtrūkimo bandymo procedūra:

Marinuotą paviršių nuvalykite ne-joniniu plovikliu.

Kruopščiai nuplaukite distiliuotu vandeniu.

10 sekundžių panardinkite vertikaliai į distiliuotą vandenį.

Atsitraukite ir stebėkite.

Aiškinimas:

Leidimas:Ištisinė vandens plėvelė, kuri tolygiai nuteka.

Nepavyko:Vanduo kaupiasi arba suformuoja atskirus lašelius (rodo nuosėdų, aliejaus arba hidrofobinių teršalų likučius).

3. Feroksilo bandymo procedūra (geležies užterštumui nustatyti):

Paruoškite tirpalą: 10 g kalio fericianido + 30 ml azoto rūgšties (70%) + 100 ml distiliuoto vandens.

Užlašinkite kelis lašus ant marinuoto paviršiaus.

Stebėkite 30–60 sekundžių.

Aiškinimas:

Leidimas:Spalva nepasikeitė arba silpnai geltona.

Nepavyko:Atsiranda mėlyna spalva (rodo, kad paviršiuje yra laisvos geležies, dėl kurios atsiras duobių).

NDE reikalavimai suvirinimo siūlei (virš ASTM B514):

ASTM B514 marinuotam vamzdžiui reikalingi dokumentai:

Papildomų bandymų poveikis sąnaudoms:

Paskutinė pastaba specifikuotojams:
Užsakydami ASTM B514 Incoloy 800H marinuotą vamzdį, visada nurodykite:
"Vamzdis turi būti pagamintas pagal ASTM B514, klasė UNS N08810 (800H). Vamzdis turi būti atkaitintas tirpale po suvirinimo, marinuotas ir pasyvuotas pagal ASTM A380 ir 100% rentgenograma. Marinuotas paviršius turi išlaikyti atsparumo vandeniui ir feroksilo bandymus. Suvirinimo siūlė turi būti 100% dažyta."

5. Kl.: Kokie dažniausiai randami marinuoto ASTM B514 Incoloy 800H vamzdžio defektai ir kaip galima jų išvengti arba juos pašalinti?

A:
Nepaisant kruopštaus apdorojimo, marinuotas suvirintas vamzdis gali turėti defektų, kurie kenkia aptarnavimo našumui. Šių defektų supratimas leidžia priimti tinkamus sprendimus dėl patikrinimo priėmimo ir atmetimo.

1 defektų kategorija: neužbaigtas ėsdinimas (likutinis apnašas arba karščio atspalvis)

Priėmimas:Likusios apnašos arba karščio atspalvis yra atmetimo priežastis. Marinuotos dėmės leidžiamas, jei negiliai (< 0.05 mm) and not in weld HAZ.

2 defektų kategorija: per didelis-marinavimas (metalo praradimas)

Priėmimas:Sienelės storis turi neviršyti tolerancijos. Bet koks IGA arba duobės gylis > 0,1 mm yra atmetimo priežastis.

3 defektų kategorija: suvirinimu{1}}susiję defektai, atskleisti ėsdinant

Priėmimas:Pagal ASME B31.3 – nėra įtrūkimų, nėra nepilno susiliejimo / prasiskverbimo, įpjovimas Mažesnis arba lygus 0,4 mm gylio, poringumas Mažesnis arba lygus 1,5 mm skersmens, Mažiau arba lygus 2 iš 150 mm.

4 defektų kategorija: Paviršiaus užterštumas po ėsdinimo

Priėmimas:Nėra rūdžių dėmių; vandens pertraukos testas turi būti išlaikytas; feroksilo testas neigiamas (nėra mėlynos spalvos).

Įeinančio marinuoto vamzdžio tikrinimo srautas:

Gaunama patikra │ ├── Vizuali (100%) │ ├── Mastelio/karščio atspalvis? → Atmesti ar per{1}}marinuoti │ ├── Pitting / IGA? → Atmesti │ ├── Suvirinimo įpjova > 0,4 ​​mm? → Atmesti │ └── Patvirtintas → Tęsti │ ├── Vandens pertraukos testas (vienos partijos mėginys) │ ├── Nepavyko → Iš naujo{3}}marinuoti arba nuriebalinti │ └── Atitinkamas → Tęsti gelžbetonio testą─── (vienos partijos mėginys) │ ├── Teigiamas (mėlynas) → Pakartotinis marinavimas │ └── Neigiamas → Tęsti │ ├── Suvirinimo siūlės dažų įsiskverbimo medžiaga (PT) (100 % įtrūkimų / įtrūkimų)─│ kritinės linijos Atmesti │ └── Priimti → Priimti │ └── Matmenų patikrinimas (pavyzdys) ├── Sienelės storis mažesnis už leistiną nuokrypį? → Atmesti └── Leidimas → Sutikti aptarnauti