Kokie yra svarbiausi suvirinimo reikalavimai Incoloy 832 ir Incoloy 890 vamzdžiams?

1. Kl.: Kokie yra esminiai Incoloy 832 ir Incoloy 890 vamzdžių sudėties ir savybių skirtumai?

A:„Incoloy 832“ ir „Incoloy 890“ yra didelio našumo austenitiniai lydiniai, sukurti aukštoje -temperatūroje sulfiduojančioje ir oksiduojančioje aplinkoje, tačiau jie skiriasi chromo, silicio ir nikelio kiekiu, o tai turi įtakos jų veikimo charakteristikoms.

Incoloy 832 (UNS N08832)yra daug -chromo, silicio-modifikuotas austenitinis lydinys, sukurtas specialiai stipriai sulfiduojančioms aplinkoms. Jo vardinė sudėtis yra 30-35% nikelio, 26-30% chromo, 0,5-1,5% molibdeno, 1,5-2,5% silicio, 0,5-1,0% mangano, 0,02-0,06% anglies ir balanso geležies. Pagrindiniai skiriamieji bruožai yra labai didelis chromo kiekis (26–30 %, didesnis nei Incoloy 890 25–28 %) ir padidėjęs silicio kiekis (1,5–2,5 %, žymiai didesnis nei 890 0,3–0,8 %). Šis derinys užtikrina išskirtinį atsparumą sulfidacijai (sieros atakai) esant aukštai temperatūrai. Didelis silicio kiekis skatina apsauginio silicio dioksido (SiO₂) po-sluoksnio susidarymą po chromo oksido/sulfido skale. „Incoloy 832“ yra kietas{31}}tirpalas, sustiprintas be tyčinių nuosėdų{32}}kietinimo priedų. Įprasta takumo riba yra 30–45 ksi (207–310 MPa) kambario temperatūroje, o naudingasis valkšnumo stiprumas – iki maždaug 1800 laipsnių F (982 laipsnių).

Incoloy 890 (UNS N08890)yra geležies -nikelio-chromo lydinys, taip pat sukurtas aukštos-temperatūrų sulfidinimo ir oksidacijos aplinkoje. Jo vardinė sudėtis yra 32–35% nikelio, 25–28% chromo, 0,5–1,5% molibdeno, 0,3–0,8% silicio, 0,5–1,0% mangano, 0,02–0,06% anglies ir balanso geležies. Palyginti su Incoloy 832, Incoloy 890 turi šiek tiek mažiau chromo (25–28 %, palyginti su . 26–30 %) ir žymiai mažiau silicio (0,3–0,8 %, palyginti su . 1.5–2,5 %). Dėl mažesnio silicio kiekio Incoloy 890 lengviau pagaminti ir suvirinti, nes didelis silicio kiekis gali paskatinti trapios sigmos fazės susidarymą ir sumažinti suvirinamumą. Tačiau žemesnis silicis reiškia ir šiek tiek mažesnį atsparumą sulfidacijai agresyviausioje aplinkoje. „Incoloy 890“ taip pat yra kietas -tirpalas, sustiprintas, kurio tipinė takumo riba yra 30–45 ksi (207–310 MPa).

Metalurgijos pasekmės:„Incoloy 832“ pasižymi puikiu atsparumu sulfidacijai, nes jame yra daugiau chromo ir silicio, tačiau dėl to sumažėja suvirinamumas ir gali susidaryti trapios fazės ilgai veikiant aukštai{2}} temperatūrai. „Incoloy 890“ pasižymi gero atsparumo sulfidacijai, puikaus atsparumo oksidacijai ir geresnio pagaminimo pusiausvyrą. Labiausiai sulfiduojančiose aplinkose (pvz., didelio -sieros žalios naftos šildytuvuose, anglimi-kūrenamuose katiluose su mažo-NOx degikliais) pirmenybė teikiama Incoloy 832. Bendrajam rafinavimo šildytuvui, kai sulfidacija yra vidutinė ir suvirinamumas yra svarbus, dažnai pasirenkamas Incoloy 890.

Pasirinkimas tarp jų:Jei paraiška apimaextreme sulfidation with high sulfur content (>3 % kuro) ir aukštesnėje nei 1600 laipsnių F (871 laipsnio) temperatūroje, pasirinkite Incoloy 832. Jei programa apimavidutinio sunkumo ar stiprus sulfidavimas su gerais gamybos reikalavimais, pasirinkite Incoloy 890.

---

2. Kl.: Kokie pramonės standartai ir specifikacijos reglamentuoja besiūlius Incoloy 832 ir Incoloy 890 vamzdžius?

A:Šiems dviem lydiniams taikomos panašios specifikacijų sistemos, tačiau „Incoloy 832“ yra mažiau standartizuotas, todėl dažnai reikia specifinių pirkėjo specifikacijų.

Besiūliams vamzdžiams Incoloy 832:

Nėra specialios ASTM vamzdžio specifikacijos.„Incoloy 832“ yra patentuota arba pusiau{1}}standartinė klasė. Vamzdis paprastai gaminamas pagal pirkėjo-sukurtas specifikacijas, kuriose nurodomas ASTM B407 (nikelio-geležies-chromo lydiniams) su papildomais chemijos reikalavimais (didesnis Cr ir Si) ir aukštesnės temperatūros savybėmis.

ASTM B407 / ASME SB407– Naudojama kaip pagrindinė specifikacija, chemija modifikuota taip, kad atitiktų Incoloy 832 reikalavimus.

ASME kodo dėklas– Yra keletas panašių didelio{0}}silicio lydinių kodų; pirkėjai turėtų pasitarti su gamykla, kad atitiktų kodeksą.

API 938-C– Amerikos naftos institutas rekomenduoja atsparumo sulfidacijai praktiką, kuri apima rekomendacijas dėl lydinių, tokių kaip Incoloy 832.

Besiūliams vamzdžiams Incoloy 890:

ASTM B407 / ASME SB407– Standartinė besiūlių nikelio{0}}geležies-chromo lydinio vamzdžių specifikacija. Tai yra pagrindinė UNS N08890 specifikacija.

ASTM B163 / ASME SB163– Besiūliai kondensatoriaus ir šilumokaičio vamzdžiai, dažnai naudojami 890 vamzdžiams aukštos-temperatūros šilumokaičiuose.

ASME kodo byla 2588– Leidžia naudoti Incoloy 890 (UNS N08890) ASME katilo ir slėginio indo kodo konstrukcijoje, skirta naudoti iki 1800 laipsnių F (982 laipsnių) sulfiduojančioje aplinkoje.

API 938-C– Pateikiamos gairės, kaip naudoti Incoloy 890 ir panašius lydinius naftos perdirbimo gamyklos šildytuvo komponentams.

Pirkimo svarstymai:„Incoloy 832“ besiūlis vamzdis yra specialus produktas, kurio šaltiniai yra labai riboti. Pirkėjai turėtų tikėtis ilgesnio pristatymo laiko (16–24 savaitės) ir turėtų glaudžiai bendradarbiauti su gamykla, kad nustatytų pirkimo specifikaciją. Cheminė analizė turi patvirtinti silicio (1,5–2,5 %) ir chromo (26–30 %) kiekį. „Incoloy 890“ yra labiau parduodamas, tačiau vis dar yra specialus produktas, kurio pristatymo laikas yra 12–20 savaičių. Abiejų lydinių atveju gali reikėti atlikti aukštesnės temperatūros tempimo ir valkšnumo bandymus.

---

3. Kl. Kodėl Incoloy 832 besiūlis vamzdis yra tinkamas itin sulfiduojančioje aplinkoje naftos perdirbimo gamyklose ir elektrinėse?

A:Besiūliai Incoloy 832 vamzdžiai buvo pripažinti dėl sunkiausių sulfidavimo sąlygų, kur net Incoloy 890 ir 310H nerūdijantis plienas patiria nepriimtiną korozijos laipsnį. Trys specifinės savybės paaiškina jos pranašumą.

Pirma, išskirtinis atsparumas sulfidacijai dėl didelio chromo ir didelio silicio kiekio.Sulfidinimas yra aukštatemperatūrinės korozijos forma, kai siera reaguoja su metalu ir susidaro žemos -lydymosi- temperatūros sulfidai. Atsparumo raktas yra apsauginės, lėtai augančios sulfido ar oksido apnašos susidarymas. „Incoloy 832“ yra 26–30 % chromo (palyginti su . 25–28 % 890 ir 24–26 % 310H) ir 1,5–2,5 % silicio (palyginti su . 0.3–0,8 % 890). Didelis chromo kiekis skatina chromo -turtingų sulfidų / oksidų nuosėdų susidarymą. Didelis silicio kiekis skatina ištisinio, amorfinio silicio dioksido (SiO₂) sub-sluoksnio susidarymą po chromo skale. Šis silicio sluoksnis yra ypač stabilus ir veikia kaip difuzijos barjeras nuo sieros. Atliekant laboratorinius tyrimus, imituojančius naftos perdirbimo gamyklos šildytuvo sąlygas (1400–1600 laipsnių F / 760–871 laipsnis, 2–4 % sieros kure), „Incoloy 832“ sulfidavimo greitis yra 0,001–0,003 colio per metus (ipy), palyginti su 0,001–0,0105–0,0105 ir 0,0105 incoloy90. 0,020–0,050 ipy už 310H.

Antra, atsparumas sulfidacijai ir oksidacijai.Daugelis sulfidacijai -atsparių lydinių (pvz., turinčių labai daug silicio) gali būti jautrūs oksidacijai aplinkoje, kuri svyruoja tarp redukcijos (sulfidavimo) ir oksidacijos sąlygų. Didelis „Incoloy 832“ chromo kiekis (26–30 %) užtikrina puikų atsparumą oksidacijai, todėl aplinkai oksiduojantis susidaro apsauginė Cr₂O₃ apnaša. Ši dviguba galimybė yra labai svarbi naftos perdirbimo gamyklų šildytuvuose, kur dėl liepsnos, oro patekimo ar proceso sutrikimo atmosfera gali svyruoti. Lydinys palaiko apsaugą abiem sąlygomis.

Trečia, geras valkšnumo stiprumas aukštesnėje temperatūroje.Nors „Incoloy 832“ nėra kietėjantis lydinys{0}}nuosėdomis, jis pasiekia naudingą valkšnumo stiprumą, nes jis yra stiprinamas kietu tirpalu iš chromo, silicio ir molibdeno. 100 000 -val. valkšnumo plyšimo stipris esant 1600 ° F (871 laipsniui) yra maždaug 1,5–2,5 ksi (10–17 MPa), panašus į 310 H ir tinka daugeliui naftos perdirbimo gamyklų šildytuvų vamzdžių, kur lanko įtempiai yra palyginti maži (paprastai 5–1,5).

Lyginamieji gedimų režimai:Nevalytos alyvos šildytuvo vamzdyje, apdorojant 3,5 % žalios sieros 1550 F (843 laipsnių) temperatūroje, esant 500 psig vidiniam slėgiui:

310H nerūdijantis plienas: sulfidavimo greitis 0,030 ipy, vamzdžio tarnavimo laikas maždaug 3–4 metai

Incoloy 890: sulfidacijos greitis 0,008 ipy, vamzdelio tarnavimo laikas apie 10–12 metų

Incoloy 832: sulfidavimo greitis 0,002 ipy, vamzdelio tarnavimo laikas viršija 20 metų

Tipiškos programos:Naftos naftos perdirbimo gamyklos kaitinimo vamzdžiai (didelio -sieringumo žaliavos paslauga), uždelsto koksavimo šildytuvo vamzdžiai, vakuuminio šildytuvo vamzdžiai, anglimi-kūrenamo katilo perkaitintuvas ir pakartotinio kaitinimo vamzdžiai (mažo-NOx degikliai sukuria sulfidinimo sąlygas), juodojo skysčio regeneravimo katilo komponentai celiuliozės atliekų malūnuose ir atliekų vamzdžiai (sieros fabrikuose, gumos).

---

4. Kl. Kodėl „Incoloy 890“ besiūliai vamzdžiai dažnai pasirenkami, o ne aukštesnio -lydinio variantai naftos perdirbimo gamyklos šildytuvų aptarnavimui?

A:Besiūliai „Incoloy 890“ vamzdžiai užima „malonią vietą“ rafinavimo gamyklų šildytuvuose,{1}}siūlydami žymiai didesnį atsparumą sulfidacijai nei standartinis 310H nerūdijantis plienas, tuo pačiu užtikrina geresnį pagaminimą ir mažesnę kainą nei didesnio -silicio lydinių, tokių kaip Incoloy 832. Plačiai paplitę trys veiksniai paaiškina jo naudojimą.

Pirma, optimizuota atsparumo sulfidacijai ir pagaminamumo pusiausvyra.„Incoloy 890“ 25–28 % chromo ir 0,3–0,8 % silicio užtikrina didelį atsparumą sulfidacijai, palyginti su 310H (tipiškas 24–26 % Cr, 0,3–0,5 % Si). Patobulinimas yra reikšmingas,{11}}paprastai 50–70 % sumažėja sulfidavimo greitis. Tačiau silicio kiekis yra mažesnis nei 1 %, kad būtų išvengta suvirinimo ir gamybos sunkumų, susijusių su dideliu -silicio lydiniu. Didelio -silicio lydinių (daugiau kaip 1,5 % Si) suvirinimo ar ilgalaikio naudojimo metu gali susidaryti trapios sigmos fazės, todėl jie labiau linkę į karštą įtrūkimą. „Incoloy 890“ galima suvirinti naudojant standartines procedūras su ER310 užpildu, nereikia specialaus išankstinio pakaitinimo ar po -suvirinimo terminio apdorojimo. Dėl to jis yra praktiškas tiek malūno gamyboje, tiek lauko remontui.

Antra, įrodytas veikimas įvairiose naftos perdirbimo gamyklose.Incoloy 890 sukaupė dešimtmečių patirtį neapdorotų šildytuvų, vakuuminių šildytuvų, kokso šildytuvų ir reformerinių šildytuvų srityje. Jis patikimai veikia esant įvairioms sieros kiekio (0,5–3,0 %), temperatūrų (1200–1650 laipsnių F / 649–899 laipsnių) ir terminio ciklo sąlygoms. Šie dideli rezultatai suteikia naftos perdirbimo gamyklų inžinieriams pasitikėjimo nurodant lydinį. Priešingai, aukštesnio{10}silicio lydinių, tokių kaip Incoloy 832, istorija yra ribota ir paprastai jie skirti ekstremaliausioms sąlygoms.

Trečia, ekonomiškumas{0}}palyginti su nikelio{1}}superlydiniais.Aplinkoje, kur sulfidavimas yra stiprus, kai kurie inžinieriai gali apsvarstyti kietojo nikelio{0}} lydinius, pvz., Inconel 600 arba Incoloy 800H. Tačiau šie lydiniai turi savų sulfidavimo problemų, -didelio-nikelio lydiniai gali sudaryti žemos -lydymosi- nikelio sulfidus (Ni₃S₂, lydymosi temperatūra 1179 °F / 637 laipsniai), kurie sukelia katastrofišką skysčio{10}fazę. „Incoloy 890“, kuriame yra subalansuotas nikelio kiekis (32–35 %), išvengia šios problemos ir užtikrina puikų atsparumą sulfidacijai už mažesnę kainą nei nikelio lydiniai. Incoloy 890 lydinio kaina paprastai yra 2–3 kartus didesnė nei 310H, bet tik 0,6–0,8 karto didesnė nei kieto nikelio lydinių, todėl tai yra ekonomiškas atnaujinimas.

Veikimo palyginimas naudojant tipišką naftos perdirbimo gamyklos šildytuvą (1500 laipsnių F / 816 laipsnių, 2% sieros kuro):

Tipiškos programos:Neapdorotos naftos perdirbimo gamyklos ir vakuuminio šildytuvo spinduliavimo sekcijos, uždelsto koksavimo šildytuvo vamzdžiai, reformatoriaus šildytuvo kotai ir kolektoriai, hidrovalytuvo padavimo{0}}nuotekų šilumokaičiai (aukštos-temperatūros pusė) ir anglimi -kūrenamų jėgainių perkaitintuvų vamzdžiai (vidutinis sulfidavimas).

---

5. Kl.: Kokie yra svarbiausi suvirinimo reikalavimai Incoloy 832 ir Incoloy 890 vamzdžiams?

A:Suvirinant „Incoloy 832“ ir „Incoloy 890“ reikia atkreipti dėmesį į įvairias problemas: „Incoloy 832“ didelis silicio kiekis sukelia karšto įtrūkimo ir sigmos fazės riziką, o „Incoloy 890“ yra atlaidesnis, bet vis tiek reikalauja tinkamos technikos.

Incoloy 832 vamzdžiui (daug silicio, daug chromo):

Didelė karšto įtrūkimo ir sigmos fazės susidarymo rizika.1,5–2,5 % silicio kiekis, nors ir naudingas atsparumui sulfidacijai, sukelia didelių suvirinimo problemų. Silicis sumažina grūdelių ribinių plėvelių lydymosi temperatūrą, padidindamas jautrumą karštam įtrūkimui. Atsargumo priemonės apima:

Mažas šilumos tiekimas:Maksimali tarpinio praėjimo temperatūra: 250 laipsnių F (121 laipsnis). Šilumos tiekimas ribojamas iki 15–30 kJ/col (6–12 kJ/cm). Naudokite tik styginius karoliukus-nepynimo.

Švara yra labai svarbi:Sieros, fosforo ir vario užteršimas dėl pjovimo skysčių, žymėjimo rašiklių ar darbo įrankių labai padidina įtrūkimų riziką. Naudokite tam skirtus nerūdijančio plieno šepečius ir šlifavimo diskus.

Iš anksto pašildyti:Paprastai nereikalaujama, tačiau vidutinis 200–300 laipsnių F (93–149 laipsnių) pašildymas gali sumažinti šiluminius gradientus ir įtrūkimų riziką.

Suvaržymas:Sumažinkite suvirinimo suvaržymą. Naudokite pritaikymo- tarpus ir leiskite blokui laisvai judėti.

Užpildo metalo pasirinkimas:NaudokiteER310arbaER309nerūdijančio plieno užpildai. Norėdami užtikrinti geriausią atsparumą sulfidacijai,ER310(25–28 % Cr) pageidautina. Yra tam tikrų specializuotų didelio -silicio turinčių užpildų, tačiau jų galima įsigyti retai. Niekada nenaudokite mažo -lydinio užpildų arba nikelio-pagrindo užpildų, kuriuose yra mažai chromo.

Po-suvirinimo siūlės terminis apdorojimas (paprastai nerekomenduojamas):Atkaitinant tirpalą 1950–2050 °F (1066–1121 °F) temperatūroje būtų atkurtas plastiškumas, tačiau tai nepraktiška suvirinant lauke ir gali sukelti iškraipymus. Dauguma „Incoloy 832“ komponentų naudojami kaip-suvirinti, todėl sumažėjęs plastiškumas.

Incoloy 890 vamzdžiui (vidutinio stiprumo silicis):

Geras suvirinamumas laikantis standartinių atsargumo priemonių.Dėl Incoloy 890 žemesnio silicio (0,3–0,8 %) jį suvirinti daug lengviau nei Incoloy 832. Taikoma standartinė austenitinio nerūdijančio plieno suvirinimo praktika.

Užpildo metalo pasirinkimas:NaudokiteER310kaip pageidaujamą užpildą.ER309yra priimtinas ne tokiai griežtai tarnybai. Užpildas turi atitikti didelį chromo kiekį netauriajame metale (25–28%), kad būtų optimalus atsparumas sulfidacijai.

Šilumos tiekimo valdymas:Maksimali tarpo temperatūra: 300 laipsnių F (149 laipsniai). Šilumos tiekimas ribojamas iki 25–45 kJ/colis (10–18 kJ/cm). Didesnis šilumos kiekis gali sukelti chromo karbido nusodinimą ties grūdelių ribomis (jautrinimas), o tai gali sumažinti atsparumą sulfidacijai, bet yra mažiau svarbi nei vandeninės korozijos atveju.

Išankstinis suvirinimo{0}}valymas:Nuvalykite acetonu arba tam skirtu nerūdijančio plieno šepečiu. Pašalinkite visą anglies plieno užteršimą, kad išvengtumėte paviršiaus suirimo atliekant aukštą{1}}temperatūrą.

Po-suvirinimo siūlės terminis apdorojimas (nebūtina):„Incoloy 890“ naudojamas kaip-suvirintas. Atkaitinimas po-suvirinimo tirpalo atkurtų maksimalų atsparumą sulfidacijai, tačiau yra nepraktiškas ir retai nurodomas.

Kritiniai įspėjimai:

„Incoloy 832“:Šis lydinys yra negailestingas. Virinti tik kvalifikuotomis procedūromis. Venkite bet kokių užteršimo siera šaltinių-netgi žymėjimo rašiklių likučiai gali įtrūkti. Apsvarstykite alternatyvius svarbiausių komponentų sujungimo būdus (pvz., suvirinimą ER310, o vėliau įtempių mažinimą). Kai kurie gamintojai reikalauja 100 % visų suvirinimo siūlių rentgeno patikrinimo dėl įtrūkimų rizikos.

„Incoloy 890“:Nenaudokite mažai{0}}chromo turinčių užpildų (308L, 316L)-jie sukuria silpną sulfidacijos atakos grandį. Nenaudokite per didelio šilumos kiekio-, nes tai padidina šilumos- paveiktą zoną ir sumažina atsparumą korozijai. Nors atlaidesnis nei 832, tinkama technika vis tiek svarbi.

Kvalifikacijos reikalavimai:

Abiejų lydinių, naudojamų sulfidinimo aukštoje temperatūroje, suvirinimo procedūra turėtų apimti padidintos temperatūros{1}}bandymą. Nors standartinio kodifikuoto bandymo nėra, daugelis naftos perdirbimo gamyklų operatorių reikalauja:

Skerspjūvio mikroskopija-, siekiant patikrinti, ar nėra karšto įtrūkimo ar sigmos fazės

Kietumo bandymas (paprastai mažesnis arba lygus 95 HRB arba lygiavertis)

Neprivaloma: veikiant imituojamoms proceso dujoms esant temperatūrai, siekiant patikrinti, ar suvirinimo zona netaps pirmenybine atakos vieta

Palyginimo lentelė: