Kokie yra dažni „Incoloy UNS N08800“ kieto karšto{1} vamzdžio gedimo režimai?

1. Kl.: Kokie yra pagrindiniai ASTM B163, ASTM B407 ir „Incoloy UNS N08800 vamzdžiams“ taikomų terminų „kietas“, „karštai apdorotas“ ir „suvirintas“ skirtumai?

A:
Šie terminai apibūdina skirtingus „Incoloy 800“ (UNS N08800) ir jo aukštos temperatūros variantų (800H/800HT) gamybos metodus, produktų formas ir pritaikymą.

ASTM B163– Standartinė specifikacijabesiūliai nikelio ir nikelio lydinio kondensatoriaus ir šilumokaičio vamzdžiai. Ši specifikacija apima mažo-skersmens vamzdelius (paprastai nuo 6,0 mm iki 76 mm OD), skirtus šilumos perdavimui. B163 apima griežtesnius matmenų nuokrypius, paviršiaus apdailos reikalavimus ir bandymus (pvz., išlyginimo, išsiplėtimo ir išsiplėtimo bandymus), palyginti su bendromis vamzdžių specifikacijomis. Vamzdžiai po B163 visada yrabesiūliai.

ASTM B407– Standartinė specifikacijabesiūliai nikelio{0}}geležies-chromo lydinio vamzdžiai ir vamzdeliai. Tai apima platesnį dydžių diapazoną (iki 273 mm OD arba didesnį), skirtą bendrai korozijai -atsparus ir aukštos{3}} temperatūros aptarnavimui. B407 leidžia tiek karštai -gatavus, tiek šaltai{7}}temptus besiūlius gaminius. Tai pagrindinė besiūlių Incoloy 800/800H/800HT vamzdžių specifikacija naftos chemijos, chemijos ir elektros energijos gamybos srityse.

Tvirtas vamzdis– Bendras pramonės terminas, nurodantis vamzdį, pagamintą iš vientiso ruošinio be jokių siūlių ar suvirinimo siūlių. Tiek ASTM B163, tiek B407 vamzdžiai/vamzdžiai yra „tvirti“ (besiūliai). Šis terminas kartais naudojamas atskirti besiūlę konstrukciją nuo suvirintos konstrukcijos, ypač pirkimo dokumentuose.

Karštas{0}}Sutvarkytas vamzdis– Vamzdis, suformuotas aukštesnėje temperatūroje (paprastai 1100–1250 laipsnių), naudojant tokius procesus kaip ekstruzija arba rotacinis pradūrimas, po kurio eina karštas valcavimas. Karštas apdirbimas-patobulina liejimo struktūrą, suskaido stambius karbidus ir suteikia kryptingą grūdelių srautą. Dauguma besiūlių „Incoloy 800“ vamzdžių yra apdirbami karštuoju-kaip pirminiu formavimo žingsniu, po kurio dažnai traukiamas šaltas galutinių matmenų tempimas.

Suvirintas vamzdis– Vamzdis, suformuotas šaltai valcuotą juostą susukant į cilindro formą ir išilgai suvirinant siūlę. Suvirintas vamzdis yra uždengtasASTM B514(ne B163 ar B407). Suvirintame vamzdyje yra siūlė, kuri, jei ji nėra tinkamai termiškai apdorota, gali būti silpnoji vieta dirbant aukštoje temperatūroje.

Palyginimo santrauka:

Atrankos taisyklė:

Šilumokaičio vamzdžiai→ ASTM B163 besiūliai

Mažas{0}}skersmens bendras vamzdis→ ASTM B407 besiūlis (apdirbtas karštai{1}}+ temptas šaltai)

Didelis-skersmuo, vidutinė temperatūra / slėgis→ ASTM B514 suvirintas

Terminas „kietas karštai{0}}apdirbtas vamzdis“paprastai reiškia ASTM B407 besiūlį gaminį

---

2. Kl.: Kodėl karštasis-darbas yra būtinas gaminant ASTM B163 ir B407 besiūlius Incoloy 800 vamzdžius ir kokią mikrostruktūrinę naudą tai suteikia?

A:
Karštas{0}}darbas yra esminis žingsnis, kuris paverčia-Incoloy 800 ruošinį į patikimą besiūlį vamzdį. Procesas atliekamas 1100–1250 laipsnių (2012–2280 laipsnių F), aukštesnėje nei lydinio rekristalizavimo temperatūra.

Įprasta besiūlių vamzdžių karštojo{0}}darbo seka:

Liejimas– Lydinys išlydomas ir išliejamas į vientisą apvalų ruošinį (paprastai 150–300 mm skersmens).

Ruošinio kondicionavimas– Ruošinio paviršius šlifuojamas arba sukamas, kad būtų pašalinti liejimo defektai (oksidacija, poringumas, įtrūkimai).

Pakaitinimas– Ruošinys kaitinamas iki 1150–1200 laipsnių kontroliuojamos atmosferos krosnyje.

Karštas auskarų vėrimas (Mannesmann procesas)– Besisukantis ruošinys paduodamas per pradurtą šerdį, sukuriant tuščiavidurį apvalkalą. Intensyvūs gniuždymo ir šlyties įtempiai, esant 1200 laipsnių, suardo kaip-lietą dendritinę struktūrą.

Karštas valcavimas arba karšta ekstruzija– Tuščiavidurio apvalkalo skersmuo ir sienelės storis dar labiau sumažinamas naudojant daugiafunkcinį valcavimo staklę (pvz., Assel malūną, kamščių malūną) arba vertikalų ekstruzijos presą. Šis žingsnis suteikia papildomo karšto darbo.

Mikrostruktūriniai karštojo{0}}darbo pranašumai:

Karštai-apdorota prieš šaltą

Kodėl besiūliams vamzdžiams geriau naudoti karštąjį-apdirbimą, o ne šaltą{1}}formavimą:

Šaltai formuojant-iš liejimo įdubos reikėtų ypač didelių jėgų ir neišgydyti vidinių defektų.

Karštas{0}}darbas leidžia žymiai sumažinti plotą (80–90 % ploto sumažinimas) per vieną šildymo ciklą.

Padidinta temperatūra neleidžia sukietėti darbe, todėl galima nuolat deformuotis be tarpinio atkaitinimo.

Praktinė pastaba:
ASTM B163 ir B407 vamzdžių malūno sertifikate turėtų būti nurodyti karšto -darbo parametrai (temperatūra, redukcijos koeficientas) ir bet koks vėlesnis šaltojo tempimo ir terminio apdorojimo procesas. 800H ir 800HT klasėms galutinis tirpalo atkaitinimas (1150–1200 laipsnių) po karštojo ir šaltojo tempimo yra būtinas norint pasiekti reikiamą stambių grūdelių dydį (minimalus ASTM Nr.{9}}).

---

3. Kl.: Kokie konkretūs reikalavimai ASTM B163 UNS N08800 besiūliams vamzdžiams šilumokaičio eksploatacijoje ir kuo jie skiriasi nuo ASTM B407 vamzdžio?

A:
ASTM B163 yra specializuota specifikacijakondensatoriaus ir šilumokaičio vamzdžiai– produktai, kurie turi atitikti griežtesnius matmenų leistinus nuokrypius, griežtesnius bandymus ir aukštesnius paviršiaus kokybės standartus nei bendrosios paskirties -B407 vamzdis.

Pagrindiniai ASTM B163 reikalavimai UNS N08800 vamzdeliams:

Papildomi B163 reikalavimai šilumokaičio aptarnavimui:

Švara šilumos perdavimui– Vamzdžiuose neturi būti nuosėdų, alyvos, riebalų ir kitų teršalų, kurie sumažintų šilumos perdavimo efektyvumą. Vidiniai paviršiai paprastai yra atkaitinti arba marinuoti.

Griežta OD tolerancija vamzdžio{0}}į-vamzdelio lakštą valcavimui– Tikslus OD tolerancija (±0,08 mm mažo skersmens atveju) užtikrina vienodą plėtimąsi, kai vamzdžiai susukami į vamzdžių lakštus. Dėl laisvų nuokrypių jungtys gali nesandariai.

Viso{0}}ilgio temperatūrų patikra (sūkurinė srovė)– Mažo{0}}skersmens vamzdžiams, kurių negalima išbandyti hidrostatiškai dėl dydžio apribojimų, pagal ASTM E426 reikalaujama 100 % sūkurinės srovės bandymo.

Žiedo gniuždymo arba išlyginimo testas– Patvirtina lankstumą atliekant lenkimo ir valcavimo operacijas. Vamzdžiai turi būti išlyginti iki 3 × sienelės storio be įtrūkimų.

Degimo testas– Smailėjantis įtvaras vamzdžio galą išplečia 20–30%. Įtrūkimų nebuvimas rodo pakankamą plastiškumą vamzdžio -į-vamzdelio lakštą išsiplėsti.

Tipiški ASTM B163 UNS N08800 vamzdžių šilumokaičių pritaikymai:

Išlaidų įvertinimas:
ASTM B163 vamzdžiai paprastai kainuoja 15–25 % daugiau nei ASTM B407 vamzdžiai, kurių matmenys yra griežtesni dėl mažesnių leistinų nuokrypių ir papildomų bandymų. Tačiau ši priemoka yra pagrįsta šilumokaičio eksploatavimo atveju, kai dėl vamzdžio gedimo įrenginys būtų sustabdytas.

Medžiagos atsekamumas:
Kiekvienas ASTM B163 vamzdelis yra pažymėtas gamintojo pavadinimu, specifikacija, laipsniu (UNS N08800, N08810 arba N08811), šilumos numeriu ir dydžiu. Reikalingas visiškas atsekamumas iki malūno šilumos sertifikato.

---

4. Kl.: Kuo skiriasi „tvirtas karštai apdorotas“ besiūlis vamzdis ir suvirintas vamzdis, atsižvelgiant į valkšnumo stiprumą, atsparumą korozijai ir leistinus konstrukcinius įtempius, skirtus „Incoloy 800H“, esant aukštai temperatūrai?

A:
Aukštos{0}}temperatūros naftos chemijos paslaugų (650–900 laipsnių) atveju pasirinkimas tarp kieto (besiūlio, karštai apdoroto) ir suvirinto vamzdžio priklauso nuo ASME katilo ir slėginio indo kodo leidžiamų įtempių ir išilginės suvirinimo siūlės.

Valkšnumo stiprumo palyginimas (800H, 850 laipsnių):

Kodėl besiūliai (vientisai karštai apdoroti-) turi puikų valkšnumo stiprumą:

Nėra suvirinimo siūlės– Suvirinto vamzdžio suvirinimo siūlė yra lietinės struktūros (jei suvirinama autogeniniu būdu) arba kitokios sudėties (jei įdėta užpildo). Net ir naudojant PWHT, suvirinimo sritis niekada visiškai neatitinka kalto netauriojo metalo atsparumo valkšnumui.

Kryptinė grūdų struktūra– Karštas{0}}apdirbimas (ekstruzija arba pradūrimas) sukuria grūdų srauto linijas, orientuotas lygiagrečiai vamzdžio ašiai. Ši kryptinė struktūra padidina valkšnumo stiprumą lanko kryptimi (apskritiminis įtempis). Suvirinto vamzdžio netauriajame metale yra atsitiktinai orientuotų grūdelių, tačiau suvirinimo siūlėje yra išlieta arba perkristalizuota struktūra.

Vienodas karbido pasiskirstymas– Karštas{0}}apdirbimas suskaidomas kaip-lieti karbidai ir tolygiai paskirstomi. Suvirintame vamzdyje HAZ turi karbido išeikvotą zoną, esančią šalia lydymosi linijos, kuri yra tinkamiausia vieta šliaužti kavitacijai.

ASME leistino įtempių palyginimas (I skyrius, Maitinimo katilai):

Praktinė reikšmė:ASME I sekcijos arba VIII skyriaus 1 skyriaus konstrukcijoje esant aukštesnei nei 650 laipsnių temperatūrai, besiūlis (vientisas) vamzdis yra veiksmingai privalomas, nes joks kodas nenustato leistinų įtempių suvirintam vamzdžiui esant tokioms temperatūroms. B31.3 (proceso vamzdynas) leidžia suvirintus vamzdžius su suvirinimo jungties koeficientu (paprastai 0,85, kai 100 % RT) esant žemesnei temperatūrai, tačiau yra konservatyvus valkšnumo atžvilgiu.

Atsparumo korozijai palyginimas (drėgnas eksploatavimas, < 400 laipsnių):

Rūgščioms paslaugoms (NACE MR0175):
Pirmenybė teikiama besiūliams vamzdžiams. Suvirintas vamzdis leidžiamas tik tuo atveju, jei siūlė ir HAZ yra atkaitintos tirpalu po suvirinimo ir atitinka kietumą, mažesnį arba lygų 35 HRC. Suvirintų vamzdžių suvirinimo siūlės paprastai neleidžiamos rūgščiam aptarnavimui.

Kainos ir pasiekiamumo{0}}nuolaida:

Pasirinkimo vadovas:

Naudoti vientisą (ištisai karštą{0}}dirbtą), kai:

Eksploatacijos temperatūra > 650 laipsnių su valkšnumo apkrovomis

ASME I arba VIII skyriaus statyba

High pressure (>50 bar) bet kokia temperatūra

Rūgštus šlapias aptarnavimas pagal NACE MR0175

Kritiniai šilumokaičio vamzdžiai (ASTM B163)

Suvirintas vamzdis gali būti priimtinas, kai:

Eksploatavimo temperatūra < 600 laipsnių (jokio šliaužimo)

Vidutinis slėgis (< 30 bar)

Large diameter (>12 col. NPS), kur vientisa funkcija nepasiekiama

Ne{0}}kritinės perdavimo linijos su trumpu numatomu tarnavimo laiku

Įrenginio apsisukimo dažnis sutampa su trumpesniu suvirinimo siūlės tarnavimo laiku

---

5. Kl.: Kokie yra įprastiniai „Incoloy UNS N08800“ karštai apdoroto vamzdžio ir suvirintų vamzdžių gedimo būdai naftos chemijos pramonėje ir kaip jų galima išvengti?

A:
Norint tinkamai parinkti medžiagą, tikrinti ir pratęsti eksploatavimo laiką, būtina suprasti gedimo būdus.

Besiūlių (vientisai karštai apdoroto{0}}vamzdžio) gedimų režimai:

Suvirintų vamzdžių gedimo režimai (papildomi besiūliams režimams):

Patikrinimo metodai, skirti aptikti prasidedantį gedimą:

Prevencinės strategijos ilgesniam tarnavimo laikui:

Besiūliams vamzdžiams (800H/800HT):

Šliaužimui skirtas dizainas– Naudokite ASME Code Case leistinus įtempius su atitinkamais saugos koeficientais (paprastai 3,5, kai atsparumas plyšimui).

Valdykite darbinę temperatūrą– Kiekvienas 10 laipsnių sumažinimas padvigubina šliaužimo trukmę.

Stebėti karburizaciją– In{0}}zondai arba periodinis mėginių ėmimas iš mėgintuvėlių (anglies analizė).

Užtepkite dangas– Aliuminidinės dangos prailgina eksploatavimo trukmę, kad būtų atliktas intensyvus karbiuravimas.

Suvirintam vamzdžiui (kai naudojamas aukštoje{0}}temperatūroje):

Pilnas tirpalo atkaitinimas po suvirinimo– Atkuria valkšnumo stiprumą iki 85–95 % besiūlių.

100% RT išilginio suvirinimo– Pašalinkite defektus, kurie gali sukelti valkšnumo gedimą.

Lygiai šlifuokite suvirinimo armatūrą– Pašalinkite streso koncentraciją.

Apriboti eksploatavimo temperatūrą– Suvirintų vamzdžių projektinį įtempį sumažinkite 15–20 %, palyginti su besiūliais vamzdžiais.

Venkite suvirintų vamzdžių cikliškai eksploatuojant– Prie suvirinimo pirštų atsiranda terminio nuovargio įtrūkimai.

Gyvenimo pratęsimo pavyzdys (SMR perdavimo linija, 800H, 780 laipsnių, 25 barai):

Galutinė rekomendacija:Kritinės aukštos{0} temperatūros naftos chemijos paslaugos (SMR, etileno krekingas, amoniako riformingas),nurodykite besiūlį ASTM B407 arba ASTM B163 vamzdįsu 800H arba 800HT laipsniu. Suvirintas vamzdis (ASTM B514) turi būti apribotas ne-kritine, žemesne{5}}temperatūra (< 600°C) or lower-pressure (< 15 bar) applications, or used only when seamless is unavailable in large diameters and full solution annealing of the weld is performed.