1. Kokie yra pirminiai vario -nikelio (Cu-Ni) lydiniai, naudojami pramoninių vamzdynų trišakiams gaminti, ir kokie yra pagrindiniai jų taikymo skirtumai?
Variniai-Nikelio trišakiai daugiausia gaminami iš dviejų pagrindinių lydinių šeimų, apibrėžtų pagal nikelio kiekį ir papildomus elementus, kurių kiekvienas atlieka skirtingas jūrų ir pramonės funkcijas.
90-10 Varis-nikelis (C70600 / UNS C70600): šis lydinys, kuriame yra apie 90 % Cu ir 10 % Ni, yra plačiausiai naudojamas. Dėl puikaus atsparumo korozijai jūros vandenyje, geros gamybos galimybės ir nedidelės kainos, jis yra standartinis jūrinių vamzdynų sistemų darbinis arkliukas. Pagrindinės programos apima:
Jūros vandens aušinimo sistemos: laive ir atviroje jūroje esančių platformų vamzdynams.
Gėlinimo įrenginiai: kelių{0}}pakopių blykstės (MSF) ir atvirkštinio osmoso (RO) sistemos vamzdynuose.
Priešgaisrinės vandens sistemos atviroje jūroje: privalomos dėl savo patikimumo ir atsparumo jūros vandens korozijai.
Elektrinės kondensatoriaus ir šilumokaičio vamzdeliai (su atitinkamais trišakiais antgaliams).
70-30 Varis-nikelis (C71500 / UNS C71500): Šio lydinio sudėtyje yra apie 70 % Cu ir 30 % Ni, todėl šis lydinys pasižymi didesniu stiprumu ir žymiai padidintu atsparumu korozijai, palyginti su 90–10, ypač didelio greičio jūros vandenyje ir aplinkoje, kuri yra linkusi į sulfidus. Jo programos yra labiau specializuotos ir kritiškesnės:
Didelio{0}}greičio jūros vandens linijos: skirtos siurblių išleidimui, plovimo sistemoms ir įpurškimo vandens linijoms.
Kritinės jūrų laivų sistemos: kur svarbiausia yra maksimalus ilgaamžiškumas ir mažesnė priežiūra.
Agresyvesnė cheminių procesų aplinka: sūrymų, chloridų ir ne{0}}oksiduojančių rūgščių tvarkymas, kai nerūdijantis plienas gali būti jautrus chlorido korozijos įtrūkimams (SCC).
Tintinės jungiamosios detalės pasirinkimas turi atitikti vamzdžių specifikacijas, o 70-30 Cu-Ni trišakiai yra maždaug 1,5–2 kartus brangesni nei jų 90–10 analogų, o tai pateisinama dėl jų našumo atliekant sudėtingesnes paslaugas.
2: Kokie gamybos standartai taikomi variniams -nikelio trišakiams ir kokios yra svarbiausios šių jungiamųjų detalių kokybės patikros, ypač atsižvelgiant į jų formą (besiūlės arba pagamintos)?
Cu{0}}Ni tees gamybai taikomi matmenų ir medžiagų standartai, užtikrinantys pakeičiamumą ir našumą.
Pagrindiniai standartai:
ASTM / ASME B466 / SB466: tai pagrindinis besiūlių varinių -nikelio (90-10 ir 70-30) vamzdžių jungiamųjų detalių, įskaitant trišakius, standartas. Jame nurodoma cheminė sudėtis, mechaninės savybės, terminis apdorojimas ir slėgio rodikliai.
ASTM / ASME B467 / SB467: lygiavertis suvirintų (arba kaltinių) varinių -nikelio jungiamųjų detalių standartas. Tai apima trišakius, pagamintus iš vamzdžio arba plokštės suvirinimo būdu.
ASME B16.9 / B16.11: tai matmenų standartai. B16.9 apima gamykloje -pagamintas kaltines užpakalines-suvirinimo trišakius, tiksliai apibrėžiančius matmenis nuo vidurio- iki-galų, sienelės storį ir nuožulnius galus. B16.11 apima suvirinimo ir srieginius trišakius, apibrėžiančius slėgio klases (pvz., 3000, 6000 klasė).
Svarbūs kokybės patikrinimai:
Forma ir vientisumas: besiūlių ekstruzinių trišakių atveju išilginės suvirinimo siūlės nebuvimas yra pagrindinis kokybės rodiklis, užtikrinantis vienodą stiprumą. Pagamintiems trišakiams (nuo SB467) labai svarbu visiškai įsiskverbti suvirinimo siūlės tarpkojo ir šakų susikirtimo vietose. Šios suvirinimo siūlės turi būti 100 % patikrintos radiografiškai (RT), kad būtų galima nustatyti, ar nėra susiliejimo ar poringumo.
Atkaitinimas tirpalu: po-gamybos trišakiai turi būti atkaitinti tirpalu ir atšaldyti, kad ištirptų bet kokios nusodintos fazės (pvz., nikelio-geležies junginiai), kurios gali sukelti vietinę koroziją. Tinkamas atkaitinimas atkuria optimalų atsparumą korozijai.
Teigiamas medžiagos identifikavimas (PMI): patikrinimas naudojant rentgeno fluorescenciją (XRF) yra būtinas norint patvirtinti tinkamą lydinio klasę (C70600 ir C71500), kad būtų išvengta brangių medžiagų maišymosi lauke.
Matmenų patikrinimas: labai svarbu užtikrinti, kad trišakis atitiktų B16.9 matmenis, kad būtų galima{1}}tvirtinti vamzdyno montavimo metu, kad būtų išvengta brangaus lauko pertvarkymo.
Hidrostatinis bandymas: siekiant užtikrinti vientisumą, kiekviena jungtis paprastai yra tikrinama slėgiu iki 1,5 karto didesnio nei vardinis slėgis.
3: Kodėl vario -nikelio trišakio tarpvietės sritis yra ypač svarbi sritis ir kokia projektavimo ir gamybos praktika sumažina riziką?
Tarpkojo sritis -vidinė sankirta, kur šaka susikerta su pagrindine trišakio linija-yra natūralus kelių gedimo mechanizmų, atsirandančių dėl įtempių koncentracijos, srauto dinamikos ir galimų gamybos defektų, židinio taškas.
Pagrindinės rizikos:
Erozija{0}}Korozija: sistemose, kuriose yra didelis skysčio greitis, skendinčios kietosios medžiagos arba dujų burbuliukai, staigus srauto krypties pasikeitimas gali sukelti susidūrimą ir turbulentinę kavitaciją, mechaniškai nusidėvintis apsauginį paviršiaus oksido sluoksnį greičiau, nei jis gali atsinaujinti.
Įtempių koncentracija: geometrinis netolygumas sukuria vietinę didelio įtempio sritį, kuri gali pagreitinti koroziją ir nuovargio įtrūkimus.
Suvirinimo defektai (pagamintuose trišakiuose): Nevisiškas įsiskverbimas arba poringumas vidinėje suvirinimo siūlėje tarpkojyje sukuria įtrūkimus, kurie yra plyšių korozijos pradžios vietos.
Sušvelninimo praktika:
Sustiprintas dizainas (išspausti išėjimai): aukštos-kokybės besiūliai trišakiai gaminami su sustiprintu tarpukoju, kur ekstruzijos metu sankirtoje išlaikoma papildoma medžiaga, siekiant kompensuoti plonėjimą ir suteikti būdingą stiprumą.
Lygus vidinis kontūras: idealus trišakis turi sklandų, spinduliuotą perėjimą nuo bėgimo iki šakos, sumažindamas turbulenciją. Tai nuosekliau pasiekiama naudojant aukštos-kokybės besiūlius trišakius arba profesionaliai pagamintus / suvirintus trišakius, kurių vidus yra šlifuotas ir poliruotas.
Srauto kontrolė: sistemos projektavimas turėtų siekti, kad skysčių greitis neviršytų rekomenduojamų Cu-Ni lydinių ribų (pvz., paprastai < 3,5 m/s jūros vandeniui 90-10 Cu-Ni, kad būtų išvengta erozijos ir korozijos).
Kruopštus suvirinimas ir po{0}}suvirinimo siūlių apdorojimas: suvirinimo briaunoms išlygina suvirinimo rutulys, naudojant tinkamas suvirinimo procedūras (GTAW/TIG) su tinkamais užpildais (pvz., ERCuNi) ir užtikrinant visišką įsiskverbimą, o po to vidinis šlifavimas. Vėlesnis tirpalo atkaitinimas yra ne-derėtinas.
4: Su kokiomis konkrečiomis grėsmėmis susiduria vario-nikelio trišakis ir kaip jai būdinga savybė, palyginti su tokiomis alternatyvomis kaip nerūdijantis plienas?
Jūrų aplinka yra unikalus agresyvus grėsmių derinys, su kuriuo „Cu{0}}Ni tees“ yra specialiai sukurti kovoti.
Pagrindinės grėsmės:
Jūros vandens korozija: bendra ir taškinė korozija nuo chlorido jonų.
Biologinis užsiteršimas: sukibimas ir augimas jūrinių organizmų (baravykų, midijų, dumblių), kurie gali užkimšti sistemas, skatinti koroziją nuo nuosėdų (UDC) ir padidinti pasipriešinimą.
Erozija{0}}Smėlio / dumblo korozija: abrazyvinės dalelės suspenduotame smėlyje gali ardyti apsaugines plėveles.
Tarša sulfidais: užterštuose uostuose arba anaerobinėmis sąlygomis sulfidai gali suardyti apsauginę oksido plėvelę ant kai kurių metalų.
Cu-Ni būdingi gynybos mechanizmai:
Apsauginės plėvelės susidarymas: Cu{0}}Ni lydiniai sudaro ploną, tankią, prilimpančią ir savaime{1}}gyjančią oksido plėvelę, daugiausia sudarytą iš vario oksido (Cu₂O), o sluoksnį praturtina nikelis ir geležis. Ši plėvelė yra labai atspari chlorido įsiskverbimui.
Apsauginės savybės: Vario jonai, lėtai išplaunami nuo paviršiaus, yra toksiški jūros organizmams, todėl užtikrina būdingą atsparumą biologiniam užsiteršimui. Tai drastiškai sumažina valymo ir biocidų priežiūros išlaidas, palyginti su nerūdijančio plieno sistemomis, kurios greitai užsiteršia.
Pataisoma plėvelė: jei pažeista, plėvelė greitai atsinaujina esant deguoniui.
Atsparumas sulfidams: nors sulfidai gali būti žalingi, 70-30 Cu-Ni lydinio tolerancija yra geresnė nei 90–10, ir abu tokiomis sąlygomis paprastai yra tvirtesni nei daugelis nerūdijančio plieno.
palyginti su nerūdijančiu plienu (pvz., 316 l): nerūdijantis plienas remiasi pasyviu chromo oksido sluoksniu, kuris puikiai oksiduojasi, bet yra pažeidžiamas stovinčiame, mažai -deguonies turinčiame jūros vandenyje, kur jis gali nukentėti nuo plyšių ir taškinės korozijos. Jis užtikrina nulinį atsparumą biologiniam užteršimui. Jūros vandens sistemos trišakiai, kuri yra puiki vieta plyšiams (prie suvirinimo siūlių) ir srauto trikdžių, Cu-Ni patikima plėvelė ir antiapnašų savybės daro jį daug tvirtesniu ir mažesnėmis-gyvenimo ciklo-kašomis.
5: Kokie yra esminiai įrengimo, paleidimo ir priežiūros veiksmai, siekiant užtikrinti ilgalaikį vario-nikelio trišakio veikimą vamzdynų sistemoje?
Tinkama praktika sistemos gyvavimo ciklo metu yra labai svarbi norint išnaudoti visas Cu-Ni jungiamųjų detalių aptarnavimo galimybes.
Montavimas:
Galvaninė izoliacija: Cu{0}}Ni yra katodinis plieno ir aliuminio atžvilgiu. Trišakiai, sujungti su skirtingais metalais (pvz., Cu-Ni tee ant plieninio vamzdžio), turi būti elektriškai izoliuoti naudojant dielektrines jungtis arba flanšo izoliacijos rinkinius, kad būtų išvengta pagreitėjusios mažiau tauriųjų metalų galvaninės korozijos.
Švara ir tam skirti įrankiai: neleiskite užteršti geležies (nuo plieninių vielinių šepečių, šlifavimo diskų ar pjovimo įrankių). Naudokite tik nerūdijančio plieno arba Cu{1}}Ni skirtus įrankius. Geležies dalelės, įterptos į paviršių, gali sukurti galvaninius elementus, dėl kurių gali atsirasti duobių.
Tinkamas suvirinimas: naudokite atitinkamus arba patvirtintus užpildus (ERCuNi 90{2}}10). Užtikrinkite kruopštų atbulinį prapūtimą inertinėmis dujomis, kad išvengtumėte vidinės oksidacijos.
Paleidimas:
Venkite sąstingio paleidžiant{0}}: apsauginei plėvelei susidaryti reikia deguonies. Prieš pradėdami naudoti sistemą, kruopščiai nuplaukite švariu, gazuotu vandeniu. Nepalikite sistemos ilgą laiką tuščią arba pripildytą stovinčio vandens, ypač jei naudojamas chloravimas, nes didelis chloro kiekis sąstingio metu gali pakenkti.
Kontroliuojamas greitis: paleidžiamos sistemos palaipsniui didinant srautą iki projektinio greičio, kad susidarytų stabili plėvelė.
Priežiūra:
Valymas: jei valyti būtina, naudokite ne{0}}abrazyvinius metodus. Venkite valyti stipriai rūgštimi (pvz., druskos rūgštimi), nes tai gali sunaikinti oksido plėvelę. Jei reikia, naudokite praskiestą sieros arba fosforo rūgštį su atitinkamais inhibitoriais, po to nedelsiant kruopščiai nuplaukite ir pasyvuokite gazuotu vandeniu.
Patikrinimas: reguliariai tikrinant, ar nėra vietinės erozijos ar korozijos požymių, dėmesys turėtų būti skiriamas tarpkojo sričiai, suvirinimo siūlėms ir srovei po srauto sutrikimų.
System Chemistry: Monitor and control system parameters. Avoid excessive chlorination (>1 ppm likutis) ir užkirsti kelią sulfidų ar amoniako patekimui, kuris gali būti žalingas.
