1. Hastelloy C-22HS (UNS N07022) buvo sukurtas specialiai didesniam stiprumui. Koks yra jo pagrindinis metalurginio stiprinimo mechanizmas ir kokiuose vamzdynų įrenginiuose dėl to jį reikia atnaujinti, palyginti su standartiniu C-22 (UNS N06022)?
Hastelloy C-22HS (didelis stiprumas) taiko termomechaninio apdorojimo (TMP) būdą, kad būtų pasiektas žymiai didesnis takumo stiprumas, išlaikant puikų atsparumą korozijai. Tai skiriasi nuo tradicinio kieto tirpalo stiprinimo.
Metalurgijos stiprinimo mechanizmas:
Standartas C-22: remiasi kietu-tirpalu, sustiprinamu dėl didelio chromo, molibdeno ir volframo kiekio vienoje-fazėje, austenitinėje (FCC) nikelio matricoje. Jis tiekiamas tirpalu atkaitintas ir gesintas.
C-22HS: atliekamas patentuotas kontroliuojamas valcavimo ir senėjimo procesas. Šis procesas sukelia didelį dislokacijų tankį ir greičiausiai skatina labai smulkią, vienodą antrinių fazių (galbūt karbidų arba intermetalinių medžiagų), kurios fiksuoja dislokacijas, sklaidą, smarkiai padidindamos stiprumą, nesiremiant dideliais kritulių kietėjimo elementų, pvz., aliuminio ar titano, priedais. Tai yra amechaniškaiišvesta didelio stiprumo{0}}C-22 chemijos sąlyga.
Našumo ir taikomosios programos atnaujinimas per standartinį C-22:
Pagrindinis pranašumas yra padvigubinti takumo ribą kambario temperatūroje (pvz., ~120 ksi / 830 MPa C-22HS, palyginti su ~60 ksi / 415 MPa atkaitintu C-22), išlaikant ~90% atsparumo korozijai.
Būtini vamzdynų pritaikymai:
Aukšto slėgio{0}}rūgščių paslauga: gręžinių vamzdžiams, šulinių galvučių komponentams ir povandeniniams kolektoriams giliuose, rūgštuose (H₂S) naftos ir dujų gręžiniuose, kur reikalingas ypatingas atsparumas korozijai ir labai didelis takumo stiprumas, kad atlaikytų slėgį gręžiniuose. C-22HS leidžia sukurti plonesnes sienas, sumažinant svorį ir išlaidas.
Aukšto slėgio procesų
Kritiniai suspaudimo ir siurblio komponentai: aukšto slėgio
Pasirinkimo taisyklė: naudokite besiūlius vamzdžius C-22HS, kai mechaninę konstrukciją lemia slėgio sukeltas lanko įtempis ir jums reikalingas C-22 korozijos profilis. Jei konstrukciją lemia tik korozija su minimaliu slėgiu, pakanka standartinio atkaitinto C-22 ir jį galima pagaminti geriau.
2. Hastelloy G-35 (UNS N06035) garsėja išskirtiniu atsparumu fosforo rūgščiai. Koks konkretus kompozicijos reguliavimas lemia šį našumą ir kokiai kitai agresyviai aplinkai išskirtinai naudingas G-35 vamzdis?
Hastelloy G-35 – tai tikslingas cheminis optimizavimas, siekiant dominuoti specifiniame, žinomai koroziniame pramoniniame procese: fosforo rūgšties (WPA) gamyboje šlapiuoju būdu.
Kompozicijos naujovės:
Svarbiausia yra žymiai padidinti chromo kiekį ir visiškai pašalinti varį.
C-276/C-22 Bazinis: ~16-22% Cr, gali būti Cu (kaip C-2000).
G-35: ~33% chromo, 8% molibdeno, 0% vario.
Logika: Didelis chromo kiekis puikiai tinka oksiduoti rūgštis (pvz., fosforo rūgštį, kurioje dažnai yra oksiduojančių priemaišų, tokių kaip fluoras ir chloridai). Tačiau tradiciniai daug{1}}chromo lydiniai nukentėjo dėl rūgščių redukavimo. G-35 8% Mo suteikia kritinį pagrindą mažinant atsparumą rūgštims ir chloridui, sukuriant naują pusiausvyrą. Vario pašalinimas apsaugo nuo galimų problemų labai oksiduojančiomis sąlygomis, kai varis gali oksiduotis.
Pagrindinis pritaikymas – fosforo rūgšties vamzdynas:
G-35 yra geriausia medžiaga, skirta vamzdynams tvarkyti koncentruotą, užterštą fosforo rūgštį (54 % P₂O5) aukštesnėje temperatūroje, ypač garinimo ir filtravimo grandinėse. Jis daug geriau atsparus fluorido jonų, chlorido jonų, sieros rūgšties ir kieto gipso dilimui proceso sraute nei nerūdijantis plienas, ankstesni G serijos lydiniai (G-3, G-30) ar net C-276.
Kitos unikalios naudingos aplinkos:
Vidutinės koncentracijos sieros rūgštis: ypač užterštos oksiduojančiomis medžiagomis (Fe³⁺, Cu²⁺). Didelis Cr kiekis suteikia jam pranašumą prieš C-276 ir C-2000 šioje oksiduojančioje sulfato aplinkoje.
Azoto rūgšties / chromo rūgšties mišiniai: ėsdinimo ir paviršiaus apdorojimo linijoms, kuriose naudojamos stiprios oksiduojančios rūgštys.
Atliekų deginimo šveitimo skysčiai: tvarkykite plautus skysčius, kuriuose yra chloridų, fluoridų ir sieros rūgšties, esant žemam pH.
Metalo apdailos ir elektrinio poliravimo vonios: kuriose dažnai naudojami agresyvūs, oksiduojantys rūgščių mišiniai.
Iš esmės G-35 vamzdis yra specialisto pasirinkimas, kai aplinka yra stipriai oksiduojanti, rūgšti, o jos sudėtyje yra halogenidų-, užpildančių nišą tarp puikaus redukuojančio-atsparumo rūgštims, kurių sudėtyje yra didelis-molibdeno lydinių, ir didelio-chromo ir mažesnio molibdeno kiekio oksidacijos atsparumo.
3. Kokie yra C-22HS vamzdžių, palyginti su atkaitintais analogais, iššūkiai ir reikalingos procedūros gamybos ir suvirinimo požiūriu, atsižvelgiant į jo didelio stiprumo ir darbo būklę?
Gaminimas naudojant C-22HS yra iš esmės kitoks ir labiau ribojantis dėl sustiprintos būsenos.
Kritinis apribojimas: NĖRA KARŠTO DARBO.
Didelis C-22HS stiprumas atsiranda dėl specifinės šaltai{5}}apdirbtos ir pasenusios mikrostruktūros. Didelė šiluma (pvz., karštas lenkimas, kalimas) sunaikins šią pritaikytą struktūrą, sukeldama per didelį senėjimą / atsigavimą ir nuolatinį pagerintų mechaninių savybių praradimą. Gamyba visų pirma apsiriboja šaltuoju lenkimu gamintojo nurodytose ribose.
Suvirinimas C-22HS:
Suvirinimas yra didžiausias iššūkis, nes suvirinimo karštis sukuria karščio{0}}paveiktą zoną (HAZ), kuri bus per-senstanti ir suminkštėjusi.
Užpildas: turi būti naudojamas metalo užpildas, atitinkantis netauriojo metalo atsparumą korozijai, paprastai ERNiCrMo-10 (tas pats kaip C-22/C-2000). Suvirinimo metalas bus atkaitintas, mažesnio stiprumo.
Stiprumo nepertraukiamumas: baigtas suvirinimas turės tvirtą netauriųjų metalų (C-22HS), minkštą HAZ ir suvirintą (atkaitintą) suvirinimo metalą. Į tai reikia atsižvelgti projektuojant. Suvirinimo jungtis yra mechaninė silpnoji vieta.
Nėra po{0}}suvirinimo terminio apdorojimo (PWHT): pilnas tirpalo atkaitinimas sugadintų netauriojo metalo stiprumą. Vietinis streso mažinimas yra neveiksmingas ir gali būti žalingas. Todėl suvirinti C-22HS mazgai paprastai naudojami suvirintoje būsenoje, atsižvelgiant į mažesnio suvirinimo srities stiprumo projektinius nuolaidas.
Reikalinga griežta procedūra: Suvirinimas turi būti atliekamas naudojant labai mažą šilumos kiekį (siekiant sumažinti suminkštinto HAZ dydį) ir griežtai kontroliuojant tarptakų temperatūrą.
Apdirbimas: jis yra kietesnis ir abrazyvesnis nei atkaitinti lydiniai. Reikalingi standūs nustatymai, aštrūs karbido įrankiai ir tinkamas tiekimas / greičiai.
Išvada: C-22HS geriausiai naudojamas kaip besiūlis, baigtas vamzdis arba vamzdis, kuriam reikia minimalios gamybos vietoje. Jis idealiai tinka tiesiems bėgiams arba ritėms su paprastais, šaltais lauko posūkiais. Sudėtingi suvirinti kolektoriai turėtų būti pagaminti iš atkaitinto C-22 ir, jei reikia, mechaniškai sustiprinti.
4. Atliekant medžiagų parinkimo analizę naujai rimtai aptarnaujamai linijai, kokie yra pagrindiniai lyginamieji veiksniai, dėl kurių inžinierius nurodytų G-35 vamzdį, o ne C-276 arba C-22 vamzdį?
Sprendimų medis priklauso nuo oksiduojančio / redukuojančio pobūdžio ir specifinių proceso srauto teršalų analizės.
| faktorius | Hastelloy C-276 (UNS N10276) | Hastelloy C-22 (UNS N06022) | Hastelloy G-35 (UNS N06035) | Vairuotojo pasirinkimas |
|---|---|---|---|---|
| Optimali aplinka | Redukuoja rūgštis, oksiduoja chloridus. Subalansuotas. | Oksiduojančiuose chloriduose, mišriose rūgštyse pranašesnis už C-276. | Stipriai oksiduojančios rūgštys, ypač su fluoridais/chloridais. | Oksiduojanti srovės galia. |
| Rakto elementas | High Mo (~16%), Med Cr (~16%). | Didesnis Cr (~22%) nei C-276, panašus Mo (~13%). | Labai didelis Cr (~33%), mažesnis Mo (~8%), be Cu. | Cr:Mo santykis. |
| Atsparumas fosforo rūgščiai | Geras grynoje rūgštyje. | Labai geras. | Išskirtinis, ypač užterštoje (F⁻, Cl⁻) drėgnoje{0}}proceso rūgštyje. | F⁻/Cl⁻ buvimas H3PO4. |
| Atsparumas sieros rūgščiai | Puikiai mažina,<70%. Vulnerable to oxidizers. | Geriau nei C-276 oksiduojančiomis sąlygomis. | Geriausias--klasėje, skirtas oksiduoti sieros rūgštį (pvz., su Fe³⁺, Cu²⁺). | Oksiduojantis ir redukuojantis H₂SO₂. |
| Atsparumas chloridui | Puikus (PREN ~69). | Puikus (PREN ~68). | Geras (PREN ~48), bet žemesnis nei C-22/C-276. | Jei pagrindinė grėsmė yra sustingusių chloridų susidarymas, C-22 gali būti saugesnis. |
Nurodykite G-35 vamzdį, kada:
Pirminis proceso skystis yra fosforo rūgštis, azoto rūgštis arba chromo rūgštis.
Yra žinoma, kad sieros rūgšties srautas yra užterštas stipriais oksidatoriais.
Aplinka labai oksiduojasi ir joje yra fluoridų (daugelio lydinių „žudiko“ derinys).
Laboratorinių arba bandomųjų įrenginių duomenys rodo aiškų korozijos greičio pranašumą G-35 specifinėje sudėtingoje proceso terpėje.
5. Kokie yra esminiai kokybės užtikrinimo ir testavimo protokolai, skirti užtikrinti besiūlių vamzdžių C-22HS ir G-35 veikimą svarbiems pasauliniams projektams?
Šių aukščiausios kokybės, konkrečiam naudojimui{0}}skirtų lydinių kokybės užtikrinimas viršija standartinius MTR.
Abiem lydiniams:
Griežta lydymosi praktika: VIM + VAR/ESR lydymo sertifikatas yra privalomas siekiant užtikrinti homogeniškumą ir mažai priemaišų (S, P, Si).
Visiškas atsekamumas: šilumos-į-šilumą ir vamzdžių-į-šilumą atsekamumas.
Išsamus MTR / CMTR: įskaitant visą chemiją, mechanines savybes, terminio apdorojimo įrašus ir NDE ataskaitas.
Išplėstinė NDE: 100 % besiūlių vamzdžių ultragarsinis bandymas (UT) pagal aukštus -jautrumo standartus (pvz., ASTM A578, II arba III lygis), kad būtų išvengta laminavimo ar intarpų.
Specifiniai C-22HS:
Stiprinimo proceso patikrinimas: MTR turi būti aiškiai nurodyta, kad laikomasi patentuotų didelio{0}}stiprumo termomechaninio apdorojimo specifikacijų. Mechaninių bandymų rezultatai turi viršyti mažiausią takumo ribą (pvz., 120 ksi) tam tikrai gaminio formai ir dydžiui.
Ribotas kietumo bandymas: turi būti atlikti kietumo bandymai (pvz., Brinell, Rockwell) ir apie juos pranešta, kad būtų patvirtinta apdorota būklė, tačiau vietos turi būti parinktos taip, kad nepakenktų galutinio produkto paviršiaus vientisumui kritinėse srityse.
Specifiniai G-35:
Korozijos bandymo kupono duomenys: atsižvelgiant į specialią paskirtį, labai rekomenduojama atlikti papildomą gamybinės medžiagos korozijos bandymą.
ASTM G28 A metodas (bendras tarpkristalinės korozijos polinkis).
Taikymas-Specialus bandymas: fosforo rūgšties projektams paprašykite bandymo duomenų imituotame proceso skystyje (pvz., 54 % P₂O5, su nurodytais F⁻ ir Cl⁻ temperatūroje). Tai dažnai yra{5}}konkretus sutarties reikalavimas.
Suvirinimo procedūros kvalifikacija: jei reikalingas suvirinimas, pirkimo specifikacijoje turi būti nurodyta, kad vamzdžių tiekėjas arba kvalifikuota laboratorija pateiktų kvalifikuotą suvirinimo procedūros specifikaciją (WPS) ir, galbūt, suvirinimo kuponus, kad klientas galėtų išbandyti dėl unikalios G-35 aukštos{{2}-free-Cr, Mo,{2}Cr,-.
Galutinis projekto užtikrinimas: mega{0}}projektams (pvz., naujam fosforo rūgšties kompleksui naudojant G-35 vamzdį) įprasta paskirti trečiosios-šalies tikrinimo agentūras, kurios stebėtų svarbius gamybos etapus (terminį apdorojimą, bandymus) gamykloje ir peržiūrėtų visus dokumentus prieš išleidžiant gabenimui. Tai užtikrina, kad kelių milijonų dolerių investicijos į vamzdynus veiktų taip, kaip numatyta per 20+ metų tarnavimo laiką.
