1. Kl.: Kokia yra Incoloy 825 (UNS Nr. 08825) cheminė sudėtis ir kaip kiekvienas legiravimo elementas prisideda prie jo veikimo rūgščių gamybos ir marinavimo aplinkoje?
A:Incoloy 825 (UNS N08825) yra nikelio-geležies-chromo lydinys su kontroliuojamais molibdeno, vario ir titano priedais. Jo vardinė sudėtis – 38,0–46,0 % nikelio, 19,5–23,5 % chromo, mažiausiai 22,0 % geležies, 2,5–3,5 % molibdeno, 1,5–3,0 % vario ir 0,6–1,2 % titano, o anglies kiekis ribojamas iki 0,05 %. Kiekvienas elementas tarnauja tam tikram tikslui rūgščių aptarnavimo aplinkoje.
Nikelis(38–46 %) sudaro pagrindą atsparumui chlorido -jonų įtempiams-koroziniam įtrūkimui (SCC), kritiniam cheminio apdorojimo įrangos gedimo režimui, veikiamam chloridų ir rūgščių. Didelis nikelio kiekis taip pat stabilizuoja austenitinę struktūrą, užtikrindamas plastiškumą ir pagaminamumą.
Chromas(19,5–23,5%) suteikia atsparumą oksiduojančioms medžiagoms, tokioms kaip azoto rūgštis, nitratai ir oksiduojančios druskos. Beicuojant, kai naudojamos mišrios rūgštys (azoto-vandenilio fluoridas), chromas leidžia lydiniui atlaikyti oksiduojančią rūgšties mišinio komponentą.
Molibdenas(2,5–3,5 proc.) irvario(1,5–3,0 %) veikia sinergiškai, kad būtų užtikrintas išskirtinis atsparumas redukuojančiai aplinkai, ypač sieros ir fosforo rūgštims. Varis yra ypač veiksmingas prieš sieros rūgštį, o molibdenas padidina atsparumą duobių ir plyšių korozijai-lokalizuotiems atakos mechanizmams, kurie gali greitai prasiskverbti pro vamzdžių sieneles stovinčiose arba mažo srauto vietose.
Titanas(0,6–1,2%) tarnauja kaip stabilizuojantis elementas. Tinkamai termiškai apdorojant, titanas susijungia su anglimi, kad susidarytų titano karbidai, užkertantys kelią chromo karbido nusodinimui ties grūdelių ribomis. Šis stabilizavimas pašalina jautrumą tarpkristalinei korozijai (įjautrinimui), o tai ypač svarbu suvirintam vamzdžiui ir vamzdžiui, kai naudojamas rūgštis.
.
2. Kl.: Kokios ASTM specifikacijos reglamentuoja besiūlius vamzdžius Incoloy 825, skirtus cheminiams procesams, ir kuo šios specifikacijos skiriasi?
A:„Incoloy 825“ besiūliams vamzdžiams ir vamzdeliams taikomos kelios ASTM specifikacijos, kurių kiekviena susijusi su konkrečiomis gaminio formomis ir aptarnavimo sąlygomis. Norint tinkamai parinkti medžiagas rūgščių gamybos ir ėsdinimo įrangoje, būtina suprasti šiuos skirtumus.
ASTM B163reglamentuoja besiūlius nikelio ir nikelio lydinių kondensatorius ir šilumokaičio{0}}vamzdžius. Ši specifikacija konkrečiai taikoma vamzdeliams, naudojamiems šilumos perdavimo įrenginiuose, pavyzdžiui, šilumokaičiams, kondensatoriams ir garintuvams rūgščių gamyklose. Jis nustato griežtus matmenų nuokrypius ir neardomųjų bandymų (dažniausiai sūkurinės srovės arba ultragarso) reikalavimus, kad būtų užtikrintas vamzdžio vientisumas atliekant slėgį.
ASTM B423apima „Nikelio-geležies-chromo-molibdeno-vario lydinio (UNS N08825 ir N08221) besiūlius vamzdžius ir vamzdelius“. Tai yra pagrindinė bendrosios paskirties besiūlių vamzdžių ir vamzdžių, naudojamų cheminio apdorojimo reikmėms, specifikacija. Ji skirta produktams nuo mažų prietaisų vamzdelių iki didelio-skersmens proceso vamzdynų ir apima cheminės sudėties, tempimo savybių ir terminio apdorojimo reikalavimus.
ASTM B424taikoma plokštėms, lakštams ir juostelėms, tuo tarpuASTM B425apima strypų ir strypų gaminius. Pagamintiems komponentams, tokiems kaip flanšai ir jungiamosios detalės,ASTM B564yra atitinkama kaltinių gaminių specifikacija.
Rūgščių gamybos ir ėsdinimo įrenginiuose šilumokaičiai paprastai nurodomi pagal ASTM B163, o proceso vamzdynai sujungiami pagal ASTM B423. Abiejose specifikacijose reikalaujama, kad medžiaga būtų tiekiama atkaitinta tirpalu ({2}}stabilizuota atkaitinta maždaug 940–980 laipsnių kampu), kad būtų užtikrintas didžiausias atsparumas korozijai ir optimalus gamybos lankstumas.
3. Kl.: Kodėl Incoloy 825 yra tinkamiausia medžiaga sieros ir fosforo rūgščių priežiūrai ir kokius atsparumo korozijai pranašumus, palyginti su nerūdijančiu plienu?
A:„Incoloy 825“ pasižymi išskirtiniu atsparumu tiek redukuojančioms, tiek oksiduojančioms rūgštims, todėl jis yra unikalus rūgščių gamybos ir ėsdinimo reikmėms, kai nerūdijantis plienas per anksti genda. Jo pranašumas ryškiausias sieros rūgšties (H2SO4) ir fosforo rūgšties (H3PO4) aplinkoje.
Sieros rūgšties paslauga:Incoloy 825 pasižymi išskirtiniu atsparumu įvairioms sieros rūgšties koncentracijoms ir temperatūroms. Vario ir molibdeno priedai apsaugo nuo praskiestos sieros rūgšties redukcinio pobūdžio, o chromas užtikrina atsparumą didesnėms koncentracijoms, kai vyrauja oksidacinės sąlygos. Priešingai, austenitiniai nerūdijantys plienai, tokie kaip 304 l ir 316 l, patiria greitą sieros rūgšties koroziją, ypač esant aukštesnei temperatūrai. Pavyzdžiui, 10–50 % H₂SO₂ esant temperatūrai iki 150 °F (65 °F), „Incoloy 825“ palaiko žemesnį nei 0,1 mm per metus korozijos greitį, o 316L gali viršyti 1,0 mm per metus.
Fosforo rūgšties paslauga:Gaminant šlapio{0}proceso fosforo rūgštį (naudojamą trąšų gamyboje), rūgštyje yra agresyvių priemaišų, įskaitant fluoridus, chloridus ir silicio dioksidą. „Incoloy 825“ yra atsparus bendrai korozijai ir vietiniam poveikiui šioje aplinkoje, o standartinis nerūdijantis plienas patiria greitą taškinę ir plyšių koroziją. Lydinys plačiai naudojamas fosforo rūgšties garintuvams, šilumokaičiams ir vamzdynų sistemoms
.
Atsparumas įtempimui-korozijai (SCC):Vienas iš svarbiausių Incoloy 825 pranašumų, palyginti su nerūdijančiu plienu, yra jo atsparumas chlorido -sukeltam SCC. Austenitinis nerūdijantis plienas yra labai jautrus SCC, kai yra veikiamas chloridų aukštesnėje nei 140 laipsnių F (60 laipsnių) temperatūroje. Incoloy 825, kuriame yra daug nikelio (38–46 %), yra beveik atsparus chlorido SCC, todėl tai yra tinkamiausia medžiaga tais atvejais, kai kartu su rūgštimis yra chloridų.
Įdubimų ir plyšių korozija:Molibdeno kiekis (2,5–3,5 %) suteikia „Incoloy 825“ didesnį atsparumą taškinei ir plyšinei korozijai, palyginti su 316 l nerūdijančiu plienu. Tai ypač svarbu atliekant ėsdinimo operacijas, kai sustingusios sąlygos arba įtrūkimai po tarpikliais ir flanšais gali sukelti vietinį ataką.
4. Kl.: Kokie pagrindiniai aspektai yra suvirinant Incoloy 825 vamzdį ir vamzdelį rūgščių gamybos įrangoje ir kokie užpildai yra rekomenduojami?
A:Incoloy 825 suvirinimui reikia specialių procedūrų, kad būtų išlaikytas lydinio atsparumas korozijai ir mechaninis vientisumas. Lydinys pasižymi geru suvirinamumu visais įprastiniais lydinio suvirinimo būdais, tačiau reikia atsižvelgti į keletą svarbių veiksnių.
Išankstinis-valymas suvirinimu:Paviršiaus teršalai -ypač siera, švinas ir riebalai- gali sukelti karštus įtrūkimus suvirinimo metu. Prieš suvirinimą vamzdžio ar vamzdelių paviršiai turi būti kruopščiai nuriebalinti acetonu ar kitais tinkamais tirpikliais. Nerūdijančio plieno šlifavimo diskai neturėtų būti naudojami su Incoloy 825, nes dėl kryžminio -užteršimo gali atsirasti priemaišų.
Šilumos tiekimo valdymas:Incoloy 825 turi mažesnį šilumos laidumą ir didesnį šiluminį plėtimąsi nei austenitinio nerūdijančio plieno. Siekiant sumažinti iškraipymus ir liekamuosius įtempius, suvirinimo procedūrose turėtų būti nurodyta:
Šilumos įvestis mažesnė nei 1,0 kJ/mm (apie 25 kJ/in)
Perėjimo temperatūra žemesnė nei 100 laipsnių (210 laipsnių F)
Stringer karoliukų technika (vengiama pynimo)
Atgalinio-prapūtimo dujų (argono) naudojimas šaknų praėjimui, kad būtų išvengta oksidacijos vidiniame paviršiuje
Rekomenduojami užpildų metalai:Incoloy 825 suvirinimui galimi keli užpildo metalo variantai:
ERNiFeCr-1 (AWS A5.14): Tai tinkamas Incoloy 825 užpildo metalas, taip pat žinomas kaip INCOLOY® 65 užpildo viela. Jis užtikrina atsparumą korozijai, lygiavertį netauriajam metalui ir tinka TIG (GTAW) ir MIG (GMAW) suvirinimui.
INCOLOY® 135 suvirinimo elektrodai: Rankiniam lankiniam metalo suvirinimui (MMA/SMAW) šie elektrodai užtikrina tinkamą sudėtį ir mechanines savybes.
Alternatyvūs užpildai metalai, tokie kaip ER383 (27.31.4.LCu), gali būti naudojami tam tikroms reikmėms, tačiau norint užtikrinti maksimalų atsparumą korozijai, dažniausiai pirmenybė teikiama tinkamam užpildui.
Po{0}}suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT):Daugeliu atvejų Incoloy 825 gali būti naudojamas kaip-suvirintas be po-suvirinimo terminio apdorojimo. Tačiau atliekant eksploatavimą labai korozinėje aplinkoje arba ten, kur susirūpinimą kelia liekamieji įtempiai, gali būti atliktas tirpalo atkaitinimas 930–980 laipsnių kampu, o po to gesinimas vandeniu, kad būtų atkurtas didžiausias atsparumas korozijai ir pašalintas bet koks jautrumas karščio paveiktoje zonoje.
Kvalifikacija:„Incoloy 825“ suvirinimo procedūros, naudojant kritines rūgštis, turi būti kvalifikuotos pagal ASME IX skyrių arba taikomus kodus, įskaitant mechaninius bandymus ir korozijos bandymus, siekiant patikrinti, ar suvirintoji jungtis atitinka reikalaujamus veikimo standartus.
5. Kl.: Kuriuose konkrečiuose komponentuose rūgščių gamybos ir ėsdinimo įrenginiuose paprastai naudojamas Incoloy 825 vamzdis ir vamzdis ir kokios aptarnavimo sąlygos pateisina jo pasirinkimą?
A:Incoloy 825 vamzdžiai ir vamzdeliai yra skirti įvairiai įrangai rūgščių gamybos ir ėsdinimo operacijoms, ypač kai eksploatavimo sąlygos viršija pigesnių nerūdijančio plieno alternatyvų galimybes.
Marinavimo operacijos:Plieno apdirbimo įmonėse ėsdinimo linijose naudojamos mišrios rūgštys (paprastai sieros rūgštis, o po to azoto -vandenilio fluorido mišiniai), kad pašalintų nuosėdas nuo plieno gaminių. Incoloy 825 plačiai naudojamas:
Marinavimo bako šildytuvai(garų arba elektrinės panardinimo ritės)
Marinavimo rezervuarai ir rezervuarų įdėklai
Šildymo gyvatukai, krepšeliai ir grandinėsnaudojami plieno gaminiams panardinti
Recirkuliaciniai vamzdynai ir siurbliaikarštų rūgščių tirpalų tvarkymas
Lydinys atlaiko labai agresyvų šių rūgščių mišinių pobūdį, išlaikant mechaninį vientisumą iki 550 laipsnių (1022 laipsnių F) darbinėje temperatūroje dėl trumpalaikio poveikio.
Sieros rūgšties gamyba:Įmonėse, gaminančiose sieros rūgštį kontaktiniu būdu, Incoloy 825 naudojamas:
Šilumokaičiai(ir korpuso{0}}ir
Rūgščių paskirstymo vamzdynastvarkyti karštą koncentruotą H₂SO₂
Ortakiai ir plovikliaisieros regeneravimo įrenginiuose
Fosforo rūgšties gamyba:Šlapio{0}}proceso fosforo rūgšties gamyklose Incoloy 825 naudojamas:
Garintuvai ir koncentratoriaikur fosforo rūgštis koncentruojama vakuume
Šakių vamzdžiai ir šilumokaičio vamzdžiaireakcijos ir koncentracijos skyriuose
Šveitikliai ir vamzdynairūgščių srutų, kuriose yra gipso ir kitų kietų medžiagų, tvarkymas
Kita cheminio proceso įranga:Be rūgščių gamybos, Incoloy 825 randamas pritaikymas:
Taršos kontrolės sistemos: Dūmų desulfuravimo (FGD) įrenginiai elektrinėse
Naftos ir dujų gamyba: gręžtiniai vamzdžiai ir paviršiniai vamzdžiai, skirti rūgščių dujų (H₂S/CO₂) aptarnavimui
Branduolinio kuro perdirbimas: Panaudoto kuro tirpintuvų (sieros ir azoto rūgšties mišinių) tvarkymo įranga
Radioaktyviųjų atliekų tvarkymas: Sandėliavimo ir perdirbimo indai
Pasirinkimo pagrindimas:Sprendimas nurodyti Incoloy 825, o ne alternatyvas, tokias kaip 316L nerūdijantis plienas, dvipusis nerūdijantis plienas ar daugiau -legiruotų nikelio lydinių, tokių kaip C-276, paprastai grindžiamas gyvavimo{13}}kaštų analize. Nors „Incoloy 825“ pradinė medžiagų kaina yra didesnė nei nerūdijančio plieno (paprastai 2–4 kartus didesnė už 316 l kainą), jo aukštas atsparumas korozijai reiškia ilgesnį tarnavimo laiką, sumažina techninės priežiūros prastovos laiką ir pašalina ankstyvo gedimo riziką. Palyginti su Alloy C-276, Incoloy 825 siūlo ekonomiškesnį sprendimą tais atvejais, kai nereikalingas ypatingas C-276 atsparumas korozijai.
