1: Koks yra esminis skirtumas tarp nikelio 200 ir nikelio 201 pagal ASTM standartus ir kodėl nikelis 201 yra ASTM B730 suvirintų vamzdžių pasirinkimo medžiaga kritiškai padidintoje temperatūroje?
Pagrindinis skirtumas tarp nikelio 200 (UNS N02200) ir nikelio 201 (UNS N02201) yra kontroliuojamas anglies kiekis, specifikacija apibrėžta tokiuose standartuose kaip ASTM B162 (plokštei / lakštui) ir B730 (suvirintam vamzdžiui). Nikelis 200 leidžia naudoti iki 0,15 % anglies, o nikelis 201 yra mažai anglies išskiriantis variantas, kuriame daugiausia 0,02 % anglies.
Šis, atrodytų, nedidelis skirtumas lemia visą aukštos{0}}temperatūros paslaugų paketą. Suvirintuose vamzdeliuose, skirtuose naudoti aukštesnėje nei 315 laipsnių (600 laipsnių F), didesnė nikelio 200 anglis tampa termodinamiškai nestabili nikelio matricoje. Laikui bėgant anglis migruoja į grūdelių ribas ir nusėda kaip grafito mazgeliai{6}}procesas, vadinamas grafitizacija. Šis reiškinys yra katastrofiškas vamzdiniam gaminiui:
Jis sukelia trapumą, smarkiai sumažindamas lankstumą ir atsparumą smūgiams.
Tai pablogina mechanines savybes, ypač valkšnumo stiprumą ir nuovargio trukmę.
Jis sukuria tarpkristalinės korozijos kelius, pažeidžiant vamzdžio vientisumą korozinėje atmosferoje.
ASTM B730 Nickel 201 suvirinti vamzdžiai yra specialiai sukurti taip, kad būtų išvengta šios rizikos. Itin mažas anglies kiekis neleidžia susidaryti žalingam grafitui ilgai veikiant 315–650 laipsnių (600–1200 laipsnių F) diapazone. Dėl to Nikelis 201 yraprivalomassuvirintų vamzdžių pasirinkimas tokioms reikmėms kaip šilumokaičių ryšuliai, skirti karšto šarmo priežiūrai, termoporos apsauginiai apvalkalai, krosnies vidinės dalys ir technologinių dujų linijos, kuriose dėl ilgalaikio -terminio stabilumo negalima-sutarti. Standartas užtikrina, kad vamzdis būtų pagamintas iš medžiagos, kuri savaime nesuyra iš vidaus dėl mikrostruktūros nestabilumo.
2: Kurioms konkrečioms pramonės šakoms ir paslaugų aplinkoms ASTM B730 Nickel 201 suvirinti vamzdžiai laikomi svarbiu inžineriniu sprendimu?
ASTM B730 Nickel 201 suvirinti vamzdžiai naudojami pramonės šakose, kuriose susilieja atsparumas korozijai, atsparumas aukštai temperatūrai ir gamybos ekonomiškumas. Jų naudojimą lemia specifinė, dažnai sunki, cheminė ir šiluminė aplinka.
Pagrindinės programos apima:
Kaustinių (šarmų) gamyba ir tvarkymas: tai yra svarbiausia programa. Nikelis 201 pasižymi neprilygstamu atsparumu visoms natrio ir kalio hidroksido (NaOH, KOH) koncentracijoms visame temperatūros diapazone, įskaitant išlydytą būseną. Suvirinti vamzdžiai naudojami šarminiuose garintuvuose, šildytuvų ryšuliuose ir perdavimo linijose, kur atsparumas įtempių korozijos įtrūkimams (nuo to katastrofiškai kenčia nerūdijantis plienas) ir bendrajai korozijai yra itin svarbus.
Organinis cheminis apdorojimas: procesuose, kuriuose dalyvauja halogeninti junginiai, riebalų rūgštys arba monomerai, kuriuose gali būti chloridų (pvz., vinilo chloridas, PVC gamyba). Nikelis 201 užtikrina puikų atsparumą chlorido -sukeltam įtempių korozijos įtrūkimui (CISCC) ir redukuojančioms rūgštims, pvz., vandenilio chloridui, esant aukštesnei temperatūrai.
Maisto ir farmacijos perdirbimas: sistemoms, kurioms reikalingas ypatingas{0}}valymas ir atsparumas valymo priemonėms (CIP/SIP ciklai su šarminiais ir rūgštiniais tirpalais). Dėl lygios, suvirintos struktūros ir ne{2}}teršiančių nikelio 201 savybių jis tinka didelio-grynumo skysčio perdavimo linijoms ir šilumokaičiams.
Oro erdvės ir terminis apdorojimas: prietaisų linijoms, dujinėms azotinėms retortoms ir atkaitinimo krosnies atmosferoms (pvz., disocijuotajam amoniakui, vandeniliui). Vamzdžiai atsparūs karbiuracijai ir išlaiko vientisumą aukštą-temperatūrą mažinančioje atmosferoje.
Kodėl suvirintas vamzdis? Šioms reikmėms suvirintas vamzdis (priešingai nei besiūlis) suteikia įtikinamą pranašumą: ekonomiškas-efektyvumas plonasienių-didelio skersmens{2}}konfigūracijų atveju. ASTM B730 procesas leidžia gaminti puikios matmenų konsistencijos (sienelės storio, koncentriškumo) ir paviršiaus apdailos vamzdžius, kurie yra labai svarbūs šilumos perdavimo efektyvumui ir valomumui užtikrinti, mažesnėmis sąnaudomis nei ekstruziniai besiūliai vamzdžiai, kur tos savybės reikalingos.
3: Kokie yra svarbiausi gamybos, suvirinimo ir po-suvirinimo procesai, apibrėžti arba numanomi ASTM B730, siekiant užtikrinti vamzdžio vientisumą?
ASTM B730 apibrėžiami reikalavimai, reglamentuojantys visą nikelio 201 suvirintų vamzdžių gamybos grandinę, užtikrinant, kad galutinis produktas būtų tinkamas -tiksl-.
1. Pagrindinė medžiaga ir formavimas: pagal standartą reikalaujama, kad vamzdeliai būtų pagaminti iš juostelės arba lakšto, atitinkančio ASTM B162 (nikelio 201). Ši juostelė šaltai valcuojama- iki tikslaus matuoklio, tada naudojant tikslius ritinius suformuojama cilindro forma. Juostos kokybė-jos paviršiaus apdaila, kraštų būklė ir temperamentas-tiesiogiai turi įtakos suvirinimo kokybei ir vamzdžio apvalumui.
2. Suvirinimo procesas: ASTM B730 leidžia suvirinti bet kokiu procesu, kurio metu gaunama suvirinimo siūlė, panaši į automatinį arba mašininį suvirinimą. Praktiškai tai beveik išimtinai automatinis dujų volframo lankinis suvirinimas (GTAW arba TIG). Šis procesas pasirinktas Nickel 201, nes:
Tai suteikia išskirtinį lanko stabilumą ir valdymą.
Jame naudojamas ne{0}}sunaudojamas volframo elektrodas ir inertinis argono / helio ekranas, neleidžiantis užteršti suvirinimo baseino.
Jis sukuria siaurą, tikslų ir visiškai susilydžiusį suvirinimo ruožą su minimaliu šilumos įvedimu, kuris yra labai svarbus norint kontroliuoti iškraipymus ir išsaugoti karščio{0}}paveiktos zonos (HAZ) atsparumą korozijai.
3. Svarbūs po{1}}suvirinimo procesai:
Suvirinimo briaunų valdymas: Vidinis ir išorinis suvirinimo sluoksnis (sustiprinimas) paprastai pašalinamas arba kontroliuojamas. Proceso vamzdžiams dažnai reikia pašalinti vidines granules, kad būtų užtikrintas sklandus skysčio tekėjimas, išvengta turbulencijos ir pašalintas plyšys dėl korozijos ar užteršimo. Tai atliekama naudojant specialius įrankius suvirinimo ar vėlesnio apdirbimo metu.
Visas tirpalo atkaitinimas: tai svarbiausias po{0}}suvirinimo žingsnis. Visas suvirintas vamzdis kaitinamas iki 705–925 laipsnių (1300–1700 laipsnių F) temperatūros ir greitai atšaldomas (užgesinamas vandeniu arba greitu oru). Tai atlieka tris gyvybiškai svarbias funkcijas:
a) Ištirpdo chromo karbidus, kurie suvirinimo metu galėjo nusodinti HAZ, atkurdami optimalų atsparumą korozijai.
b) Pašalina liekamuosius įtempius formuojant ir suvirinant, pagerina matmenų stabilumą ir atsparumą korozijos įtrūkimams.
c) sukuria vienodą, lanksčią mikrostruktūrą visame vamzdyje, įskaitant suvirinimo zoną, todėl jis elgiasi kaip vienalytė medžiaga.
Galutinė apdaila: Vamzdžiai gali būti marinuoti, kad būtų pašalintos atkaitinimo nuosėdos, ir pasyvuoti, kad būtų sustiprintas natūralus oksido sluoksnis.
4: Kokie yra pagrindiniai tikrinimo, bandymų ir sertifikavimo reikalavimai, kuriuos įpareigoja ASTM B730, kad būtų užtikrinta vamzdžio kokybė ir veikimas?
ASTM B730 apima daugiasluoksnį tikrinimo protokolą, kad kiekviena vamzdžių partija atitiktų griežtus pramonės paslaugų reikalavimus.
Privalomas{0}}ardomasis tyrimas (NDE):
Sūkurinių srovių testavimas (ECT): tai pagrindinis NDE metodas. Per vamzdelį pervedama elektra įkrauta ritė. Trūkumai (pvz., įtrūkimai, susiliejimo trūkumas ar inkliuzai) sutrikdo sukeltas sūkurines sroves ir signalizuoja apie defektą. ASTM E426 pateikia šio testo praktiką. ECT yra labai efektyvus, norint aptikti suvirinimo siūlės ir pagrindinio metalo paviršiaus ir arti{5}}paviršiaus trūkumus.
Hidrostatinis bandymas arba alternatyvus NDT: vamzdžiai turi atlaikyti hidrostatinio slėgio bandymą (be nuotėkio) arba būti ištirti atliekant kitą patvirtintą neardomąjį bandymą (pvz., ultragarsu), kad būtų patikrintas slėgio vientisumas ir patikimumas.
Ardomasis bandymas (atliekamas naudojant pavyzdinius kuponus):
Išlyginimo bandymas: Vamzdžio dalis išlyginama tarp lygiagrečių plokščių iki nurodyto atstumo. Šiuo bandymu įvertinamas suvirinimo siūlės lankstumas ir patikimumas, reikalaujant, kad suvirinimo srityje nebūtų įtrūkimų ar trūkumų, kai ji stipriai deformuojama.
Išplitimo testas (arba atvirkštinis išplėtimas): į vamzdžio galą įkišamas kūginis įtvaras, kad jo skersmuo padidėtų nurodytu procentu. Taip patikrinamas ir netauriojo metalo, ir suvirinimo siūlės lankstumas, užtikrinant, kad jie be gedimų atlaikytų formavimo operacijas (pvz., vamzdžio valcavimą į vamzdžių lakštus).
Cheminė analizė ir tempimo bandymai: sertifikatuose turi būti nurodyta pagrindinės medžiagos cheminė sudėtis (kaušelio analizė) ir paprastai skersinio tempimo bandymų rezultatai, įrodantys, kad suvirinimo jungtis atitinka minimalius stiprumo reikalavimus.
Sertifikavimas: Gamintojas turi pateikti sertifikuotą malūno bandymo ataskaitą (CMTR), kurioje dokumentuojama visa pirmiau nurodyta informacija: medžiagos šiluminis numeris, cheminė sudėtis, visi mechaninių ir neardomųjų bandymų rezultatai, terminio apdorojimo detalės ir atitikties ASTM B730 pareiškimas. Šis atsekamumas yra būtinas kokybės užtikrinimui svarbiose pramonės šakose.
5: Kokie yra pagrindiniai projektavimo ir montavimo pranašumai nurodant ASTM B730 suvirintą vamzdį, palyginti su besiūliais alternatyviais nikelio 201 taikymams?
Pasirinkimas tarp suvirintų (ASTM B730) ir besiūlių (ASTM B724, skirtas nikelio lydinio suvirintam vamzdžiui, nors B730 yra specifinis) vamzdžių yra inžinerinis sprendimas, pagrįstas eksploataciniais reikalavimais, ekonomika ir taikymo specifika. Suvirintas vamzdis turi ryškių pranašumų, kai jo charakteristikos atitinka poreikį.
1. Puikus matmenų nuoseklumas ir paviršiaus apdaila: šaltai valcuota juosta, naudojama suvirintam vamzdžiui, yra išskirtinai vienodo storio, o paviršius yra lygus, be skalės (dažnai 2B apdaila). Taip gaunamas galutinis vamzdis, kurio sienelės storio leistinos nuokrypos yra mažos ir vidinis paviršiaus šiurkštumas yra puikus. Tai labai svarbu:
Šilumokaičio našumas: pastovus sienelės storis užtikrina nuspėjamus šilumos perdavimo koeficientus ir slėgio kritimą.
Skysčio srautas: Lygus vidinis paviršius sumažina trintį ir turbulenciją.
Valomas: būtinas sanitarinėms, maisto ir farmacijos reikmėms.
2. Išlaidos-Efektyvumas naudojant didelius skersmenis ir plonas sienas: suvirinimo procesas iš esmės yra ekonomiškesnis gaminant didelių -skersmens vamzdžius (pvz., daugiau nei 3 colių / 75 mm OD) su santykinai plonomis sienelėmis. Kapitalo ir apdorojimo sąnaudos ekstruzijos arba pradurimo ekstruzijos atveju yra žymiai didesnės, kai tinkamas vamzdis, tinkamas panašių matmenų vamzdis. mažesnė kaina.
3. Galimybė naudoti ilgus vamzdžius: Suvirinti vamzdžiai gali būti gaminami nepertraukiamo ilgio, kurį riboja tik ritės dydis ir valdymo logistika, todėl sumažės lauko jungčių, reikalingų ilgiems vamzdžiams, skaičius.
Kada pasirinkti besiūlius (ASTM B163 / B829): besiūliai vamzdžiai nurodomi, kai taikymas apima:
Itin didelis slėgis: vienalytė, bekryptė besiūlio vamzdžio grūdėtoji struktūra gali pasiūlyti saugos ribą.
Didelis ciklinis lenkimas arba nuovargis: išilginės suvirinimo siūlės nebuvimas pašalina galimą įtempių koncentratorių.
Maži skersmenys arba labai storos sienos: kai suvirinimo procesas nėra įmanomas arba ekonomiškas.
Daugumoje korozijai -atsparių, aukštoje{1} temperatūrų procesų taikomųjų programų-ypač šilumokaičiuose, kondensatorių sistemose ir gamybos linijose-ASTM B730 Nikelio 201 suvirintas vamzdis yra optimalus našumo, nuoseklumo ir sąnaudų balansas. Jo visiškai atkaitinta būklė užtikrina, kad suvirinimo zonos savybės atitiktų pagrindinio metalo savybes, todėl tai yra patikimas ir suprojektuotas pasirinkimas.
