1. Kl.: koks yra esminis Nickel 201 ir Nickel 200 kompozicinis skirtumas ir kaip šis skirtumas leidžia Nickel 201 aptarnauti programas, kurios netinka Nickel 200?
A:Pagrindinis skirtumas tarp nikelio 201 (UNS N02201) ir nikelio 200 (UNS Nr. 02200) slypi jų anglies kiekiu -iš pažiūros nedidelis skirtumas, turintis didelės reikšmės aptarnavimui aukštoje temperatūroje.
Nikelis 200didžiausias anglies kiekis yra 0,15%. Nors šis lygis yra priimtinas naudojant aplinkos ir vidutiniškai aukštesnės temperatūros įrenginius, jis daro medžiagą jautriągrafitizavimaskai ilgą laiką veikiama aukštesnėje nei 315 laipsnių (600 laipsnių F) temperatūroje. Grafitinimas yra metalurginis skaidymo mechanizmas, kai persotinta anglis nusėda kaip grafito mazgeliai išilgai grūdelių ribų. Dėl šios transformacijos susidaro stiprus trapumas, kuriam būdingas staigus plastiškumo ir smūgio stiprumo sumažėjimas be jokių matomų sienelės storio ar paviršiaus išvaizdos pokyčių. Vamzdynų sistema, kuri atrodo nepažeista, gali katastrofiškai sugesti dėl šiluminio šoko ar mechaninio įtempimo.
Nikelis 201, priešingai, pasižymi griežtai kontroliuojamu mažu anglies kiekiuMažiau arba lygus 0,02 %. Šis anglies kiekio sumažinimas veiksmingai pašalina grafitizacijos riziką, todėl nikelį 201 galima saugiai naudoti aukštesnėje temperatūroje iki apytiksliai 315 laipsnių (600 laipsnių F), o nepertraukiamai veikiama iki 425 laipsnių (800 laipsnių F). Be anglies, dvi rūšys pasižymi beveik identišku atsparumu korozijai, mechaninėmis savybėmis ir pagaminamumu aplinkos temperatūroje.
Taikymas yra labai svarbus. Tokiose pramonės šakose kaip chloro -šarmų gamyba, kur šarminiai garintuvai ir koncentratoriai veikia nuo 120 laipsnių iki 400 laipsnių (250 laipsnių F iki 750 laipsnių F), nikelis 201 yra privalomas visiems komponentams, veikiamiems aukštesnėje nei 315 laipsnių temperatūroje. Panašiai sintetinio pluošto gamyboje, aukštos temperatūros šarminių medžiagų regeneravimo sistemose ir tam tikruose specialiuose cheminiuose procesuose nikelio 201 pasirinkimas, o ne Nickel 200, yra ne išlaidų optimizavimo, o esminio medžiagų suderinamumo ir saugos klausimas. ASME katilo ir slėginio indo kodo (VIII skirsnis) konstrukcijai, skirtai kaustinei medžiagai naudoti aukštesnėje nei 300 laipsnių temperatūroje, aiškiai reikalaujama mažai{14}}anglies nikelio, pvz., nikelio 201, kad būtų išvengta grafito trapumo.
2. Kl.: dėl ko nikelis 201 yra tinkamesnė medžiaga, o ne austenitinis nerūdijantis plienas, ir kokius konkrečius gedimo mechanizmus jis sumažina?
A:Nikelis 201 yra visuotinai pripažintas kaip geriausia medžiaga, skirta apdoroti koncentruotą kaustinę sodą aukštesnėje temperatūroje dėl savo unikalaus bendro atsparumo korozijai ir atsparumo kaustinio įtempio korozijos įtrūkimams (CSCC) derinio.
Austenitiniai nerūdijantys plienai, įskaitant 304 ir 316 klases, yra labai jautrūskaustinės įtampos korozijos įtrūkimaikai natrio hidroksido koncentracija viršija 50 %, kai temperatūra viršija 60 laipsnių (140 laipsnių F). Šis klastingas gedimo mechanizmas pasireiškia kaip tarpgranulinis arba transgranulinis įtrūkimas, veikiamas tempimo įtempių ir korozinės kaustinės aplinkos. Gedimai dažnai įvyksta be reikšmingo išankstinio sienų retinimo, dėl ko katastrofiškai, neplanuotai išleidžiamas karštas kaustinis tirpalas, turintis rimtų pasekmių saugai, aplinkai ir eksploatacijai.
Nikelis 201, priešingai, praktiškai neturi jautrumo CSCC visame natrio hidroksido koncentracijos ir temperatūros diapazone. Pasyvi plėvelė, susidariusi ant nikelio šarminėje aplinkoje, yra stabili, savaime-gyja ir atspari vietiniam skilimui, kuris atsiranda prieš įtrūkimų koroziją. Bendras korozijos greitis paprastai yra mažesnis nei 0,025 mm per metus (1 mpy), net esant 50 % NaOH, esant 150 laipsnių (302 laipsnių F), todėl tarnavimo laikas viršija 25 metus be didelių sienų praradimo.
Be to, nikelis 201 atsparuskaustinis trapumas-reiškinys, veikiantis anglinį plieną panašioje aplinkoje- ir išlaikomas jo lankstumas bei kietumas per visą tarnavimo laiką. Medžiagoje esantis mažas anglies kiekis (Mažiau nei arba lygus 0,02 %) taip pat pašalina grafitizacijos riziką, o tai keltų susirūpinimą dėl aukštesnių -anglies nikelio rūšių šiame temperatūros diapazone.
Dėl šių priežasčių besiūliai vamzdžiai Nickel 201 yra standartinė specifikacija:
Šarminiai garintuvo vamzdeliai ir perdavimo linijos chloro-šarmų gamyklose
Aukštos{0}}temperatūros šarmų regeneravimo sistemos aliuminio oksido rafinavimo metu (Bayer procesas)
Sintetinio pluošto gamyba (visko ir nailono gamyba)
Muilo ir ploviklių gamybos muilinimo indai
Farmacijos apdorojimas, kai šarminio valymo{0}}vietoje{1}} (CIP) sistemos veikia aukštesnėje temperatūroje
Nors pradinės nikelio 201 kapitalo išlaidos yra daug didesnės nei nerūdijančio plieno, gyvavimo ciklo sąnaudos pateisinamos tuo, kad pašalinamos korozijos atsargos, išvengiama įtempių korozijos įtrūkimų ir užtikrinama patikima, ilgalaikė eksploatacija kritinėse aukštos{2} temperatūros kaustinėse srityse.
3. Kl.: Kokios yra svarbiausios nikelio 201 besiūlių vamzdžių suvirinimo ir gamybos aplinkybės, ypač susijusios su siūlių paruošimu, užpildo metalo parinkimu ir po-suvirinimo terminiu apdorojimu?
A:Suvirinant nikelį 201 reikia kruopštaus dėmesio švarai ir proceso kontrolei, nes medžiaga yra labai jautri trapumui dėl mikroelementų, tokių kaip siera, švinas ir fosforas, kurie yra nekenksmingi anglinio plieno ir nerūdijančio plieno gamyboje.
Sąnarių paruošimas ir švara:Prieš suvirinant visi paviršiai, esantys 50 mm (2 colių) atstumu nuo suvirinimo siūlės, turi būti kruopščiai nuriebalinti naudojant acetoną, izopropilo alkoholį arba panašų ne-chlorintą tirpiklį. Chlorinti tirpikliai yra griežtai draudžiami, nes chloridų likučiai gali sukelti įtempių korozijos įtrūkimus. Anglies plienui naudojami abrazyviniai įrankiai turi būti skirti nikeliui apdoroti, kad būtų išvengta kryžminio -užteršimo; net mažos geležies dalelės gali sukelti galvaninę koroziją arba suvirinimo defektus. Nerūdijančio plieno vieliniai šepečiai yra priimtini paviršių paruošimui, jei jie nebuvo naudojami anglinio plieno valymui.
Užpildo metalo pasirinkimas:Standartinis užpildas suvirinant nikelį 201 yraNickel 61 (UNS N9961), derančios sudėties užpildas, išlaikantis netauriojo metalo atsparumą korozijai ir mechanines savybes. Skirtingoms suvirinimo siūlėms-pavyzdžiui, nikelis 201 ir nerūdijantis plienas arba anglinis plienas-ENiCrFe-2arbaENiCrFe-3(Inconel 182-tipo) užpildai paprastai naudojami. Šie didelio -nikelio chromo-geležies užpildai prisitaiko prie skirtingo nikelio ir plieno šiluminio plėtimosi, kartu užtikrindami tinkamą stiprumą ir atsparumą korozijai. Suvirinant nikelį 201 su savimi didelio grynumo reikmėms, gali būti naudojamas autogeninis suvirinimas (lydymas be užpildo), naudojant tikslų orbitinį dujų volframo lankinį suvirinimą (GTAW/TIG), kad būtų išlaikytos medžiagos mažai anglies dioksido išskiriančios medžiagos.
Suvirinimo procesas:Norint užtikrinti tikslią kontrolę ir minimalų užteršimą, pirmenybė teikiama lankiniam suvirinimui dujomis (GTAW/TIG). Šilumos tiekimas turi būti atidžiai kontroliuojamas; Nors iš anksto pašildyti paprastai nereikia, tarptakų temperatūra turi būti žemesnė nei 150 laipsnių (300 laipsnių F), kad būtų išvengta karšto įtrūkimų ir grūdų augimo. Suvirinimo baseinas turi būti apsaugotas didelio-grynumo argonu arba heliu, o užpakalinė šaknies kanalo pusė turi būti išvalyta inertinėmis dujomis, kad būtų išvengta oksidacijos. Nikelis 201 pasižymi vangiu, tešlos suvirinimo baseino charakteristikomis, dėl kurių reikia suvirintojo mokymo, būdingo nikelio lydiniams.
Suvirinimo terminis apdorojimas po-(PWHT):Daugeliu atvejų PWHT nėra būtinas ir nerekomenduojamas naudojant nikelį 201. Medžiaga paprastai naudojama atkaitinta, o terminis apdorojimas nepadidina jos atsparumo korozijai. Tačiau, jei gamybos metu vamzdynų sistema buvo smarkiai šaltai apdorojama, plastiškumas gali būti atkuriamas 595–705 laipsnių (1100–1300 laipsnių F) temperatūroje. Šis apdorojimas veiksmingas tik tuo atveju, jei medžiaga neužteršta siera; priešingu atveju gali atsirasti stiprus trapumas. Naudojant aukštą-temperatūrą, viršijančią 315 laipsnių, streso mažinimo paprastai vengiama, kad būtų išvengta bet kokio galimo įjautrinimo ar grūdų augimo.
4. Kl.: Kuo nikelis 201 skiriasi nuo alternatyvių medžiagų, pvz., nikelio 200, lydinio 400 (monel) ir lydinio 600, kai naudojamas atsparumas aukštos-temperatūros šarminiam naudojimui ir redukuojamoms rūgštims?
A:Nikelis 201 užima konkrečią nišą korozijai -atsparių lydinių spektre ir siūlo unikalius pranašumus šarminėje ir mažinančioje rūgštinėje aplinkoje, tačiau turi apribojimų, dėl kurių reikia kruopščiai parinkti medžiagą.
Nikelis 201 prieš nikelį 200:Kaip aptarta, pagrindinis Nickel 201 pranašumas, palyginti su Nickel 200, yra jo gebėjimas atsispirti grafitizacijai aukštesnėje nei 315 laipsnių temperatūroje. Aplinkos temperatūros kaustinės eksploatacijos metu šios dvi klasės yra funkciškai lygiavertės. Tačiau visoms vamzdynų sistemoms, kuriose nuolatinė darbinė temperatūra viršija 300 laipsnių -, pvz., šarminių koncentratorių, perkaitintų šarminių medžiagų perdavimo linijų arba aukštos{7}}temperatūrų cheminių reaktorių-, Nikelis 201 yra privalomas. Papildomos Nickel 201 sąnaudos yra nedidelės, palyginti su katastrofiška Nikelio 200 grafito trapumo rizika.
Nikelis 201 ir lydinys 400 (Monel 400, UNS N04400):Lydinys 400 (nikelis-varis) pasižymi geresniu atsparumu vandenilio fluorido rūgšties ir jūros vandens korozijai, palyginti su nikeliu 201. Tačiau naudojant kaustinę sodą, lydinys 400 paprastai yra prastesnis už gryną nikelį. Vario kiekis lydinyje 400 gali sukelti pirmenybę korozijos ir įtempių korozijos įtrūkimams koncentruotoje šarminėje aplinkoje, ypač esant aukštesnei temperatūrai. Naudojant kaustinę ir vandenilio fluorido rūgštį, -pvz., tam tikruose naftos chemijos alkilinimo įrenginiuose -gali būti teikiama pirmenybė 400 lydiniui, tačiau naudojant gryną šarmą, nikelis 201 išlieka standartu.
Nikelis 201 ir lydinys 600 (Inconel 600, UNS N06600):Lydinys 600 (nikelio-chromo) pasižymi puikiu atsparumu oksidacijai aukštoje-temperatūroje ir stiprumas, palyginti su nikeliu 201, todėl jį galima naudoti iki 1000 laipsnių temperatūroje. Tačiau naudojant kaustinę medžiagą, lydinys 600 paprastai yra brangesnis ir nesuteikia didelių pranašumų, palyginti su nikeliu 201. Tiesą sakant, chromo kiekis lydinyje 600 gali būti žalingas tam tikroje šarminėje aplinkoje ir sukelti vietinę koroziją. „Nickel 201“ paprastai yra ekonomiškesnis ir vienodai tinkamas pasirinkimas aukštesnės temperatūros šarmams.
Nikelis 201 redukuojančiose rūgštyse:Nikelis 201 pasižymi puikiu atsparumu redukuojančioms rūgštims, pvz., praskiestoms sieros ir druskos rūgštims, kai nėra deguonies-. Tačiau oksiduojančiose rūgštyse (pvz., azoto rūgštyje) arba esant oksiduojančioms dalims (pvz., geležies arba vario jonų), nikelis 201 gali nukentėti nuo pagreitėjusios korozijos. Tokioje aplinkoje gali prireikti aukštesnio -lydinio medžiagų, pvz., C-276 lydinio arba titano.
Nikelio 201 pasirinkimas turėtų būti pagrįstas nuodugniu naudojimo aplinkos supratimu, ypatingą dėmesį skiriant temperatūrai, šarminių medžiagų koncentracijai, oksiduojančių medžiagų buvimui ir terminio ciklo galimybei.
5. Kl.: Kokios yra svarbiausios ASTM specifikacijos, bandymų reikalavimai ir dokumentacijos standartai, susiję su nikelio 201 besiūlių vamzdžių slėgiu ir kokybės užtikrinimo požiūriu, pirkimo ir kokybės užtikrinimo požiūriu?
A:Norint įsigyti nikelio 201 besiūlį vamzdį, skirtą slėginei paslaugai, reikia laikytis konkrečių ASTM specifikacijų ir papildomų bandymų reikalavimų, užtikrinančių medžiagų vientisumą, atsekamumą ir atitiktį projektavimo kodams.
Pagrindinės ASTM specifikacijos:Pagrindinės besiūlių vamzdžių Nickel 201 specifikacijos yraASTM B161 / B161M(Standartinė nikelio besiūlių vamzdžių ir vamzdžių specifikacija). Ši specifikacija apima komerciškai gryno nikelio vamzdžio cheminę sudėtį, mechanines savybes, matmenis ir leistinus nuokrypius. Šilumokaičiams ir katilų vamzdžiams,ASTM B163 / B163M(Taikoma besiūlių nikelio ir nikelio lydinių kondensatoriaus ir šilumokaičio vamzdžių standartinė specifikacija).
Cheminės sudėties patikra:Mažas anglies kiekis (Mažiau arba lygus 0,02 %) yra esminis nikelio 201 skirtumas. Pirkimo specifikacijose turi būti aiškiai reikalaujama patikrinti anglies analizę, paprastai taikant degimo infraraudonųjų spindulių aptikimą, o rezultatus dokumentuojant medžiagos bandymo ataskaitoje (MTR). Reikia patvirtinti papildomus mikroelementų kiekius, -ypač sieros (Mažiau arba lygi 0,01 %), geležies (Mažiau arba lygi 0,40 %) ir vario (Mažiau nei arba lygi 0,25 %)-.
Mechaninis bandymas:Pagal ASTM B161 mechaninis bandymas apima:
Tempimo bandymas:Minimali takumo riba 103 MPa (15 ksi) ir minimali tempimo stipris 345 MPa (50 ksi) atkaitintai
Išlyginimo testas:Vamzdžių dydžiams, siekiant parodyti plastiškumą
Hidrostatinis bandymas:Kiekvienas vamzdžio ilgis turi atlaikyti hidrostatinio slėgio bandymą be nuotėkio
Papildomi kritinės paslaugos reikalavimai:Aukštos{0}}temperatūros šarminės priežiūros ar slėgio{1}}sudėtoms programoms pirkėjai paprastai nurodo:
100 % neardomasis tyrimas (NDE):Ultragarsinis bandymas (UT) arba sūkurinių srovių bandymas, skirtas aptikti sluoksniuotus, inkliuzus ar sienelių storio pokyčius
Teigiamas medžiagos identifikavimas (PMI):100 % visų vamzdžių ilgių PMI, siekiant patvirtinti nikelio kiekį ir patikrinti, ar nėra medžiagų maišymo{1}}
Grūdų dydžio valdymas:Gali būti nurodytas ASTM grūdelių dydis Nr
Kietumo bandymas:Maksimalios kietumo ribos, užtikrinančios pagaminamumą
Dokumentacijos standartai:Visiškas atsekamumas yra privalomas, paprastai to reikiaEN 10204 tipas 3.1sertifikavimas (gamintojo patikros sertifikatas) standartinėms reikmėms irTipas 3.2(nepriklausomas trečiosios šalies{0}}patikrinimas) svarbioms programoms, pvz., slėginės įrangos direktyvos (PED) atitikčiai, branduolinėms paslaugoms arba naftos ir dujų įrenginiams. Sertifikatuose turi būti:
Šilumos skaičius ir lydalo chemija
Mechaninių bandymų rezultatai
Hidrostatinio bandymo patikra
NDE rezultatai (jei nurodyta)
Matmenų patikrinimo įrašai
Paviršiaus apdaila ir pakuotė:Didelio-grynumo atveju nikelio 201 vamzdis gali būti nurodytas su marinuotu ir pasyvuotu paviršiumi, kad būtų pašalintos malimo nuosėdos ir būtų užtikrintas švarus, atsparus korozijai{2}} paviršius. Vamzdžių galai paprastai yra nuožulniai suvirinimui, uždedami galiniai dangteliai, kad būtų išvengta užteršimo transportavimo metu.
Tinkamas pirkimas ir kokybės užtikrinimas užtikrina, kad besiūliai „Nickel 201“ vamzdžiai atitiktų griežtus aukštos-temperatūrinės kaustinės ir redukuojančios rūgšties naudojimo reikalavimus, užtikrinant ilgalaikį -patikimumą ir atsparumą korozijai, dėl kurių jis pateisina jo pasirinkimą kritinėms reikmėms.
