1. Medžiagos savybės ir atsparumas korozijai
Kl.: Dėl ko Hastelloy B storio{0}}sienio vamzdis yra tinkamiausias pasirinkimas, palyginti su standartiniu nerūdijančiu plienu konkrečioje cheminio apdorojimo aplinkoje?
A: Pagrindinis Hastelloy B (ypač B-2, B-3 arba klasikinio B lydinio) pranašumas yra išskirtinis atsparumas redukuojančioms rūgštims, ypač druskos rūgščiai (HCl), esant bet kokiai koncentracijai ir temperatūrai iki virimo taško. Nors standartiniai nerūdijantys plienai (pvz., 304 arba 316) yra apsaugoti nuo oksido sluoksnio (todėl jie tinkami oksiduojančiai aplinkai), jie katastrofiškai sugenda redukuojant.
Hastelloy B yra nikelio{0}}molibdeno lydinys. Jame yra maždaug 26–30 % molibdeno, kuris užtikrina išskirtinį atsparumą redukuojančioms medžiagoms. Skirtingai nei jo pusbrolis Hastelloy C (kuriame yra chromo, užtikrinančio atsparumą oksidacijai), B lydiniai yra specialiai sukurti taip, kad atlaikytų atšiauriausią redukuojančią aplinką. Naudojant storasienius vamzdžius, ši medžiaga pasižymi dideliu atsparumu korozijai. Padidėjęs sienelės storis suteikia mechaninį barjerą ir prailgina tarnavimo laiką tais atvejais, kai tikimasi vienodos korozijos, nors ir minimalios, dešimtmečius. Jis taip pat yra nepaprastai atsparus įtempių korozijos įtrūkimams (SCC), kuris yra įprastas austenitinio nerūdijančio plieno gedimo būdas aplinkoje, kurioje yra daug chlorido{9}}, redukuojančioje aplinkoje.
2. Gamybos iššūkiai ir sienos storis
Kl.: kodėl techniškai sudėtinga gaminti storasienį vamzdį iš Hastelloy B ir kaip sienelės storis veikia procesą?
A: Hastelloy B gaminant storasienį vamzdį{0}}, kyla didelių metalurginių ir mechaninių iššūkių, palyginti su standartiniu angliniu plienu ar net kitais nikelio lydiniais.
Pirma, darbo grūdinimosi greitis. Hastelloy B lydiniai{1}}greitai sukietėja. Pradūrimo ar išspaudimo proceso metu, kurio reikia norint sukurti storasienį besiūlį vamzdį, įrankiai patiria didelį įtempimą. Didelio stiprumo esant temperatūrai ir greito sukietėjimo deriniui reikia masyvios, didelio sukimo momento{5}}įrangos ir specializuotų įrankių dangų (dažnai keramikos arba specifinių karbidų), kad būtų išvengta skilimo ir plyšimo.
Antra, terminis stabilumas formuojant. Storoms sienoms procesas dažnai yra karšto ekstruzijos ir šaltojo tempimo derinys, kad būtų pasiekti tikslūs matmenys. Karštojo formavimo metu labai svarbu išlaikyti vienodą temperatūrą. Jei temperatūra storoje dalyje nukrenta netolygiai, tai gali sukelti įtrūkimus dėl palyginti mažo lydinio plastiškumo tam tikruose temperatūros intervaluose.
Trečia, mikrostruktūrinė kontrolė. Vamzdžio sienelės storis turi įtakos aušinimo greičiui po atkaitinimo tirpalu. Jei storasienis vamzdis (pvz., tvarkaraštis 160 arba dvigubai ypač sunkus) aušinamas per lėtai, lydinyje, kuriame gausu molibdeno, gali susidaryti trapios tarpmetalinės fazės (pvz., mu fazė). Tai sugadina atsparumą korozijai ir mechaninį vientisumą. Todėl gamintojai turi užtikrinti greitą gesinimą (gesinimą vandeniu) net per labai storus skerspjūvius, kad išlaikytų visiškai austenitinę, korozijai{10}}atsparią struktūrą.
3. Suvirinimo ir gamybos protokolai
Kl.: Kokių konkrečių suvirinimo procedūrų reikia laikytis sujungiant Hastelloy B storasienį vamzdį, kad būtų užtikrintas suvirinimo siūlės vientisumas ir šilumos paveikta zona?
A: Suvirinant Hastelloy B storio{0}}sienio vamzdį, reikia laikytis griežtų protokolų, nes suvirinimo šiluma gali sugadinti kruopščiai subalansuotas lydinio savybes. Didžiausia rizika yra antrinių fazių susidarymas karščio -veikiamoje zonoje (HAZ) ir pačiame suvirinimo metale, dėl kurio gali greitai įtrūkti arba greitai atsirasti korozija.
Pagrindiniai protokolai apima:
Mažas šilumos įvedimas: Suvirintojai turi naudoti kontroliuojamą, mažo šilumos įvedimo techniką (dažnai impulsinį TIG/GTAW), kad sumažintų „laiką esant temperatūrai“ nuo 1200 °F iki 1600 °F (650 °F iki 870 °F) diapazone, kur vyksta karbido nuosėdų ir fazių susidarymas.
Užpildo metalo pasirinkimas: suvirinant B-2 arba B-3, užpildo metalas paprastai yra ERNiMo (tinkamas pavadinimas). Jis turi būti didesnio grynumo arba specifinės sudėties, kad kompensuotų segregaciją kietėjimo metu.
Perėjimo temperatūra: tai labai svarbu. Perėjimo temperatūra turi būti žema (dažnai žemesnė nei 200 laipsnių F arba 100 laipsnių). Jei vamzdis yra storas -siena, gali prireikti priverstinio aušinimo tarp suvirinimo takų, kad būtų išvengta šilumos kaupimosi.
Po{0}}suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT): skirtingai nei plienas, Hastelloy B paprastai naudojamas kaip-suvirintas. Tačiau labai storoms pjūviams, patiriantiems didelį įtempimą, po suvirinimo gali prireikti atkaitinimo tirpalu, kad iš naujo ištirptų bet kokios nuosėdos. Tai sudėtingas ir brangus procesas, nes reikia greitai užgesinti visą agregatą.
Švara: Medžiagoje neturi būti teršalų, tokių kaip riebalai, alyva ir geležis. Geležies užteršimas gali sukelti vietinę koroziją. Specialūs šlifavimo diskai (be geležies) turi būti naudojami tik Hastelloy.
4. Pagrindinis pramoninis pritaikymas
Kl.: Ar galite apibūdinti konkretų pramoninį scenarijų, kai Hastelloy B storio{0}}siena vamzdis yra vienintelė tinkama medžiaga ir kodėl nepakaktų plonesnių sienų?
A: Klasikinis pavyzdys yra aukšto{0}}slėgio vandenilio chlorido rūgšties šalinimo kolonėlė farmacijos arba smulkiosios chemijos pramonėje.
Įsivaizduokite procesą, kai reakcijos mišinyje yra chloruotų organinių medžiagų ir vandens. Esant aukštesnei temperatūrai ir slėgiui, šie junginiai hidrolizuojasi, sudarydami druskos rūgštį. Kolonėlė turi pašalinti šias rūgštis esant aukštesnei nei 200 laipsnių temperatūrai ir 10-15 barų slėgiui.
Kodėl Hastelloy B? Aplinka smarkiai redukuojasi (karštas HCl), todėl nerūdijantis plienas greitai ištirptų. Titanas gali nukentėti nuo plyšių korozijos, o stiklu dengtas plienas gali įtrūkti dėl šiluminio smūgio ar slėgio.
Kodėl stora siena? Čia sienos storis yra skirtas dviem tikslams:
Slėgio sulaikymas: vidinis slėgis reikalauja tam tikro storio, kad atitiktų ASME katilo ir slėginio indo kodo įtempių vertes.
Korozijos pašalpa: Net ir naudojant Hastelloy B, yra išmatuojamas korozijos greitis, matuojamas milais per metus (MPY). Kolonos, suprojektuotos 20 metų, atveju inžinieriai turi apskaičiuoti bendrą numatomą metalo nuostolį. Jei korozijos greitis yra 5 MPY, siena turi būti pakankamai stora, kad per savo tarnavimo laiką prarastų 0,1 colio, tačiau išliktų pakankamai tvirta, kad išlaikytų slėgį. Storas -sienelis vamzdis užtikrina, kad įranga per anksti nesuges dėl laipsniško plonėjimo.
5. Tiekimo ir išlaidų svarstymai
Kl.: kodėl Hastelloy B storasienių
A. Didelę „Hastelloy B“ storio{0}}sienio vamzdžio kainą ir įsigijimo sunkumus lemia trys pagrindiniai veiksniai: žaliavų sąnaudos, mažas gamybos išeiga ir rinkos trūkumas.
Lydinio sudėtis: Nikelis ir molibdenas, pagrindinės sudedamosios dalys, yra brangios LME (Londono metalų biržos) prekės, kuriomis prekiaujama. Pats legiravimo procesas reikalauja daug energijos-ir reikalauja griežtos kokybės kontrolės.
Gamybos išeiga: gaminant besiūlius storasienius{0}}vamzdžius, įvesties medžiagos (ruošinio) ir gatavo produkto santykis gali būti mažas. Defektai, atsiradę dėl pradūrimo proceso, paviršiaus įtrūkimai arba gedimai, neatitinkantys ultragarsinio bandymo reikalavimų storoms sekcijoms, dažnai lemia jų pašalinimą. Šių gedimų kaina perkeliama į sėkmingus užsakymus. Be to, tik keletas gamyklų visame pasaulyje turi ekstruzijos presus, galinčius atlaikyti didelį Hastelloy B stiprumą esant reikiamai temperatūrai.
Pirkimo iššūkiai: pirkėjai susiduria su ilgais pristatymo terminais (dažnai 20-30 savaičių ar daugiau), nes gamyklos paprastai gamina šiuos vamzdžius pagal projektą-po-projekto pagrindu, o ne kaupdamos atsargas. Dėl fazinio nusodinimo pavojaus storose dalyse pirkėjai turi reikalauti atlikti griežtus bandymus,{6}}įskaitant korozijos greičio bandymus pagal ASTM G28 (A metodas) ir visą ultragarsinį tyrimą-, kad įsitikintų, jog medžiaga buvo tinkamai termiškai apdorota. Jei malūnas gesina, iš pažiūros tobulas vamzdis gali sugesti per kelias savaites. Todėl pirkimas yra susijęs ne tik su kaina, bet ir su gamyklos gebėjimo atlikti specifinę storų profilių metalurgiją patikrinimas.
