1. Medžiagų klasifikacija ir dvigubas sertifikatas
Klausimas: Mūsų projekto specifikacijose reikalaujama ir „UNS N09925“, ir „API 6ACRA 925“. Mūsų tiekėjas siūlo medžiagą ASTM B805. Ar tai ta pati medžiaga ir ar galime naudoti ASTM B805 vamzdį API 6A programai?
A: Tai labai dažnas painiavos taškas naftos, dujų ir šilumokaičių pramonėje. Trumpas atsakymas yra toks, kad nikelio-geležies-chromo lydinio su molibdenu ir variu, paprastai žinomo kaip Incoloy 925, pagrindinė chemija yra tokia pati. Tačiau skirtumas yra produkto specifikacijoje ir bandymų apimtyje.
UNS N09925: tai pačios chemijos vieningos numeracijos sistemos žymėjimas. Ji apibrėžia elementų ribas (nikelis: 42-46%, chromas: 20-23%, molibdenas: 2,5-3,5% ir kt.). Bet kuri medžiaga, parduodama kaip Incoloy 925, turi atitikti šią chemiją.
ASTM B805: Tai standartinė UNS N09925 besiūlių vamzdžių ir vamzdelių specifikacija. Tai apima leistinus matmenų nuokrypius, tempimo reikalavimus ir standartinius bandymus, skirtus bendrajai paslaugai, įskaitant šilumokaičius. Tai gera „akcijų“ specifikacija.
API 6ACRA (dabar API 6A CRA): tai standartas „Age{2}}Greened Nickel-basedlyds for oil and gas mounting and production equipment“. Jis yra žymiai griežtesnis. Ji reikalauja specifinio terminio apdorojimo (paprastai 1350 laipsnių F tirpalo atkaitinimo + 1150 F amžiaus), specifinių kietumo diapazonų (dažnai 30-36 HRC) ir papildomų bandymų, pvz., Charpy V formos smūgio bandymo žemoje temperatūroje, kurio ne visada reikalauja ASTM B805.
Pramonės tendencija:
Nauja tendencija – dvigubas sertifikavimas. Gamintojas gamins vamzdžius pagal ASTM B805, tačiau jis atliks papildomus API-būtinus bandymus (grūdelių dydžio patikrinimą, smūgio bandymą, griežtą kietumo kontrolę) ir patvirtins, kad jis taip pat atitinka API 6ACRA. Šilumokaičiui naftos perdirbimo gamykloje arba atviroje jūroje esančioje platformoje paprastai pakanka ASTM B805. Tačiau jei tas šilumokaitis yra šulinio galvutės arba droselio/užmušimo kolektoriaus dalis, vamzdis turi atitikti API 6A CRA reikalavimus. Visada nurodykite, ar jums reikia „API“-priedų, nes pagrindinė B805 medžiaga gali būti nepatikrinta.
2. SCC atsparumas rūgščioms tarnyboms (H₂S aplinka)
Kl .: Kodėl Incoloy 925 (UNS N09925) šilumokaičiams tampa labiau nei standartinio 316L nerūdijančio plieno tendencija, ypač apdorojant „rūgščiąsias“ dujas?
A: Pagrindinis veiksnys, pakeičiantis 316L nerūdijantį plieną UNS N09925 šilumokaičio vamzdeliuose, yra atsparumas sulfidiniam įtempimui įtrūkimams (SSC) ir chlorido įtempiams įtrūkimams (CLSCC) labai korozinėje aplinkoje.
Standartinis 316L nerūdijantis plienas yra austenitinis ir turi gerą bendrą atsparumą korozijai. Tačiau „rūgštaus aptarnavimo“ aplinkoje, kurioje yra H₂S (vandenilio sulfido) kartu su chloridais ir laisvu vandeniu, 316L kenčia nuo dviejų pagrindinių gedimo mechanizmų:
Chlorido SCC: virš maždaug 140 laipsnių F (60 laipsnių), 316L yra labai jautrus transgranuliniam įtrūkimui, kai yra chloridų.
SSC: H₂S aplinkoje vandenilis gali sutrupinti medžiagą.
UNS N09925 pranašumas:
„Incoloy 925“ yra nikelio-geležies-chromo lydinys (su ~42 % Ni), kuris yra kietinamas nuo kritulių-. Didelis nikelio kiekis (daugiau nei 40 %) užtikrina metalurginį stabilumą, todėl medžiagos charakteristikos perkeliamos į „CRA“ (korozijai atsparus lydinys) kategoriją pagal NACE MR0175/ISO 15156.
NACE atitiktis: UNS N09925 yra konkrečiai nurodyta kaip reikalavimus atitinkanti medžiaga, skirta rūgščioms paslaugoms. Jis gali atlaikyti didelį dalinį H₂S slėgį, didelį chloridų kiekį ir žemą pH aplinką, kur 316 l sugestų per kelias dienas.
Tendencija: Kai naftos ir dujų telkiniai bręsta, gaminami skysčiai tampa „rūgštesni“ (didesnis H₂S). Naftos perdirbimo gamyklos taip pat apdoroja sunkesnę, nešvaresnę žaliavą. Todėl šilumokaičiai žalios agregatų viršutiniuose srautuose arba dujų valymo įrenginiuose vis dažniau nurodomi su N09925 vamzdžiais, kad būtų išvengta katastrofiškų išjungimų dėl įtempių korozijos įtrūkimų. Vamzdis apsaugo nuo korozijos, o anglinio plieno apvalkalas sulaiko slėgį ir siūlo ekonomiškai efektyvų sprendimą, palyginti su kietais daug{5}}nikelio lydiniais, pvz., 625.
3. Vientisas šilumokaičių pranašumas
Kl.: kodėl aukšto{0}}slėgio padavimo-vandens šildytuvo ar aušintuvo naftos perdirbimo gamykloje tendencija krypsta į „besiūlius“ UNS N09925 vamzdžius ASTM B805, o ne suvirintus vamzdžius?
Ats.: Kritinio šilumokaičio priežiūros-konkrečiai, kai korpuso-šoninis slėgis viršija 500 psi arba kai vamzdžio-pusinis skystis yra degus, toksiškas arba esant ekstremalioms temperatūroms, besiūliai vamzdeliai dažnai naudojami virš suvirintų vamzdžių. Besiūlių UNS N09925 tendenciją lemia išilginės suvirinimo siūlės, kuri yra galimas gedimo taškas, pašalinimas.
Pagrindiniai vientisumo inžineriniai aspektai:
Suvirinimo siūlės nebuvimas: suvirintame vamzdyje siūlė ir karščio paveikta zona (HAZ) reiškia mikrostruktūrinius pokyčius. Net jei suvirinimo siūlė yra šaltai apdorota ir atkaitinta, yra rizika, kad suvirinimo siūlės sąsajoje gali atsirasti korozijos arba nuovargio įtrūkimų. Besiūliuose vamzdžiuose, pagamintuose ekstruzijos arba sukamojo pradūrimo būdu, grūdelių struktūra yra vienoda visame 360 laipsnių perimetre.
Didesni slėgio rodikliai: ASME katilų ir slėginių indų kodekso formulės (VIII skirsnis, 1 skyrius) priskiria mažesnį "suvirinimo jungties efektyvumo koeficientą" (paprastai 0,85 arba 0,90) suvirintam vamzdžiui, nebent 100% rentgenograma. Besiūliai vamzdžiai gauna koeficientą 1,0. Tai reiškia, kad esant tokiam pačiam sienelės storiui, besiūlis vamzdis gali atlaikyti didesnius leistinus įtempius ir slėgį.
Patikimumas vandenilio aplinkoje: naudojant aukštą{0}}vandenilio temperatūrą (pvz., vandenilio valymo įrenginio tiekimo-nuotekų keitiklyje), vandenilis gali pažeisti plieną. Nors N09925 yra atsparus, bet koks suvirinimo defektas arba atsiskyrimas suvirintame vamzdyje gali būti vandenilio atakos branduolio susidarymo vieta. Besiūlė konstrukcija pašalina riziką, susijusią su suvirinimo užpildo metalu, kuris visiškai neatitiks netauriojo metalo vandenilio gaudymo savybių.
Nors suvirinti vamzdžiai yra pigesni, naujų naftos perdirbimo gamyklų plėtros ir didelio{0}}turto-vientisumo projektų tendencija yra naudoti besiūlius ASTM B805 vamzdžius vamzdžių ryšuliams, siekiant maksimaliai padidinti vidutinį laiką tarp gedimų (MTBF).
4. Mechaninės savybės ir grūdinimas krituliais
Kl.: Skirtingai nei 304/316 nerūdijantis plienas, Incoloy 925 apibūdinamas kaip „kietinamas nuo kritulių“. Kaip šis terminis apdorojimas paveikia besiūlių vamzdžių, naudojamų šilumokaičiams, mechanines savybes?
A: Tai esminis skirtumas. Standartinis austenitinis nerūdijantis plienas (304/316) pasiekia savo stiprumą šalto apdirbimo arba stiprinimo kietu tirpalu būdu. Tačiau UNS N09925 įgyja didelį stiprumą dėl kontroliuojamo senėjimo terminio apdorojimo po to, kai susidaro vamzdis. Tai leidžia gamintojams siūlyti vamzdį dviem skirtingomis sąlygomis, o tai suprasti yra „naujos tendencijos“ pagrindas.
Terminio apdorojimo ciklas:
Paprastai UNS N09925 besiūlis vamzdis yra:
Atkaitintas: Kaitinamas iki maždaug 1800–1900 laipsnių F (980–1040 laipsnių), kad ištirptų visi karbidai ir sudedami elementai į tirpalą, tada greitai atvėsinamas. Tokiomis sąlygomis jis yra gana minkštas.
Brandintas (sugrūdintas krituliais): kaitinamas iki žemesnės temperatūros, paprastai 1150 laipsnių F - 1200 laipsnių F (620–650 laipsnių) kelias valandas. Tai nusodina smulkias gama pradinės (′′) ir eta fazės (ηη) daleles visoje matricoje.
Poveikis šilumokaičio dizainui:
Padidintas stiprumas: senos būklės UNS N09925 takumo stiprumas yra 85–100 ksi (586–690 MPa). Tai yra maždaug dvigubai daugiau nei atkaitinto 316 l nerūdijančio plieno (30–40 ksi).
Sumažintas sienelės storis: Kadangi medžiaga yra tvirtesnė, inžinieriai gali sukurti šilumokaičius su plonesnėmis vamzdžių sienelėmis, tačiau vis tiek atitinka slėgio izoliavimo reikalavimus. Plonesnės sienos reiškia geresnį šilumos perdavimą (mažesnę šiluminę varžą) ir lengvesnį, pigesnį bendrą paketą.
Tendencija: tendencija yra nurodyti "Age Hardened" N09925 vamzdelius. Tai leidžia pasiekti didesnį projektinį slėgį tame pačiame apvalkalo apvalkale. Jei netyčia įsigysite atkaitintą (minkštą) vamzdį, jūsų slėgis labai sumažės, o tai gali sukelti vamzdžio plyšimą atliekant hidrotestą arba operaciją. ASTM B805 specifikacija leidžia pirkėjui nurodyti reikalingas terminio apdorojimo sąlygas.
5. Pirkimų tendencijos: griežti leistini nuokrypiai ir paviršiaus apdaila
Kl.: Matome naujas UNS N09925 šilumokaičio vamzdžių specifikacijas, kurioms reikalinga "+0.005"/-0,000" OD tolerancija" ir "šviesiai atkaitinta apdaila". Kodėl šie paviršiaus apdailos ir tolerancijos reikalavimai tampa Incoloy 925 tendencija?
A: UNS N09925 besiūlių vamzdžių matmenų leistinų nuokrypių ir paviršiaus apdailos reikalavimų griežtinimas yra tiesiogiai susijęs su šilumokaičių gamybos technologijų pažanga ir gilesniu gedimo mechanizmų supratimu. Tai atspindi perėjimą nuo paprasto „vamzdžio“ prie tikslaus „vamzdžio“.
1. Tolerancijos tendencija (+0.005"/-0,000"):
Kodėl: šiuolaikiniai šilumokaičio vamzdžių lakštai dažnai gręžiami naudojant CNC lazerinį{0}}valdomąjį arba pistoletą-gręžimo metodus. Norint sukurti patikimą, sandarią-hidraulinę kompensacinę jungtį tarp vamzdžio ir vamzdžio lakšto, vamzdžio išorinis skersmuo (OD) turi būti itin vienodas.
Poveikis pramonei: jei vamzdžio išorinis skersmuo yra per mažas (neigiama tolerancija), plėtimosi metu negalite pasiekti pakankamai trukdžių, todėl atsiranda nuotėkių. Jei jis per didelis (teigiamas tolerancija), rizikuojate, kad vamzdelio lakštinis raištis atsilaisvins arba vamzdelis gali būti pažeistas įkišant. „Nauja tendencija“ yra reikalauti „tinklo formos“ vamzdžių, kai gamintojas kontroliuoja šalto apdailos procesą (šaltą tempimą), kad būtų užtikrinta, jog OD tiksliai atitinka vardinį dydį arba šiek tiek viršija (taigi, +0.005/-0,000). Taip užtikrinamas 100 % patikimas vamzdžių-su -vamzdžių lakštų sujungimas, nereikalaujant pasirinktinio dydžio grąžtų kiekvienai vamzdžių partijai.
2. Paviršiaus apdailos tendencija (šviesiai atkaitinta):
Kodėl: „Šviesus atkaitinimas“ reiškia besiūlio vamzdžio atkaitinimą kontroliuojamoje atmosferoje (grynas vandenilis, argonas arba vakuumas), kad nesusidarytų oksidų nuosėdos. Vamzdis išeina blizgus ir švarus.
Poveikis pramonei: Tradicinis atkaitinimas palieka tamsių oksidų apnašas, kurias reikia pašalinti marinuojant (valant rūgštimi) arba mechaniniu poliravimu. Marinavimas gali sukelti duobių susidarymą arba tarpgranulinį ataką, jei nebus kruopščiai kontroliuojamas. Šilumokaičiams, kurie tvarko jautrias terpes arba kuriems reikalinga visiška švara (pvz., SGD ar farmacijos reikmėms), šviesus atkaitintas paviršius garantuoja chemiškai švarų, pasyvų ir lygų paviršių.
Koreliacija: lygus paviršius (šviesiai atkaitintas) suteikia mažiau branduolių susidarymo vietų taškinei korozijai ir užteršimui (apnašų susidarymui). Užteršimo (pvz., vandens aušinimo) metu lygesnis vamzdis ilgiau išlieka švaresnis, išlaikomas šilumos perdavimo koeficientas ir pailgėja šilumokaičio eksploatavimo laikas.
