1. Ακεραιότητα ραφής συγκόλλησης: Σε εφαρμογές θαλασσινού νερού σε υψηλές{{1} θερμοκρασίες, η ραφή συγκόλλησης ενός συγκολλημένου σωλήνα Hastelloy C είναι τόσο αξιόπιστη όσο το μητρικό μέταλλο ή γίνεται προτιμησιακή θέση για διάβρωση;
Ε: Σχεδιάζουμε ένα σύστημα ψύξης θαλασσινού νερού για μια μονάδα LNG. Εξετάζουμε τον συγκολλημένο σωλήνα Hastelloy C-276 για να μειώσουμε το κόστος σε σύγκριση με τον άνευ ραφής. Ωστόσο, ανησυχούμε για τη ραφή συγκόλλησης. Σε περιβάλλον ζεστού θαλασσινού νερού (40 μοίρες - 50 μοίρες ), θα διαβρωθεί η ζώνη συγκόλλησης πιο γρήγορα από τον υπόλοιπο σωλήνα;
Α: Αυτή είναι η πιο κοινή ανησυχία σχετικά με τους συγκολλημένους σωλήνες CRA (ανθεκτικό κράμα στη διάβρωση). Η σύντομη απάντηση είναι: Με την κατάλληλη κατασκευή και επιλογή μετάλλου πλήρωσης, η ραφή συγκόλλησης στο Hastelloy C-276 μπορεί να αποδώσει ισοδύναμα ή μερικές φορές ακόμη καλύτερα από το μητρικό μέταλλο σε εφαρμογές θαλασσινού νερού.
Εδώ είναι το μεταλλουργικό σκεπτικό:
Η κατάσταση ανόπτησης διαλύματος: Ο συγκολλημένος σωλήνας Hastelloy C-276 υψηλής ποιότητας-συνήθως παρέχεται σε κατάσταση ανόπτησης διαλύματος μετά τη συγκόλληση. Ο σωλήνας θερμαίνεται σε περίπου 1121 βαθμούς (2050 βαθμοί F) και σβήνει γρήγορα. Αυτή η θερμική επεξεργασία εξυπηρετεί δύο κρίσιμους σκοπούς:
Διαλύει τυχόν επιβλαβείς δευτερογενείς φάσεις ή καρβίδια που μπορεί να έχουν κατακρημνιστεί στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-(HAZ) κατά τη συγκόλληση.
Εξαλείφει τις υπολειπόμενες τάσεις από τη διαδικασία διαμόρφωσης και συγκόλλησης.
Σε αυτή την κατάσταση, η συγκολλημένη ραφή ομογενοποιείται μεταλλουργικά με το βασικό μέταλλο.
Filler Metal Over-Αντιστοίχιση: Η ραφή συγκόλλησης δεν είναι απλώς το βασικό μέταλλο που έχει επαναλυθεί. Είναι ένα εναποτιθέμενο μέταλλο πλήρωσης, συνήθως ERNiCrMo-4 ή ERNiCrMo-10. Αυτά τα πληρωτικά μέταλλα είναι συχνά κράματα ώστε να είναι ελαφρώς πιο "πλούσια" σε μολυβδαίνιο ή βολφράμιο από τον βασικό σωλήνα για να ληφθεί υπόψη ο διαχωρισμός κατά τη στερεοποίηση. Στο θαλασσινό νερό, όπου η διάβρωση της ρωγμής είναι η κύρια απειλή, αυτή η υψηλή περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο στο κοίτασμα συγκόλλησης συχνά δίνει τη ραφήκαλύτερατοπική αντοχή στη διάβρωση από το βασικό μέταλλο.
Η πραγματική απειλή: Μόλυνση από σίδηρο: Ο μεγαλύτερος κίνδυνος για έναν συγκολλημένο σωλήνα Hastelloy στο θαλασσινό νερό δεν είναι η ίδια η συγκόλληση, αλλάμετά-μόλυνση συγκόλλησης. Εάν τα συντρίμμια λείανσης από ανθρακούχο χάλυβα ή τα σωματίδια σιδήρου ενσωματωθούν στην επιφάνεια της συγκόλλησης, θα σκουριάσουν στο θαλασσινό νερό. Αυτή η σκουριά δημιουργεί μια χαραμάδα και εξαντλεί το οξυγόνο, προκαλώντας λακκούβες στο κατά τα άλλα παθητικό Hastelloy. Ένα αυστηρό καθεστώς αποστρώματος μετά την κατασκευή και παθητικοποίησης είναι απαραίτητο για την απομάκρυνση τυχόν μόλυνσης από σίδηρο πριν ο σωλήνας τεθεί σε λειτουργία.
Ετυμηγορία: Σε κατάσταση ανόπτησης διαλύματος, η ραφή συγκόλλησης δεν είναι αδυναμία. Επιτυγχάνετε μια ομοιογενή μικροδομή που είναι πλήρως ανθεκτική στην προσβολή χλωρίου τυπική του θαλασσινού νερού.
2. Διαφορές κατασκευής: Ποιες είναι οι κρίσιμες διαφορές στις τεχνικές διαμόρφωσης μεταξύ της παραγωγής συγκολλημένου σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα 316L έναντι της Hastelloy C-276;
Ε: Ο μύλος σωλήνων μας λειτουργεί συνήθως από ανοξείδωτο χάλυβα σειράς 300. Έχουμε συμβόλαιο για την παραγωγή συγκολλημένου σωλήνα 8" Schedule 40 στο Hastelloy C-276. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις ίδιες παραμέτρους εργαλείων και συγκόλλησης σε ρολό ή χρειαζόμαστε μια πλήρη αλλαγή της ρύθμισης;
Α: Η προσπάθεια εκτέλεσης του Hastelloy C-276 σε ένα μύλο που έχει ρυθμιστεί για 316L χωρίς σημαντικές προσαρμογές, πιθανότατα θα έχει ως αποτέλεσμα καταστροφική αστοχία εργαλείων ή τρομερή ποιότητα συγκόλλησης. Το Hastelloy C-276 είναι ένα κράμα νικελίου που σκληραίνει την εργασία και συμπεριφέρεται πολύ διαφορετικά από τον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα.
Εδώ είναι οι κρίσιμες διαφορές:
Πίεση εργαλείων και ελατήριο-πίσω:
316L: Έχει χαμηλότερη αντοχή διαρροής και είναι πιο όλκιμο. Σχηματίζεται εύκολα υπό μέτρια πίεση.
Hastelloy C-276: Έχει υψηλότερη αντοχή διαρροής και σημαντικά υψηλότερο ρυθμό σκλήρυνσης. Είναι πιο «δυνατό» και πιο άκαμπτο.
Απαιτούμενη ενέργεια: Θα χρειαστεί να αυξήσετε την πίεση στους κυλίνδρους βλάβης και στα περάσματα πτερυγίων. Ωστόσο, επειδή το υλικό αναπηδά περισσότερο, δεν μπορείτε απλά να το συνθλίψετε πιο δυνατά. Τα κενά των κυλίνδρων πρέπει να βαθμονομηθούν εκ νέου για να ληφθούν υπόψη τα διαφορετικά χαρακτηριστικά του ελατηρίου-για την επίτευξη της σωστής ωοειδούς κατάστασης και των ακμών για τη συγκόλληση.
Κόλλημα (Το Σημείο Κολλήσεως): Τα κράματα νικελίου έχουν την τάση να χολώνουν (προσκολλώνται) στον χάλυβα εργαλείων. 316Το L μπορεί να λειτουργήσει με τυπικούς κυλίνδρους χάλυβα εργαλείων με καλή λίπανση. Το Hastelloy C-276, υπό πίεση, θα συγκολλήσει μικροσυγκολλήσεις στους κυλίνδρους, χαράσσοντας την επιφάνεια του σωλήνα και καταστρέφοντας τα εργαλεία.
Απαιτούμενη ενέργεια: Μπορεί να χρειαστείτε ρολά με υψηλότερη σκληρότητα (ή ρολά με επικάλυψη) και πολύ πιο επιθετικό λιπαντικό-χωρίς χλώριο.
Ταχύτητα συγκόλλησης και είσοδος θερμότητας:
316L: Έχει χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα και υψηλότερη ηλεκτρική αντίσταση.
Hastelloy C-276: Έχει ακόμη χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα από τα 316L. Αυτό σημαίνει ότι συγκεντρώνεται θερμότητα στην άκρη της συγκόλλησης.
Απαιτούμενη ενέργεια: Πρέπει να μειώσετε την ταχύτητα συγκόλλησης ή να ρυθμίσετε την είσοδο ισχύος. Η δεξαμενή της λιωμένης συγκόλλησης είναι επίσης πιο «αργή» (έχει υψηλότερο ιξώδες) από τον ανοξείδωτο χάλυβα. Εάν τρέχετε με ταχύτητες 316 λίτρων, κινδυνεύετε να λιώσετε-μέσω ή να σχηματιστεί ασυνεπής χάντρα.
Οξείδωση: Τα οξείδια που σχηματίζονται στο Hastelloy (πλούσιο σε νικέλιο και μολυβδαίνιο) είναι πιο σκληρά και πιο ανθεκτικά από τα οξείδια του χρωμίου στον ανοξείδωτο χάλυβα. Το εργαλείο φουλαρίσματος (για αφαίρεση σφαιριδίων ID) θα φθαρεί πιο γρήγορα και μπορεί να απαιτεί καρβίδιο ή κεραμικά άκρα.
3. Συμμόρφωση με τον Κώδικα ASME: Μπορεί ο συγκολλημένος σωλήνας Hastelloy C να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή δοχείων άμεσης πίεσης σύμφωνα με το Τμήμα VIII, Τμήμα 1 ASME, και ποιος συντελεστής απόδοσης αρμού εφαρμόζεται;
Ε: Κατασκευάζουμε ένα δοχείο πίεσης για μια εξαιρετικά διαβρωτική χημική διαδικασία. Για να εξοικονομήσουμε χρήματα, θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε συγκολλημένο σωλήνα Hastelloy C-276 για το κέλυφος και τα ακροφύσια αντί για πλάκα κύλισης και ραφές συγκόλλησης. Το επιτρέπει ο κώδικας ASME και πώς μειώνεται η ισχύς;
Α: Ναι, ο Κώδικας Λέβητα και Δοχείου Πίεσης ASME (Ενότητα VIII, Τμήμα 1) επιτρέπει τη χρήση συγκολλημένου σωλήνα για την κατασκευή δοχείων πίεσης. Ωστόσο, ο κώδικας επιβάλλει συγκεκριμένους κανόνες σχεδιασμού σχετικά με την ποιότητα και την επιθεώρηση της ραφής συγκόλλησης.
Δείτε πώς εφαρμόζεται στο Hastelloy C-276:
Προδιαγραφές υλικού: Ο σωλήνας πρέπει να κατασκευαστεί σύμφωνα με ένα πρότυπο ASTM που είναι αποδεκτό από την ASME. Για τον συγκολλημένο σωλήνα Hastelloy C-276, αυτός είναι συνήθως ASTM B619 (Συγκολλημένος Σωλήνας) ή B775 (Γενικές Απαιτήσεις για Συγκολλημένο Σωλήνα από Κράμα Νικελίου).
Συντελεστής Απόδοσης (E): Αυτός είναι ο κρίσιμος παράγοντας για τους υπολογισμούς του σχεδιασμού σας. Η επιτρεπόμενη τιμή τάσης του υλικού πολλαπλασιάζεται με αυτόν τον παράγοντα για να προσδιοριστεί η αντοχή της συγκολλημένης ραφής.
Παράγοντας Ε=0.85: Αυτό ισχύει εάν ο σωλήνας παράγεται με απρόσκοπτα πρότυπα ποιότητας; Όχι. Συγκεκριμένα, για συγκολλημένους σωλήνες που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή σκαφών όπου η ραφή συγκόλλησης ακτινογραφείται (πλήρης x-ακτινογραφείται) σύμφωνα με τον Κώδικα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί συντελεστής απόδοσης άρθρωσης 1,0. Ωστόσο, εάν η συγκόλληση δεν ακτινογραφηθεί, ο παράγοντας πέφτει.
Παράγοντας Ε=0.85: Χρησιμοποιείται συνήθως για συγκολλημένους σωλήνες που έχουν ανόπτηση διαλύματος αλλά μόνο σημειακά-εξετάζονται (ή δεν έχουν εξεταστεί) ακτινογραφικά.
Διαμήκης έναντι Περιφερειακής: Ο κώδικας ενδιαφέρεται για τογεωγραφικού μήκουςαποτελεσματικότητα ραφής. Οι περιφερειακές ραφές που συγκολλάτε στο κατάστημά σας αντιμετωπίζονται ξεχωριστά με βάση τις δικές σας διαδικασίες συγκόλλησης.
Μείωση αντοχής σε εφελκυσμό: Σε αντίθεση με ορισμένα πλαστικά υλικά, η αντοχή εφελκυσμού του βασικού μετάλλου του συγκολλημένου σωλήνα (όπως αναφέρεται στην ενότητα ASME II, Μέρος Δ) είναι ίδια με τον σωλήνα χωρίς ραφή, υπό τον όρο ότι πληροί τις χημικές απαιτήσεις και τις απαιτήσεις εφελκυσμού. Η "διαβάθμιση" αντιμετωπίζεται εξ ολοκλήρου από τον συντελεστή απόδοσης της άρθρωσης που εφαρμόζεται στην επιτρεπόμενη τάση.
Πρακτικές συμβουλές για κατασκευαστές σκαφών:
Εάν χρησιμοποιείτε τον σωλήνα ως κέλυφος, πρέπει να διασφαλίσετε ότι η διαμήκης ραφή συγκόλλησης είναι της υψηλότερης ποιότητας. Καθορίστε 100% ακτινογραφία της διαμήκους ραφής του κατασκευαστή σωλήνων για να διεκδικήσετε τις υψηλότερες τιμές τάσης στο σχέδιό σας. Εάν το αντιμετωπίσετε ως ισοδύναμο "αδιάλειπτο" με ακτινογραφία, μεγιστοποιείτε την απόδοση του πάχους του τοιχώματος.
4. Σέρβις ξινών (NACE): Πληροί η συγκόλληση σε συγκολλημένο σωλήνα Hastelloy C τις απαιτήσεις σκληρότητας για το NACE MR0175/ISO 15156 για σέρβις ξινέλαιου και αερίου;
Ε: Θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε συγκολλημένο σωλήνα Hastelloy C-276 για μια γραμμή έγχυσης κάτω οπής σε χωράφι με υψηλό H2S και χλωρίδια. Το NACE MR0175 περιορίζει τη σκληρότητα για να αποτρέψει τη ρωγμή από καταπόνηση σουλφιδίου (SSC). Μήπως η διαδικασία συγκόλλησης κάνει τη ραφή πολύ σκληρή, αποκλείοντάς την για ξινή εξυπηρέτηση;
Α: Το Hastelloy C-276 είναι ένα από τα πιο επιεικά υλικά όσον αφορά τη συμμόρφωση με το NACE MR0175, αλλά η ραφή συγκόλλησης απαιτεί εξονυχιστικό έλεγχο. Τα καλά νέα είναι ότι το C-276 αναφέρεται ρητά ως αποδεκτό υλικό για ξινή υπηρεσία και ο συγκολλημένος σωλήνας είναι γενικά αποδεκτός.
Ακολουθεί η συγκεκριμένη ανάλυση σχετικά με τη συγκόλληση:
Το όριο σκληρότητας NACE: Για ανθρακούχο χάλυβα και χαμηλά κράματα, το NACE MR0175 επιβάλλει ένα αυστηρό όριο σκληρότητας 22 HRC (Σκληρότητα Rockwell C). Για κράματα με βάση το νικέλιο-όπως το C-276, το πρότυπο είναι διαφορετικό. Εστιάζει περισσότερο στην κατάσταση του υλικού (διάλυμα με ανόπτηση) και στην αποφυγή της ψυχρής επεξεργασίας. Ωστόσο, μια μέγιστη σκληρότητα 35 HRC αναφέρεται συχνά ως κατευθυντήρια γραμμή για περιοχές που έχουν υποστεί επεξεργασία εν ψυχρώ για την αποφυγή ρωγμών.
Η σκληρότητα της ραφής συγκόλλησης: Σε έναν σωστά κατασκευασμένο συγκολλημένο σωλήνα Hastelloy C-276 (με χρήση συγκόλλησης GTAW ή πλάσματος με αντίστοιχο πληρωτικό), η απόθεση συγκόλλησης έχει τυπικά σκληρότητα που κυμαίνεται από 15 έως 25 HRC. Αυτό είναι αρκετά εντός του αποδεκτού εύρους για ξινή εξυπηρέτηση. Η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) είναι συνήθως ακόμη πιο ήπια.
Ο πραγματικός κίνδυνος: Ψυχρή εργασία: Οι περιοχές που μπορεί να υπερβαίνουν την αποδεκτή σκληρότητα δεν είναι η ίδια η συγκόλληση, αλλά οι ζώνες "ψυχρής επεξεργασίας" δίπλα στη συγκόλληση ήζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότηταεάν η συγκόλληση έγινε λανθασμένα (πολύ ζεστή, πολύ αργή). Ωστόσο, το στάδιο ανόπτησης του τελικού διαλύματος του μύλου μετά τη συγκόλληση επαναφέρει τη μεταλλουργική δομή. Ανακρυσταλλώνει κάθε κρύο έργο από τη διαμόρφωση και τυχόν σκληρές ζώνες από τη συγκόλληση, επαναφέροντας ολόκληρο τον σωλήνα-συγκόλληση και τη βάση- σε ομοιόμορφη, μαλακή, όλκιμη κατάσταση.
Προσόν: Για να είναι πλήρως συμμορφωμένος, ο κατασκευαστής σωλήνων θα πρέπει να παρέχει τεκμηρίωση ότι το προϊόν πληροί τις απαιτήσεις NACE, που συνήθως υποστηρίζονται από δοκιμές διακοκκώδους διάβρωσης (ASTM G28) και έρευνες σκληρότητας σε όλη τη συγκόλληση.
Ετυμηγορία: Ένας συγκολλημένος σωλήνας Hastelloy C-276 με ανόπτηση διαλύματος είναι πλήρως συμβατός με το NACE MR0175 για ξινή υπηρεσία. Η ραφή συγκόλλησης, μετά από κατάλληλη θερμική επεξεργασία, δεν παρουσιάζει κίνδυνο SSC.
5. Οικονομική αιτιολόγηση: Πότε είναι οικονομικό να προσδιορίζεται ο συγκολλημένος σωλήνας Hastelloy C πάνω από την έκδοση χωρίς ραφή για την επέκταση μιας χημικής μονάδας;
Ε: Είμαι διευθυντής έργου για την επέκταση ενός χημικού εργοστασίου. Χρειαζόμαστε 6.000 πόδια σωληνώσεων 10" Hastelloy C. Η απρόσκοπτη επιλογή σπάει τον προϋπολογισμό. Ποια είναι τα-εμπορεύματα εάν μεταβώ σε συγκολλημένο σωλήνα; Θυσιάζω την ασφάλεια ή τη μακροζωία μόνο για να εξοικονομήσω χρήματα;
Α: Η επιλογή μεταξύ χωρίς ραφή και συγκολλημένου σωλήνα Hastelloy C είναι μια κλασική απόφαση οικονομικής μηχανικής. Δεν θυσιάζεις απαραίτητα την ασφάλεια ή τη μακροζωία εάν κάνεις μια τεκμηριωμένη επιλογή. Εδώ είναι το πλαίσιο για να αποφασίσετε:
When Welded Pipe Wins (Το "Sweet Spot"):
Μεγάλη διάμετρος, Long Run: Σε μεγέθη άνω των 6" NPS, ο σωλήνας χωρίς ραφή γίνεται εκθετικά πιο ακριβός και δύσκολος στην προέλευσή του. Η διαδικασία διάτρησης για μπιγιέτες από κράμα νικελίου άνευ ραφής μεγάλης-διαμέτρου έχει χαμηλές αποδόσεις, αυξάνοντας το κόστος. Ο συγκολλημένος σωλήνας σχηματίζεται από πλάκα, που είναι πιο εύκολο να παραχθεί. απρόσκοπτη.
Μη-Κρίσιμες υπηρεσίες: Εάν ο σωλήνας διαχειρίζεται μια μαζική μεταφορά χημικών όπου η πίεση είναι μέτρια και η διάβρωση είναι γενική (ομοιόμορφη), η ραφή συγκόλλησης δεν αποτελεί ευθύνη. Το επίδομα διάβρωσης που ενσωματώνετε στο πάχος του τοιχώματος προστατεύει ολόκληρο τον σωλήνα, συμπεριλαμβανομένης της συγκόλλησης.
Διαθεσιμότητα (Lead Times): Ο σωλήνας Hastelloy χωρίς ραφή σε μεγάλες διαμέτρους έχει συχνά εκτεταμένους χρόνους παράδοσης, επειδή τα εργοστάσια τον εκτελούν σε συγκεκριμένες εκστρατείες. Ο συγκολλημένος σωλήνας μπορεί συχνά να κατασκευαστεί πιο γρήγορα από το απόθεμα πλάκας, καθιστώντας το έργο σας online πιο γρήγορα.
Όταν το Seamless δεν είναι-διαπραγματεύσιμο:
Κυκλική κόπωση ή κραδασμοί: Εάν η γραμμή υπόκειται σε υψηλούς κραδασμούς (π.χ. συνδεδεμένη με παλινδρομικούς συμπιεστές) ή έντονη κυκλική πίεση, προτιμάται η απρόσκοπτη λειτουργία. Η απουσία διαμήκους ραφής αφαιρεί μια πιθανή θέση έναρξης για ρωγμές κόπωσης.
Εξαιρετικά υψηλές πιέσεις: Σε χρονοδιαγράμματα χονδρών-τοίχων (π.χ. Πρόγραμμα 160 ή XXS), η αξιοπιστία του σφυρήλατου υλικού χωρίς ραφή προσδιορίζεται συχνά στη διαμορφωμένη-και-συγκολλημένη κατασκευή πλάκας.
Κρίσιμες Ζώνες Ασφάλειας: Σε τμήματα σωλήνων που βρίσκονται ακριβώς δίπλα σε δοχεία πίεσης ή σε απόσταση 10 ποδιών από τον εξοπλισμό περιστροφής υψηλής-πίεσης, ορισμένα εταιρικά πρότυπα επιβάλλουν απρόσκοπτη την εξάλειψη οποιασδήποτε μεταβλητής.
Η ετυμηγορία για το έργο σας:
Για 6.000 πόδια σωλήνα 10" σε γενικό ρόλο μεταφοράς χημικών, ο συγκολλημένος σωλήνας είναι η οικονομικά συνετή επιλογή. Βεβαιωθείτε ότι προσδιορίζετε ότι ο σωλήνας είναι εφοδιασμένος σε κατάσταση ανόπτησης διαλύματος και ότι η ραφή συγκόλλησης έχει περάσει από υδροστατικό τεστ και μια μη-καταστροφική εξέταση (όπως το δινορεύμα ή η αντοχή στη διάβρωση είναι αποτελεσματική σε αυτή την κατάσταση και η αντοχή στη διάβρωση). από απρόσκοπτη για το 99% των εφαρμογών χημικών διεργασιών Η εξοικονόμηση κόστους είναι πραγματική και δεν θέτει σε κίνδυνο την ακεραιότητα της εγκατάστασης.
