τα κοινά ελαττώματα που βρέθηκαν στον τουρσί σωλήνα ASTM B514 Incoloy 800H

1. Ε: Τι είναι το ASTM B514 και πώς εφαρμόζεται στον τουρσί σωλήνα από κράμα Incoloy 800H;

A:
Το ASTM B514 είναι η τυπική προδιαγραφή γιασυγκολλημένος σωλήνας νικελίου-σιδηρού-κράματος χρωμίου, καλύπτοντας συγκεκριμένα τα UNS N08800, N08810 (800H) και N08811 (800HT). Για το Incoloy 800H, αυτή η προδιαγραφή καθορίζει τις απαιτήσεις για διαμήκη συγκολλημένο σωλήνα που παράγεται από λωρίδα ή φύλλο ψυχρής{{7} έλασης.

Βασικά χαρακτηριστικά του ASTM B514 για σωλήνα 800H:

Βιομηχανοποίηση:Ο σωλήνας διαμορφώνεται από λωρίδα ψυχρής-έλασης σε κυλινδρικό σχήμα και στη συνέχεια συγκολλάται κατά μήκος με τη χρήση συγκόλλησης τόξου αερίου βολφραμίου (GTAW), συγκόλλησης με τόξο μετάλλου αερίου (GMAW) ή συγκόλλησης με τόξο πλάσματος (PAW). Η συγκόλληση μπορεί να είναι αυτογενής (χωρίς πληρωτικό) ή με αντίστοιχο μέταλλο πλήρωσης.

Εύρος μεγεθών:Συνήθως διατίθεται από ½″ NPS έως 24″ NPS (ονομαστική διάμετρος 12,7 mm έως 610 mm), με πάχη τοιχώματος από Πρόγραμμα 5S έως Πρόγραμμα 80S.

Κατεργασία με θερμοκρασία:Για βαθμό 800H, ο σωλήνας πρέπει να ανόπτεται με διάλυμα μετά τη συγκόλληση στους 1150–1200 βαθμούς (2100–2190 βαθμούς F) που ακολουθείται από ταχεία ψύξη. Αυτή η επεξεργασία διαλύει τα καρβίδια στην επηρεαζόμενη από τη θερμότητα ζώνη (HAZ) και επιτυγχάνει την απαιτούμενη δομή χονδροειδών κόκκων (ASTM No. 5 ελάχιστο) στο βασικό μέταλλο.

Τι σημαίνει "τουρσί σωλήνα";

Το τουρσί είναι μια χημική επεξεργασία επιφάνειας με τη χρήση ενός διαλύματος οξέος (συνήθως μείγμα νιτρικού οξέος και υδροφθορικού οξέος) για την αφαίρεση:

Υψηλής-κλίμακας θερμοκρασίας (οξείδια) που σχηματίζεται κατά την ανόπτηση του διαλύματος

Επιφανειακές προσμείξεις (σωματίδια σιδήρου, ενσωματωμένη βρωμιά, γράσο)

Αποχρωματισμός συγκόλλησης (θερμική απόχρωση)

Για τον σωλήνα ASTM B514 800H, η αποξήρανση συχνά καθορίζεται μετά την ανόπτηση του διαλύματος για να παραχθεί μια καθαρή, παθητική επιφάνεια. Η διαδικασία του παστώματος:

Αφαιρεί το στρώμα που έχει εξαντληθεί{0}}χρώμιο κάτω από τη ζυγαριά, αποκαθιστώντας την πλήρη αντίσταση στη διάβρωση.

Δημιουργεί ένα ομοιόμορφο, ματ μεταλλικό φινίρισμα που επιτρέπει τον εύκολο οπτικό έλεγχο.

Εξαλείφει τη μόλυνση του σιδήρου (από το χειρισμό ή την επεξεργασία εργαλείων) που θα μπορούσε να προκαλέσει την εμφάνιση σκασίματος.

Γιατί το τουρσί είναι σημαντικό για το 800H:

Τυπικές προδιαγραφές τουρσί για σωλήνα ASTM B514 800H:

Περιορισμοί αποξήρωσης για συγκολλημένο σωλήνα:

Το τουρσί δεν αφαιρεί ελαττώματα στο υπόγειο (ενσωματώσεις σκωρίας, έλλειψη σύντηξης).

Το υπερβολικό τουρσί (υπερβολικός χρόνος ή συγκέντρωση οξέος) μπορεί να προκαλέσει διακοκκώδη προσβολή, ειδικά στη συγκόλληση HAZ.

Το διάλυμα τουρσί πρέπει να ξεπλυθεί καλά. το υπολειμματικό οξύ μπορεί να προκαλέσει κοιλώματα.

Για κρίσιμες υπηρεσίες υψηλής θερμοκρασίας, ο σωλήνας τουρσί ASTM B514 συνήθως παραγγέλνεται με την πρόσθετη απαίτηση: "διάλυμα ανόπτηση, τουρσί και παθητικοποίηση, 100% ακτινογραφία."

2. Ε: Γιατί το τουρσί είναι απαραίτητο για τον συγκολλημένο σωλήνα ASTM B514 Incoloy 800H που χρησιμοποιείται σε υπηρεσίες πετροχημικών υψηλών{{3} θερμοκρασιών;

A:
Σε-πετροχημικές υπηρεσίες υψηλής θερμοκρασίας - όπως η αναμόρφωση μεθανίου ατμού (SMR), η πυρόλυση αιθυλενίου και οι γραμμές μεταφοράς αναμορφωτή αμμωνίας - η κατάσταση της επιφάνειας του σωλήνα επηρεάζει άμεσα τη διάρκεια ζωής. Το τουρσί δεν είναι απλώς καλλυντικό. είναι ένα κρίσιμο βήμα μηχανικής επιφανειών.

Το πρόβλημα με τον μη τουρσί (ως-συγκολλημένο ή ως{2}}ανοπτημένο) σωλήνα:

Όταν ο σωλήνας ASTM B514 800H ανόπτεται με διάλυμα στους 1150–1200 μοίρες, σχηματίζεται σε όλες τις επιφάνειες μια παχιά, πολλαπλών{3}}στρωτικών κλίμακα οξειδίου. Αυτή η κλίμακα αποτελείται από:

Εξωτερικό στρώμα:-πλούσια οξείδια σιδήρου (Fe2O3, Fe3O4) - χαλαρά, μη-προστατευτικά

Ενδιάμεσο στρώμα: -πλούσια οξείδια χρωμίου (Cr2O3) - προστατευτικά αλλά εύθραυστα

Εσωτερικό στρώμα: κράμα χωρίς χρώμιο-(μέταλλο με περιεκτικότητα σε Cr μειωμένη από 20% σε < 5%)

Εάν αυτή η ζυγαριά παραμείνει στη θέση της, προκύπτουν πολλά προβλήματα:

1. Μειωμένη αντίσταση ενανθράκωσης:
Το στρώμα που έχει εξαντληθεί{0}}χρώμιο κάτω από τη ζυγαριά έχει ανεπαρκές χρώμιο για να σχηματίσει μια προστατευτική κλίμακα Cr2O3 κατά τη διάρκεια του σέρβις. Ο άνθρακας από την ατμόσφαιρα του κλιβάνου διαχέεται σε αυτό το εξαντλημένο στρώμα, σχηματίζοντας εσωτερικά καρβίδια χρωμίου. Αυτό επιταχύνει την ενανθράκωση και την ευθραυστότητα.

2. Αφαίρεση και επιταχυνόμενη οξείδωση:
Η παχιά, εύθραυστη κλίμακα πέφτει κατά τη διάρκεια της θερμικής ανακύκλωσης (έναρξη-εκκίνησης/σβήσιμο). Κάθε γεγονός ξηλώματος αφαιρεί μια μικρή ποσότητα μετάλλου. Σε διάστημα 5–10 ετών, η απώλεια μετάλλου μπορεί να είναι 0,5–2,0 mm - σημαντική για λεπτό-σωλήνα τοιχώματος (τυπικό τοίχωμα 4–8 mm).

3. Επίθεση ραφής συγκόλλησης:
Η συγκόλληση HAZ είναι ήδη μια μικροδομικά ευαίσθητη περιοχή. Εάν η περιοχή συγκόλλησης διατηρεί την κλίμακα, γίνεται η προτιμώμενη θέση εκκίνησης για την ενανθράκωση και τη ρωγμή ερπυσμού.

4. Μόλυνση σιδήρου:
Ο χειρισμός και η κατασκευή (κοπή, λοξότμηση) μπορούν να ενσωματώσουν σωματίδια σιδήρου στη ζυγαριά. Σε υψηλή θερμοκρασία, αυτά τα σωματίδια σιδήρου προκαλούν τοπική τήξη ή επιταχυνόμενη οξείδωση («κηλίδες σιδήρου»).

Πλεονεκτήματα του τουρσί για συγκολλημένο σωλήνα 800H:

Παράδειγμα εμπειρίας πεδίου:

Ένα πετροχημικό εργοστάσιο λειτουργούσε δύο παράλληλες γραμμές μεταφοράς SMR - μία με τουρσί συγκολλημένο σωλήνα 800H, μία με μη-σωλήνα χωρίς τουρσί (μόνο με μηχανικό καθαρισμό). Μετά από 5 χρόνια:

Ο μη τουρσί σωλήνας αντικαταστάθηκε κατά την επόμενη ανανέωση. ο τουρσί σωλήνας παρέμεινε σε λειτουργία.

Αποστράγγιση έναντι μηχανικού καθαρισμού (λείανση, συρμάτινο βούρτσισμα):

Σύναψη:Για τον σωλήνα ASTM B514 800H που προορίζεται για σέρβις άνω των 600 μοιρών, η αποξήρανση μετά την ανόπτηση διαλύματος δεν είναι προαιρετική - είναι απαραίτητη για την επίτευξη διάρκειας σχεδιασμού. Οι προδιαγραφές προμήθειας θα πρέπει να απαιτούν ρητά "ανόπτηση, τουρσί και παθητικοποίηση του διαλύματος ανά ASTM A380".

3. Ε: Ποιες είναι οι κρίσιμες διαφορές στις απαιτήσεις αποξήρωσης μεταξύ του συγκολλημένου σωλήνα ASTM B514 και του σωλήνα χωρίς ραφή (ASTM B407) για το Incoloy 800H;

A:
Ενώ τόσο ο συγκολλημένος όσο και ο άνευ ραφής σωλήνας Incoloy 800H επωφελούνται από το τουρσί, οι απαιτήσεις και οι προκλήσεις διαφέρουν λόγω των διαφορετικών τρόπων κατασκευής και των μικροδομών τους.

Σύγκριση επιφανειακών συνθηκών πριν από την αποξήρανση:

Απαιτήσεις αποστράγγισης για συγκολλημένο σωλήνα (ASTM B514):

Η περιοχή ραφής συγκόλλησης απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή:
Η συγκόλληση και το γειτονικό HAZ έχουν διαφορετική δομή οξειδίου από το βασικό μέταλλο. Η θερμική απόχρωση (ζώνη που έχει εξαντληθεί-χρώμιο) μπορεί να εκτείνεται 5–10 mm και στις δύο πλευρές της συγκόλλησης. Το τουρσί πρέπει να είναι αρκετά επιθετικό ώστε να αφαιρείται αυτή η ζώνη χωρίς να-μαζεύεται υπερβολικά το βασικό μέταλλο.

Εσωτερικό σφαιρίδιο συγκόλλησης:
Ο συγκολλημένος σωλήνας έχει συνήθως ένα εσωτερικό σφαιρίδιο συγκόλλησης (ενίσχυση). Αυτό το σφαιρίδιο δημιουργεί μια σχισμή όπου το διάλυμα τουρσί μπορεί να παγιδευτεί, οδηγώντας σε τοπικό πάνω-μαστίκωμα. Για κρίσιμο σέρβις, το εσωτερικό σφαιρίδιο συχνά αλέθεται πριν από το τουρσί.

Μόλυνση άκρων λωρίδας:
Η λωρίδα ψυχρής έλασης-που χρησιμοποιείται για το σχηματισμό συγκολλημένου σωλήνα μπορεί να έχει ακμές ή ενσωματωμένα λιπαντικά έλασης. Αυτά μπορεί να προκαλέσουν τοπικούς "λεκέδες από τουρσί" ή ατελή αφαίρεση αλάτων εάν δεν καθαριστούν σωστά πριν από τη συγκόλληση.

Παράμετροι λουτρού τουρσί (τυπικά για 800H):

Ειδικές εκτιμήσεις για συγκολλημένο σωλήνα:

Κίνδυνος διακοκκικής προσβολής στη συγκόλληση:
Η συγκόλληση HAZ είναι πιο επιρρεπής σε διακοκκώδη προσβολή κατά τη διάρκεια της αποξίδωσης εάν η ανόπτηση του διαλύματος ήταν ανεπαρκής (αδιάλυτα καρβίδια στα όρια των κόκκων). Αυτό είναι σπάνιο για σωστά επεξεργασμένα 800H, αλλά μπορεί να συμβεί εάν ο σωλήνας δεν είχε ανόπτηση πλήρως με διάλυμα.

Οξύ παγίδευσης υποκοπής συγκόλλησης:
Εάν η συγκόλληση έχει υποχωρήσει (αυλάκι στο δάκτυλο της συγκόλλησης), το οξύ αποξίδωσης μπορεί να παγιδευτεί και να προκαλέσει τοπικό άνοιγμα. Για το λόγο αυτό, ο σωλήνας ASTM B514 για κρίσιμες εργασίες απαιτεί συχνά ο οπλισμός συγκόλλησης να είναι ομαλή πριν από την αποξήρανση.

Εσωτερική σχισμή σφαιριδίων συγκόλλησης:
Το εσωτερικό σφαιρίδιο συγκόλλησης δημιουργεί μια στενή σχισμή. Η τριχοειδής δράση τραβάει το οξύ τουρσί σε αυτή τη σχισμή, όπου μπορεί να μην ξεπλυθεί πλήρως. Ορισμένες προδιαγραφές απαιτούν εσωτερική αφαίρεση σφαιριδίων (λείανση) για σωλήνες που χρησιμοποιούνται σε υπηρεσίες υψηλής-καθαρότητας ή υψηλής- θερμοκρασίας.

Επιθεώρηση μετά το πάστωμα:

Συνέπειες κόστους:

Οδηγίες επιλογής:

Για κρίσιμη υπηρεσία υψηλής- θερμοκρασίας (ερπυσμός + ενανθράκωση):
Προτιμάται ο σωλήνας τουρσί χωρίς ραφή (ASTM B407). Εάν πρέπει να χρησιμοποιηθεί συγκολλημένος σωλήνας, προσδιορίστε "Εσωτερική έκπλυση σφαιριδίων συγκόλλησης, ανόπτηση διαλύματος, τουρσί και παθητικοποίηση".

Για μέτρια εξυπηρέτηση (< 600°C, non-creep):
Ο συγκολλημένος σωλήνας τουρσί (ASTM B514) είναι αποδεκτός και{1}}οικονομικός. Το τυπικό τουρσί (χωρίς άλεση) είναι αρκετό.

Για υπηρεσία υγρού ξινίσματος (NACE):
Ο σωλήνας τουρσί χωρίς ραφή προτιμάται ιδιαίτερα. Ο συγκολλημένος σωλήνας απαιτεί ειδικά προσόντα και συχνά απαγορεύεται.

4. Ε: Ποιες είναι οι τυπικές και προαιρετικές δοκιμές που απαιτούνται για τον τουρσί σωλήνα ASTM B514 Incoloy 800H ανά βιομηχανικές προδιαγραφές;

A:
Το ASTM B514 καθορίζει ελάχιστες απαιτήσεις δοκιμών. Ωστόσο, οι προδιαγραφές πετροχημικών, παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και χημικών εργοστασίων συχνά προσθέτουν πρόσθετες δοκιμές, ειδικά για επιφάνειες τουρσί.

Υποχρεωτικές δοκιμές ανά ASTM B514 (βασική προδιαγραφή):

Δοκιμές που συνήθως προστίθενται για σωλήνα τουρσί στην πετροχημική υπηρεσία:

Λεπτομερείς απαιτήσεις για επιθεώρηση επιφανειών τουρσί (τυπική προδιαγραφή πελάτη):

1. Οπτικά κριτήρια αποδοχής για φινίρισμα τουρσί:

2. Διαδικασία δοκιμής θραύσης νερού:

Καθαρίστε την επιφάνεια τουρσί με μη-ιονικό απορρυπαντικό.

Ξεπλύνετε καλά με απεσταγμένο νερό.

Βυθίστε κάθετα σε απεσταγμένο νερό για 10 δευτερόλεπτα.

Αποσύρετε και παρατηρήστε.

Ερμηνεία:

Πέρασμα:Συνεχής μεμβράνη νερού που αποστραγγίζεται ομοιόμορφα.

Αποτυγχάνω:Το νερό σχηματίζει διακριτικά σταγονίδια (υποδεικνύει υπολειμματικά άλατα, λάδι ή υδρόφοβους ρύπους).

3. Διαδικασία δοκιμής Ferroxyl (για μόλυνση σιδήρου):

Παρασκευάστε το διάλυμα: 10 g σιδηροκυανιούχου καλίου + 30 mL νιτρικού οξέος (70%) + 100 mL απεσταγμένου νερού.

Απλώστε μερικές σταγόνες στην τουρσί επιφάνεια.

Παρατηρήστε για 30–60 δευτερόλεπτα.

Ερμηνεία:

Πέρασμα:Καμία αλλαγή χρώματος ή αχνό κίτρινο.

Αποτυγχάνω:Αναπτύσσεται μπλε χρώμα (υποδηλώνει ελεύθερο σίδηρο στην επιφάνεια, που θα προκαλέσει σκασίματα).

Απαιτήσεις NDE για τη ραφή συγκόλλησης (πέρα από το ASTM B514):

Απαιτούμενη τεκμηρίωση για τουρσί σωλήνα ASTM B514:

Επίπτωση στο κόστος των πρόσθετων δοκιμών:

Τελική σημείωση για προσδιοριστές:
Όταν παραγγέλνετε σωλήνα τουρσί ASTM B514 Incoloy 800H, να αναφέρετε πάντα:
"Ο σωλήνας θα κατασκευάζεται σύμφωνα με το ASTM B514, Βαθμού UNS N08810 (800H). Ο σωλήνας θα ανόπτεται με διάλυμα μετά τη συγκόλληση, θα γίνεται τουρσί και θα παθητικοποιείται σύμφωνα με το ASTM A380 και θα ακτινογραφείται 100%. Η επιφάνεια τουρσί θα περάσει από δοκιμές θραύσης νερού και σιδηροξυλίου. Η ραφή συγκόλλησης θα πρέπει να εξεταστεί."

5. Ε: Ποια είναι τα κοινά ελαττώματα που εντοπίζονται στον τουρσί σωλήνα ASTM B514 Incoloy 800H και πώς μπορούν να προληφθούν ή να αποκατασταθούν;

A:
Παρά την προσεκτική επεξεργασία, ο συγκολλημένος σωλήνας με τουρσί μπορεί να παρουσιάσει ελαττώματα που θέτουν σε κίνδυνο την απόδοση της υπηρεσίας. Η κατανόηση αυτών των ελαττωμάτων επιτρέπει τη λήψη κατάλληλων αποφάσεων αποδοχής και απόρριψης επιθεωρήσεων.

Κατηγορία ελαττώματος 1: Ατελής αποξήρανση (υπολειπόμενη κλίμακα ή θερμική απόχρωση)

Αποδοχή:Η υπολειπόμενη κλίμακα ή η θερμική απόχρωση είναι αιτία απόρριψης. Ο λεκές από τουρσί επιτρέπεται εάν είναι ρηχός (< 0.05 mm) and not in weld HAZ.

Κατηγορία ελαττώματος 2: Πάνω-μασίματος (απώλεια μετάλλου)

Αποδοχή:Το πάχος του τοιχώματος πρέπει να παραμένει εντός των ορίων ανοχής. Οποιοδήποτε IGA ή κοιλιακό βάθος > 0,1 mm είναι αιτία απόρριψης.

Κατηγορία ελαττώματος 3: Ελαττώματα που σχετίζονται με συγκόλληση-που εκτίθενται με το τουρσί

Αποδοχή:Ανά ASME B31.3 – χωρίς ρωγμές, χωρίς ατελή σύντηξη/διείσδυση, υποκοπή Μικρότερο ή ίσο με 0,4 mm βάθος, πορώδες Διάμετρος μικρότερο ή ίσο με 1,5 mm, μικρότερο ή ίσο με 2 ανά 150 mm.

Κατηγορία ελαττώματος 4: Μόλυνση της επιφάνειας μετά το πάστωμα

Αποδοχή:Χωρίς σημεία σκουριάς. Η δοκιμή θραύσης νερού πρέπει να περάσει. αρνητικό τεστ φεροξυλίου (χωρίς μπλε).

Ροή επιθεώρησης για εισερχόμενο σωλήνα τουρσί:

Επιθεώρηση λήψης │ ├── Οπτική (100%) │ ├── Κλίμακα/απόχρωση θερμότητας; → Απόρριψη ή επαν-τουρσί │ ├── Pitting/IGA; → Απόρριψη │ ├── Υποκοπή συγκόλλησης > 0,4 ​​mm; → Απόρριψη │ └── Επιτυχία → Συνέχεια │ ├── Δοκιμή θραύσης νερού (δείγμα ανά παρτίδα) │ ├── Αποτυχία → Επανα-τουρσί ή απολίπανση │ └── Ferrar── Πέρασμα δοκιμή (δείγμα ανά παρτίδα) │ ├── Θετικό (μπλε) → Re-τουρσί │ └── Αρνητικό → Συνέχεια │ ├── Διεισδυτικό χρωστικής (PT) συγκόλλησης (100%├├├├ γραμμή κρίσιμης σημασίας) ενδείξεις → Απόρριψη │ └── Πάσο → Αποδοχή │ └── Επαλήθευση διαστάσεων (δείγμα) ├── Πάχος τοιχώματος κάτω από την ανοχή; → Απόρριψη └── Πάσο → Αποδοχή για σέρβις