1. K: Millised on põhilised koostise erinevused Incoloy 800 ja Incoloy 825 õmblusteta torude vahel ning kuidas need mõjutavad nende toimivust?
A:Kuigi nii Incoloy 800 kui ka Incoloy 825 kuuluvad nikli-raud-kroomisulamite perekonda, on nende koostise erinevused märkimisväärsed ja määravad otseselt nende kasutusaknad.
Incoloy 800 (UNS N08800)selle nimikoostis on 32,5% niklit, 21% kroomi ja tasakaalu rauda, kusjuures süsinikusisaldus on maksimaalselt 0,10%. See sisaldab ainult vähesel määral molübdeeni ja vaske. See kompositsioon on optimeeritudkõrge -temperatuuritugevus ja oksüdatsioonikindluspigem vee korrosioonikindlus. Kõrge niklisisaldus stabiliseerib austeniitset struktuuri, samas kui kroom tagab oksüdatsiooni- ja karburisatsioonikindluse kõrgetel temperatuuridel.
Incoloy 825 (UNS N08825)on tugevamalt legeeritud klass, mis sisaldab 38–46% niklit, 19,5–23,5% kroomi, 2,5–3,5% molübdeeni, 1,5–3,0% vaske ja 0,6–1,2% titaani. Molübdeeni ja vase lisamine muudab sulami käitumist põhjalikult. Molübdeen suurendab vastupidavust punkt- ja pragukorrosioonile kloriidi{12}}sisaldavas keskkonnas, samas kui vask tagab erakordse vastupidavuse redutseerivatele hapetele, nagu väävel- ja fosforhape. Titaani lisatakse sulami stabiliseerimiseks teradevahelise korrosiooni vastu pärast keevitamist.
Mõju jõudlusele:Incoloy 800 õmblusteta toru sobib suurepäraselt kuivades, kõrge{1}}temperatuurilistes gaasikeskkondades, nagu ahjutorud, naftakeemilise krakkimise soojusvahetid ja ülekuumendi komponendid. See säilitab struktuurse stabiilsuse kuni ligikaudu 1800 kraadi F (982 kraadi). Incoloy 825, vastupidi, on mõeldud niiske, söövitava keskkonna jaoks mõõduka temperatuuriga (tavaliselt alla 1000 kraadi F / 538 kraadi). See on eelistatud valik väävelhappeteenuse, H₂S-i ja kloriide sisaldavate hapugaasi puurkaevude ja mereveekäitlussüsteemide jaoks, kus on probleeme punkt- ja pingekorrosioonipragudega.
Vale hinde valimine viib enneaegse ebaõnnestumiseni. Incoloy 800 kasutamine märjas väävelhappekeskkonnas põhjustab kiiret üldist korrosiooni. Ja vastupidi, Incoloy 825 kasutamine etüleenkrakkimisahjus temperatuuril üle 1500 °F põhjustaks liigset roomedeformatsiooni, kuna sulam ei ole optimeeritud kõrgel temperatuuril roometugevuse jaoks.
2. K: Millised tootmisprotsessid ja standardid reguleerivad Incoloy 800 ja 825 õmblusteta torusid?
A:Incoloy 800 ja 825 õmblusteta torud on valmistatud spetsiaalsete protsesside abil, mis tagavad metallurgilise terviklikkuse, mõõtmete täpsuse ja vastavuse rangetele rahvusvahelistele standarditele.
Tootmisprotsess:Tootmine algab ekstrudeeritud või augustatud õõnsa kestaga. Nende niklisulamite eelistatud meetod onekstrusioon, kus kuumutatud toorik surutakse läbi stantsi, kasutades selleks õmblusteta õõnsust. Ekstrusioon pakub suurepärast tera voolavust ja välistab keskjoone poorsuse, mis võib tekkida ülitugevate niklisulamite pöördtorgamisel. Pärast ekstrusiooni läbib toru mitu külmtõmbe- või külmvaltsimist koos vahepealse lahusega lõõmutamisega. Külmtöötlemine täpsustab tera struktuuri, parandab mõõtmete täpsust ja võimaldab toota õhukesi seinu ja väikese läbimõõduga, mida ei ole võimalik saavutada ainult ekstrusiooniga. Lõpliku lahuse lõõmutamine temperatuuril 1900–2100 °F (1038–1149 °F), millele järgneb kiire jahutamine (veekarastamine), taastab korrosioonikindluse ja elastsuse.
Peamised spetsifikatsioonid:
ASTM B407 / ASME SB407– Õmblusteta nikli{0}}raud-kroomisulamist toru standardspetsifikatsioon (hõlmab Incoloy 800, 800H, 800HT)
ASTM B423 / ASME SB423– Õmblusteta nikkel{0}}raud-kroom-molübdeen-vasesulamist toru standardspetsifikatsioon (eriti Incoloy 825 jaoks)
ASTM B163 / ASME SB163– Õmblusteta kondensaatori- ja soojusvahetitorud mõlemale sulamiperekonnale
ASTM B829– Üldnõuded niklisulamist õmblusteta torudele (täiendavad B407 ja B423)
Testimine ja kontroll:Sertifitseeritud torud peavad läbima:
Keemiline analüüs– UNS-i tähistuse ja elementide vahemike kinnitamine
Tõmbekatse– tootlustugevus, ülim tõmbetugevus ja pikenemine
Hüdrostaatiline või mittepurustav elektriline testimine– ASTM E213 ultraheli jaoks või E426 pöörisvoolu jaoks
Lamestamise ja põletamise testid– Torutoodete jaoks elastsuse kontrollimiseks
Teradevahelise korrosiooni test– ASTM G28 järgi Incoloy 825 jaoks stabiliseerimise kontrollimiseks
Mõõtmete standardid:Kui ASTM B407 ja B423 määravad tolerantsid, siis enamik kaubanduslikke torusid toodetakse vastavaltASME B36.19(roostevabast terasest toru mõõtmed) seina paksuse ja välisläbimõõdu jaoks. Saadaval on erigraafikud (nt Sch 10S, 40S, 80S). Ostjad peaksid täpsustama, kas toru on ette nähtud rõhu säilitamiseks (nõuab täielikku hüdrostaatilist testimist) või mitte{7}}survega rakendusteks.
3. K: Miks on Incoloy 825 õmblusteta toru eelistatud materjal väävelhappe ja hapugaasi teenindamiseks?
A:Incoloy 825 õmblusteta toru on teeninud oma maine juhtiva materjalina kahes kõige keerulisemas tööstuskeskkonnas: kontsentreeritud väävelhappe käitlemine ja hapugaasi (H₂S + kloriid) tootmine. Selle paremus tuleneb sulami tahtlikust disainist ja tõestatud toimivusest välitingimustes.
Väävelhappe teenus:Incoloy 825-l on erakordne vastupidavus väävelhappele laias kontsentratsioonivahemikus, eriti kontsentratsioonis 0% kuni 60% temperatuuridel kuni ligikaudu 250 kraadi F (121 kraadi). Mehhanism hõlmab molübdeeni ja vase sünergilist toimet. Molübdeen soodustab passiivse molübdaatkile moodustumist, vask aga nihutab korrosioonipotentsiaali passiivsesse piirkonda. Seevastu standardne roostevaba teras 316L kannatab ebapiisava molübdeenisisalduse ja vase puudumise tõttu kiiresti väävelhappe rünnaku. Näiteks 40% väävelhappes temperatuuril 200 °F korrodeerub 316L kiirusega, mis ületab 100 mpy (miili aastas), samal ajal kui Incoloy 825 puhul on kiirus tavaliselt alla 5 mpy. See jõudlus võimaldab Incoloy 825 määrata happesegamise teedele, ülekandetorudele ja mahutite väljalaskeavadele, kus lokaalne lahjendamine või kuumutamine võib tekitada agressiivseid tingimusi.
Hapugaasi teenus (nafta ja gaasi tootmine):Vesiniksulfiidi (H₂S), süsinikdioksiidi, kloriide ja elementaarset väävlit sisaldav maagaas loob söövitava kokteili, mis kutsub esile sulfiid-pingepragunemise (SSC) ja kloriidi pingekorrosioonipragunemise (SCC). Incoloy 825 vastab nõueteleNACE MR0175 / ISO 15156hapu teenuse rakenduste jaoks. 38–46% nikli kombinatsioon tagab vastupidavuse kloriidi SCC-le, samas kui molübdeen (2,5–3,5%) suurendab vastupidavust täppide tekkele. Sulami võime moodustada kaitsev sulfiidkile, mitte praguneda, eristab seda vähem vastupidavatest materjalidest. Põllumajandustorude, pinnavoolutorude ja gaasikogumissüsteemide valdkonnas saadud kogemused kinnitavad, et Incoloy 825 õmblusteta toru peab vastu SSC-le H₂S osarõhul kuni 100 psi (0,7 MPa) ja rohkem.
Täiendavad eelised:Incoloy 825 on vastupidav ka fosforhappele (väetiste tootmisel kasutatav märgprotsess fosforhape), mereveele ja söövitavale keskkonnale. Selle vastupidavus teradevahelisele korrosioonile pärast keevitamist, mis on tagatud titaanist stabiliseerimisega, võimaldab välitootmist ilma keevisõmbluse järel{2}}kuumtöötluseta. Kuid disainerid peaksid arvestama, et Incoloy 825 ei soovitata kasutada tugevalt oksüdeerivate hapete (nt lämmastikhape) puhul, kus kõrgema kroomiga sulamid nagu Incoloy 800 või roostevaba teras 304L toimivad paremini.
4. K: Millised on kriitilised keevitusnõuded ja võimalikud väljakutsed Incoloy 800 ja 825 õmblusteta torude ühendamisel?
A:Incoloy 800 ja 825 õmblusteta torude keevitamine nõuab erinevaid lähenemisviise, kuna nende metallurgiline käitumine on oluliselt erinev. Nende erinevuste mõistmine väldib pragude tekkimist, korrosioonikindluse kaotust ja enneaegseid hooldustõrkeid.
Täitemetalli valik:
Incoloy 800 puhul:KasutaERNiCr-3(AWS A5.14) standardse täiteainena. See 67% niklit ja 20% kroomi sisaldav täiteaine vastab mitteväärismetalli soojuspaisumisomadustele ja tagab hea tugevuse kõrgel -temperatuuril. Liikumisteenuse jaoks üle 1500 kraadi F (816 kraadi),ERNiCrCoMo-1(Inconel 617) võib eelistada oma suurepäraste kõrgendatud temperatuuriomaduste tõttu.
Incoloy 825 puhul:KasutaERNiCrMo-3(Inconel 625) standardse täiteainena. See täiteaine sisaldab molübdeeni ja nioobiumi, mis tagab korrosioonikindluse, mis vastab või ületab mitteväärismetalli.ERNiCrMo-10(Inconel 622) on alternatiiv raskete keskkondade jaoks.
Ärge kunagi kasutage roostevabast terasest täiteaineid(308L, 309L, 316L) kummagi sulami jaoks. Mitteväärismetallist lahjendamine loob segakoostise, mis on vastuvõtlik kuumpragunemisele ja vähenenud korrosioonikindlusele.
Soojussisendi juhtimine:Mõlemad sulamid nõuavad vähest soojussisendit, et vältida sensibiliseerumist ja terade jämedust. Soovitatavad parameetrid hõlmavad järgmist:
Maksimaalne läbipääsu temperatuur: 250 kraadi F (121 kraadi) Incoloy 800 puhul; 200 kraadi F (93 kraadi) Incoloy 825 jaoks
Kasutage nööriga helmeid, mitte kudumist
Piirake soojussisend 25–45 kJ/tolli kohta (10–18 kJ/cm)
Gaasvolframkaarkeevitus (GTAW) on eelistatud juurkäikude jaoks, eriti õhukese{0}}seinaga torude puhul
Eel{0}}keevituspuhastus:Väävli, fosfori või madala -sulamistemperatuuriga-metallide (vask, tsink, plii) saastumine põhjustab kuumpragunemist. Puhastage keevitustsoonid atsetooni või spetsiaalse roostevabast terasest harjaga. Kasutage ainult niklisulamite jaoks ette nähtud lihvkettaid-ärge kunagi kasutage kettaid, mida on varem kasutatud süsinik- või madala legeerteraste jaoks.
Keevituse{0}}järgne kuumtöötlus (PWHT):Incoloy 800 ei vaja torustike jaoks tüüpiliste seinapaksuste puhul üldjuhul PWHT-d. Vaatamata sellele, et Incoloy 825 on titaaniga stabiliseeritud, võib raskete seinaosade puhul või juhul, kui on vaja maksimaalset vastupidavust pingekorrosioonipragudele, saada kasu pinge leevendamisest temperatuuril 1600–1700 kraadi F (871–927 kraadi). Praktiliste piirangute tõttu tehakse seda töötlemist välikeevitamisel harva.
Levinud vead ja ennetamine:
Kuum lõhenemine– Seda takistab madal soojuse sisend, puhtad tingimused ja õige täiteaine valik
Mikrofisseerimine kuumusest{0}}mõjutatud tsoonis– Vältige tugevat tõkestamist-ja liigset lahjendamist
Incoloy 825 korrosioonikindluse kaotus– ülekuumenemine võib põhjustada molübdeeni{0}}rikka faasi sadenemist; kontrollige rangelt läbipääsu temperatuuri
Kvalifitseerige keevitusprotseduurid alati ASME IX jaotise järgi sobiva mehaanilise ja korrosioonikatsetusega. Hapu teenuse Incoloy 825 puhul võib olla vajalik NACE TM0177 täiendav testimine.
5. K: Millistes konkreetsetes söövitavates keskkondades tuleks Incoloy 825 õmblusteta toru valida Incoloy 800 asemel ja vastupidi?
A:Valik Incoloy 800 ja Incoloy 825 õmblusteta torude vahel ei sõltu sellest, et üks oleks teisest "parem"-pigem, iga klass on optimeeritud põhimõtteliselt erinevate teeninduskeskkondade jaoks. Vale valiku tegemine toob kaasa kuluka enneaegse ebaõnnestumise.
Valige Incoloy 825, kui keskkond hõlmab:
Väävelhape (H2SO4)– Incoloy 825 on üks väheseid kaubanduslikult saadaolevaid sulameid, mis talub väävelhapet laias kontsentratsioonivahemikus (0–60%) temperatuuril kuni 250 kraadi F (121 kraadi). Rakendused hõlmavad happe regenereerimise tehaseid, alküülimisseadmeid ja peitsimisliine. Incoloy 800 sisaldab ebaolulist molübdeeni või vaske ja korrodeerub kiiresti väävelhappes.
Hapugaas (H₂S + kloriidid)– Nafta ja gaasi tootmisel, kus vesiniksulfiid- ja kloriidioonid eksisteerivad koos, vastab Incoloy 825 NACE MR0175 nõuetele. Selle kõrge niklisisaldusega (takistab kloriidi SCC) ja molübdeeni (takistab täppide tekke) kombinatsioon on oluline. Incoloy 800 ei sisalda piisavalt molübdeeni ja see ei ole NACE{5}}haputeeninduse jaoks heaks kiidetud.
Fosforhape (H3PO4)– Märg{0}}fosforhappe tootmisel (väetisetööstus) loovad fluoriidid ja kloriidid agressiivsed tingimused. Incoloy 825 on vastupidav nii üldisele korrosioonile kui ka lokaalsele rünnakule. Incoloy 800 ei ole soovitatav.
Seiskunud või lõhedega merevesi– Kuigi kumbki sulam ei ole merevee jaoks esimene valik (sageli eelistatakse ülidupleksset roostevaba terast), pakub Incoloy 825 võrreldes Incoloy 800-ga oma molübdeenisisalduse tõttu paremat vastupidavust täppide tekkele. Kasutage Incoloy 825 mererakendustes, kus on pragusid (äärikühendused, torude{4}}to{5}}ühendused).
Valige Incoloy 800, kui keskkond hõlmab:
Kõrgel temperatuuril{0}}oksüdatsioon– Incoloy 800 säilitab kaitsva kroomoksiidi skaala õhus või suitsugaasides kuni ligikaudu 1800 kraadi F (982 kraadi). Incoloy 825, mille kroomisisaldus on väiksem (19,5–23,5% vs
Karburiseerivad või nitrideerivad atmosfäärid– Naftakeemiaahjudes, kuumtöötlemisrajatistes ja ammoniaagitehastes muudab süsiniku või lämmastiku difusioon hapraks enamiku sulamitest. Incoloy 800 kõrge niklisisaldus (32,5%) vähendab süsiniku difusiooni. Vaatamata kõrgemale niklisisaldusele sisaldab Incoloy 825 molübdeeni, mis võib pärast pikaajalist kõrge temperatuuriga kokkupuudet moodustada soovimatuid intermetallilisi faase.
Auru metaani reformimine ja etüleeni krakkimine– Variandid 800H ja 800HT (Incoloy 800 alamklassid) on reformertorude ja ülekandeliinide soojusvahetite tööstusstandardid. Nende roometugevus temperatuuril 1600–1900 kraadi F (870–1040 kraadi) on võrreldamatu Incoloy 825-ga.
Neutraalsed ja leeliselised kloriidi lahused mõõdukal temperatuuril– Kui kloriid-SCC on probleem, kuid redutseerivaid happeid ei esine, pakub Incoloy 800 head vastupidavust madalamate kuludega kui Incoloy 825. Näiteks toiteveesoojendites ja aurugeneraatorites on Incoloy 800 suurepärased tulemused.
Praktilised juhised:Kui keskkond onmärg ja happeline(eriti väävel-, fosfor- või hapugaas), valige Incoloy 825. Kui keskkond onkuum ja kuiv(ahju atmosfäär, kõrge{0}}temperatuuriline gaas), valige Incoloy 800. Kui kahtlete, vaadake korrosioonikaarte ja kaaluge katsetamist simuleeritud kasutustingimustes. Kulude erinevus (Incoloy 825 on kõrgema molübdeeni ja vase sisalduse tõttu tavaliselt kõrgem kui Incoloy 800) peaks olema põhjendatud konkreetsete jõudlusnõuetega.
