1. Vastupanu keemia
K: UNS N10665, üldtuntud kui sulam B-2, on ette nähtud mõne kõige agressiivsema keemilise keskkonna jaoks. Millised konkreetsed elemendid selle koostises muudavad selle kõige sobivamaks materjaliks vesinikkloriidhappe käitlemisel kõigil kontsentratsioonidel ja temperatuuridel?
V: UNS N10665 erakordne jõudlus redutseerivates keskkondades, nagu vesinikkloriidhape, tuleneb selle ainulaadsest keemilisest koostisest, täpsemalt selle peaaegu -täielikust kroomi puudumisest ja kõrgest molübdeenisisaldusest.
Kui sulamid nagu C-276 või N06022 kaitsevad oksüdeerivates hapetes kroomi, on kroom puhastes redutseerivates hapetes kahjulik. N10665 keemiline valem põhineb niklipõhjal, mille molübdeenisisaldus on 26–30%. Molübdeen on redutseerivate hapete vastupanuvõime superkangelane. See annab erakordse vastupidavuse ühtlasele korrosioonile vesinikkloriid-, väävel- ja fosforhappes redutseerivates tingimustes.
Miks see toimib?
Vesinikkloriidhappes (HCl) ei seisne korrosioonikindlus kroomoksiidi passiivse kihi moodustamises (mis tegelikult lahustuks HCl-s). Selle asemel võimaldab kõrge molübdeenisisaldus sulamil jääda metallilisse olekusse väga madala korrosioonikiirusega. See peab vastu vesinikioonide rünnakule.
Lisaks on N10665 väga madal süsiniku (maksimaalselt 0,02%) ja räni (maksimaalselt 0,10%) sisaldus. See on kriitilise tähtsusega, kuna eelkäija sulamis (B-2 eelkäija sulam B) võivad need elemendid põhjustada keevitamise ajal kuumusest mõjutatud tsoonis metallidevaheliste faaside sadenemist, põhjustades haprust. Minimeerides süsiniku ja räni, säilitab N10665 oma elastsuse ja korrosioonikindluse ka pärast keevitamist.
Siiski on kriitiline hoiatus: kuna sellel puudub kroom, toimib N10665 oksüdeerivates keskkondades halvasti. Kui HCl voos on isegi vähesel määral oksüdeerivaid aineid (nagu raud- või vaskioonid, hapnik või lämmastikhape), võib N10665 korrosioonikiirus hüppeliselt tõusta. See on spetsialist, mitte generalist.
2. Keevitamise ja kuumtöötluse paradoks
K: Tootjad viitavad sageli sulamile B-2, et seda on teiste niklisulamitega võrreldes raske keevitada. Mis on selle metallurgiline põhjus ja milliseid konkreetseid keevitusprotokolle tuleb järgida, et vältida katastroofilist riket?
V: UNS N10665 keevitamise keerulise maine juured on selle vastuvõtlikkuses intermetalliliste faaside -eriti Ni-Mo järjestatud faaside (mida sageli nimetatakse "beetafaasiks") -vahetemperatuuri korral sadestamiseks.
Metallurgia risk:
Kuigi N10665 oli kavandatud olema parem kui tema eelkäija (sulam B), asub see siiski metallurgia "ohutsoonis". Kui sulamit kuumutatakse vahemikku 1200 kuni 1600 kraadi F (650 kuni 870 kraadi) kas keevitamise või ebaõige pinge leevendamise ajal, võib see sadestuda Ni{6}}-Mo intermetallist. See muundumine muudab materjali äärmiselt hapraks ja vastuvõtlikuks pingekorrosioonipragude tekkele, eriti keevisõmbluse kuumusest{8}}mõjutatud tsoonis (HAZ).
Keevitusprotokollid riski vähendamiseks:
Madal soojussisend: nagu suure jõudlusega{0}}roostevaba terase puhul, peavad ka keevitajad kasutama madalat soojussisendit ja hoidma madalat läbipääsutemperatuuri (tavaliselt alla 200 kraadi F / 93 kraadi). Stringeri helmeste tehnikad on kohustuslikud; laiad, võnkuvad helmed on keelatud.
Täitemetalli valik: õige täitemetall on ERNi-Mo-7. Ülioluline on täiteaine täpne sobitamine mitteväärismetallide keemiaga.
Puhtus: materjal on väga tundlik süsiniku ja väävli kogumise suhtes. Igasugune rasvast, õlist või kaupluse mustusest tulenev saastumine võib põhjustada pragunemist. Spetsiaalsete roostevabast terasest tööriistade ja -rauavabade lihvketaste kasutamine on hädavajalik.
No Post{0}}Weld Heat Treatment (PWHT): erinevalt süsinikterasest peaks N10665mitte kunagisaada standardne stressi leevendamise lõõmutamine. PWHT puhul 1200–1600 kraadi F kokkupuude vallandab väga hapruse faasid, mida proovite vältida. Kui tugevaks vormimiseks on vaja lõõmutamist, tuleb seda teha temperatuuril 1950 kraadi F (1065 kraadi), millele järgneb kiire karastamine.
3. Kasutuspiirangud: oksüdeerivate ioonide lõks
K: Keemiatehase insener kaalub UNS N10665 uut vesinikkloriidhapet käitlevat reaktorit. Milliseid varjatud ohte seoses "saasteainete" esinemisega happevoos peavad nad enne selle materjaliga nõustumist hindama?
V: See on kõige kriitilisem küsimus, mida insener võib sulami B-2 täpsustamisel küsida. Kuigi UNS N10665 on oma vastupidavuse poolest puhta vesinikkloriidhappe suhtes praktiliselt konkurentsitu, on see kurikuulsalt tundlik oksüdeerivate ainete suhtes.
Kui protsessivoog sisaldab isegi väikeses koguses:
Raua ioonid (Fe³⁺): tavaline, kui hapet hoitakse ülesvoolu süsinikterasest mahutites või kui see kogub torustikku roostest rauda.
Vaskioonid (Cu²⁺): võimalik, kui ülesvoolu messingist või vasest osad korrodeeruvad.
Lahustunud hapnik: kui süsteem ei ole korralikult õhutatud{0}}või kui pumba tihenditesse siseneb õhk.
Oksüdeerivad happed: näiteks lämmastik- või kroomhape.
...korrosioonimehhanism muutub täielikult.
Puhtas redutseerivas happes on korrosioonikiirus madal ja ühtlane. Kuid oksüdeerivate ioonide juuresolekul nihkub katoodreaktsioon vesiniku redutseerimiselt oksüdeeriva iooni redutseerimisele. See nihutab sulami elektrokeemilise potentsiaali vahemikku, kus see moodustab mittekaitsva, halvasti kleepuva oksiidkile. Ühtlase korrosiooni asemel võib sulam kannatada kiire ja kiirendatud rünnaku all, mõnikord üle 5 mm aastas.
Inseneri kontrollnimekiri:
Enne N10665 valimist peab insener:
Analüüsige happe puhtust: kas see on reaktiivi puhtus või on see ringlussevõetud tööstushape, millel on tundmatuid saasteaineid?
Hapnikutaseme jälgimine: kas süsteem on suletud inertgaasi teki alla või on see avatud atmosfäärile?
Kaaluge seiskamisi: kas seadmed tühjendatakse ja jäetakse õhku avatuks? Ülejäänud happekiled võivad kuivades aurustuda, kontsentreerida ja oksüdeeruda, põhjustades täppide moodustumist.
Kui oksüdeerivad saasteained on vältimatud, võib suurema kroomisisaldusega sulam nagu N06022 (sulam 22) olla turvalisem, ehkki kallim valik.
4. Raske teenuse hanketingimused
K: Kui tellite UNS N10665 plaadi kõrgsurvevesiniku reaktorile või kriitilise happe destilleerimiskolonnile, millised konkreetsed ASTM-i standardid ja testimisprotokollid tuleks ostutellimusel esitada, et tagada materjali sobivus?
V: N10665 hankimine kriitilise teenuse jaoks nõuab enamat kui lihtsalt tavalist freestööd. Ostutellimus peab olema täpne, et kauplusesse saabuv materjal sobiks kavandatud tõsiseks teenuseks.
1. Juhtiv standard:
Põhispetsifikatsioon on ASTM B333 (nikkel{1}}molübdeensulamist plaadi, lehe ja riba standardspetsifikatsioon). See määrab vastuvõetavad keemilised vahemikud ja mehaanilised omadused.
2. Keemia kontroll:
Mill Test Certificate (MTC) peab näitama rangelt kinni keemia piirnormidest, eriti süsiniku (0,02%) ja räni (0,10%) maksimummääradest. Kriitiliste rakenduste puhul võivad ostjad nõuda tehaselt veelgi rangemat sisekontrolli.
3. Mehaaniline testimine:
Pingutuskatsed: Standardne saagise ja tõmbetugevuse kontroll ASTM B333 järgi.
Kõvaduse testimine: sageli nõutakse tagamaks, et plaat on lahusega lõõmutatud olekus.
Paindekatsed: elastsuse kontrollimiseks, eriti külmvormitavate plaatide puhul.
4. Mittepurustav uurimine (NDE):
Survet{0}}sisaldavate rakenduste puhul (ASME jaotis VIII, osa. 1) nõuab materjalikood (SB-333) tavaliselt, et plaat ei sisalda kahjustavat lamineerimist. Ostja peaks sisemise kindluse tagamiseks määrama ultraheli testimise vastavalt ASTM A578 tasemele B.
5. Korrosioonikatsed:
See on kõige olulisem väärtuse{0}}lisamise test. Ostja peaks määrama korrosioonikiiruse testi keevas vesinikkloriidhappes. Levinud test on ASTM G28 meetod C (mis on spetsiaalselt loodud Ni-Mo sulamitele) või kasutaja määratud test keeva HCl kindlas kontsentratsioonis. Nõustamiskriteeriumiks on sageli korrosioonimäär alla 20 või 50 miili aastas (mpy), olenevalt kavandatava teenuse raskusastmest. See tõestab, et materjal oli korralikult lahuses lõõmutatud ja sellel on õige mikrostruktuur.
5. N10665 vs. uus põlvkond (B-3, B-4)
K. Kas uuemate sulamite (nt UNS N10675 (sulam B-3)) kasutuselevõtuga on UNS N10665 (sulam B-2) vananenud? Millal valib tark insener ikkagi vanema B-2 uuemate alternatiivide asemel?
V: Sulami B-3 (UNS N10675) kasutuselevõtt oli otsene vastus B-2 keevitamise ja valmistamise väljakutsetele. B-3 konstrueeriti modifitseeritud keemiaga (lisades kroomi ja muid stabilisaatoreid), et tagada märkimisväärselt parem termiline stabiilsus, mis tähendab, et keevitamise ajal on palju vähem tõenäoline, et see moodustab rabedaid Ni-Mo faase. Niisiis, kas B-2 on vananenud?
Mitte täielikult. Kui B-3 on oma andestava olemuse tõttu üldiselt parim valik keevitatud tootmiseks, siis B-2 on teatud stsenaariumide puhul endiselt kindel.
Kui B-2 on endiselt valitud:
Olemasolev infrastruktuur: Paljudel vanematel keemiatehastel on B-2-st valmistatud reaktorid, torustikud ja ventiilid. Kui tehasel on vaja laiendada olemasolevat seadet või asendada kahjustatud komponent, jäävad need sageli kinni B-2-st, et säilitada galvaaniline ühilduvus ja vältida sulamite segamist samas protsessivoos.
Kulutundlikkus: sulam B-2 on üldiselt odavam kui B-3. Kuigi hinnavahe on vähenenud, on B-2 endiselt kuluefektiivne lahendus keevitamata rakenduste jaoks või tootjatele, kellel on laialdased kogemused B-2 keevitamiseks.
Mehaanilised omadused: teatud külm{0}}töödeldud või spetsiifiliste tootevormide puhul pakub B-2 veidi erinevaid mehaanilisi omadusi, millel võivad põhineda vanad disainikoodid.
Mitte-keevitatud rakendused: selliste esemete puhul nagu sepistatud liitmikud, poldid või õmblusteta torud, mis ei vaja välikeevitust, on B-3 termilise stabiilsuse eelis vähem kriitiline. B-2 baaskorrosioonikindlus puhastes redutseerivates hapetes on endiselt maailmatasemel.
Kohtuotsus:
Uute roheväljaprojektide puhul, mis hõlmavad ulatuslikku keevitamist, kasutavad enamik insenere vaikimisi UNS N10675 (B-3), kuna see on väga vastupidav HAZ-i haprusele. Siiski jääb UNS N10665 hoolduseks, asendamiseks või erikuluga mittekeevitatud komponentide{4}} jaoks oluliseks ja elujõuliseks materjaliks keemiatööstuses.
