Millised on Incoloy 864 ja Incoloy 890 torude kriitilised keevitusnõuded?

1. K: Millised on põhilised koostise ja omaduste erinevused Incoloy 864 ja Incoloy 890 torude vahel?

A:Incoloy 864 ja Incoloy 890 on mõlemad suure jõudlusega-austeniitsed roostevabad terased, kuid need töötati välja selgelt erinevate korrosioonikeskkondade jaoks. Nende erinevused seisnevad peamiselt nikli, kroomi ja molübdeeni sisalduses.

Incoloy 864 (UNS N08864)on kõrge legeeritud austeniitsest roostevaba teras, mis on loodud äärmise veepõhise korrosioonikindluse tagamiseks. Selle nimikoostis on 38–42% niklit, 20–24% kroomi, 6,0–8,0% molübdeeni, 1,0–2,0% vaske, 0,15–0,25% lämmastikku ja tasakaalus rauda. Sellel sulamil on erakordselt kõrge nikli (umbes 40%) ja molübdeenisisaldus (6–8%), mistõttu see kuulub super-austeniitsete perekonda. Kõrge nikli ja molübdeeni kombinatsioon tagab suurepärase vastupidavuse kloriidi pingekorrosioonipragunemisele (SCC) ja täppide tekkele. Vase lisamine suurendab vastupidavust redutseerivatele hapetele nagu väävel- ja fosforhape. Lämmastikusisaldus (0,15–0,25%) stabiliseerib austeniitset struktuuri ja parandab veelgi täppide tekkekindlust. Incoloy 864 ei ole sademe-kõvenemine; see saab oma tugevuse tahke lahuse ja lämmastiku interstitsiaalsest tugevdamisest. Tüüpiline voolavuspiir on toatemperatuuril 35–50 ksi (241–345 MPa).

Incoloy 890 (UNS N08890)on raud-nikkel-kroomisulam, mis on loodud kõrgel temperatuuril-sulfideerivates ja oksüdeerivates keskkondades. Selle nimikoostis on 32–35% niklit, 25–28% kroomi, 0,5–1,5% molübdeeni, 0,3–0,8% räni, 0,5–1,0% mangaani, 0,02–0,06% süsinikku ja tasakaalus rauda. Pange tähele, et Incoloy 864-ga võrreldes on oluliselt madalam nikli (∼ 33%) ja molübdeenisisaldus. Peamine eristav omadus on väga kõrge kroomisisaldus (25–28%), mis on oluliselt kõrgem kui standardsetel roostevaba terastel (304L on 18%, 310H on 24–26%). See kõrge kroomisisaldus koos kontrollitud räni ja mangaaniga tagab erakordse vastupidavuse sulfidatsioonile (väävlit{27}}kandvate gaaside rünnak kõrgel temperatuuril) ja kõrgel temperatuuril{28}}oksüdatsioonile. Incoloy 890 on tahke{31}}lahus, mis on tugevdatud ilma tahtlike sademeteta{32}}kõvendavate lisanditeta. Tüüpiline voolavuspiir on toatemperatuuril 30–45 ksi (207–310 MPa).

Metallurgilised tagajärjed:Incoloy 864 on mõeldudmärg, madala{0}} kuni-mõõduka temperatuuriga (kuni 500 kraadi F / 260 kraadi) veepõhine korrosioon, eriti merevees, happelistes soolvees ja kloriide ja redutseerivaid happeid sisaldavates keemilistes protsessides. Sellel pole spetsiaalseid kõrge{1}}temperatuuri võimeid. Incoloy 890 on mõeldudkuiv, kõrge{0}}temperatuur (1000–1800 kraadi F / 538–982 kraadi) väävlit{5}}kandvas keskkonnas, nagu need, mida leidub rafineerimistehastes, elektrijaamades ja jäätmepõletusseadmetes. Sellel ei ole erilist vastupidavust veepõhisele korrosioonile.

Nende vahel valimine:Kui taotlus hõlmabmerevesi, FGD (suitsugaaside väävlitustamine) või keemiline töötlemine kloriidide ja redutseerivate hapetega, valige Incoloy 864. Kui rakendus hõlmabkõrgel -temperatuuril sulfideerivad keskkonnad-, nagu rafineerimistehaste küttekehad, kivisöe-küttega katla komponendid või jäätmepõletusahju torud, valige Incoloy 890. Nende teenindusümbrikud kattuvad minimaalselt.

---

2. K: Millised tööstusharu standardid ja spetsifikatsioonid reguleerivad Incoloy 864 ja Incoloy 890 õmblusteta torusid?

A:Nende kahe sulami puhul kehtivad erinevad spetsifikatsiooniraamistikud, kuna nende kasutusvaldkonnad on -keemiline töötlemine 864 jaoks ja kõrgtemperatuuriline rafineerimistehas/energia tootmine{2}} 890 puhul.

Incoloy 864 õmblusteta toru jaoks:

ASTM B677 / ASME SB677– Standardne spetsifikatsioon õmblusteta nikkel{0}}raud-kroom-molübdeen-vask-lämmastikusulamist torudele. See on UNS N08864 ja sarnaste super{7}}austeniitsete klasside (sh Incoloy 926) esmane spetsifikatsioon. See hõlmab keemiat, tõmbeomadusi, hüdrostaatilist testimist ja mõõtmete tolerantse.

ASTM B829– Üldnõuded niklisulamist õmblusteta torudele (täiendav B677-le).

NORSOK M-630– Norra nafta- ja gaasistandard, mis sisaldab Incoloy 864 merevee ja soolvee teenuse jaoks.

ASME katla ja surveanuma koodi II jaotis, D osa– Annab N08864 jaoks lubatud pingeväärtused temperatuuril kuni ligikaudu 600 kraadi F (316 kraadi). Vähendatud korrosioonikindluse tõttu ei kasutata sulamit tavaliselt temperatuuril üle 600 ° F.

Incoloy 890 õmblusteta toru jaoks:

ASTM B407 / ASME SB407– Standardne spetsifikatsioon õmblusteta nikli{0}}raud-kroomisulamist torudele. Incoloy 890 (UNS N08890) on selle spetsifikatsiooniga hõlmatud kõrge -kroomisisaldusega variandina. Spetsifikatsioon nõuab keemilist kontrolli ja tõmbekatset.

ASTM B163 / ASME SB163– Õmblusteta kondensaatori- ja soojusvahetitorud, mida kasutatakse sageli 890 torude jaoks kõrgetemperatuurilistes -soojusvahetites.

ASME koodi juhtum 2588– Võimaldab kasutada Incoloy 890 (UNS N08890) ASME katla ja surveanuma koodiga konstruktsioonis, et kasutada sulfidiseerivates keskkondades kuni 1800 kraadi F (982 kraadi).

API 938-C– American Petroleum Institute soovitas kasutada Incoloy 890 rafineerimistehaste küttekehade komponentides, mis puutuvad kokku väävlikorrosiooniga.

Hanke kaalutlused:Õmblusteta toru Incoloy 864 on saadaval mitmes globaalses tehases, kuid on vähem levinud kui Incoloy 926 (sarnane super-austeniitne klass). Tarneaeg on tavaliselt 10–16 nädalat. Incoloy 890 on piiratud veskiallikatega eriklass; eeldatakse 12–20 nädala pikkust tarneaega ja kõrgemat hinda kui tavalisel 310H roostevaba terasel. Mõlema sulami puhul kontrollige alati materjali katsearuandes õiget UNS-i numbrit ja Incoloy 864 puhul lämmastikusisaldust (0,15–0,25%).

---

3. K: Miks on Incoloy 864 õmblusteta toru merevee ja suitsugaaside väävlitustamise (FGD) eelistatud materjal?

A:Õmblusteta torust Incoloy 864 on saanud juhtiv materjal kahes kõige keerulisemas tööstuslikus korrosioonikeskkonnas: sooja merevee käitlemise ja suitsugaaside väävlitustamise (FGD) puhastites. Neli spetsiifilist omadust selgitavad selle paremust teiste super-austeniitsete ja niklisulamite ees.

Esiteks, erakordne punkt- ja pragukorrosioonikindlus kloriidides.Punktiresistentsuse ekvivalentarv (PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) Incoloy 864 jaoks on ligikaudu 44–50, arvutatuna järgmiselt:

Kroom: 20–24%

Molübdeen: 6,0–8,0%

Lämmastik: 0,15–0,25%

See PREN on müügilolevatest austeniitsetest roostevabast terasest kõrgeimate seas. Võrdluseks:

316L roostevaba teras: PREN ~24–26

Duplex 2205: PREN ~35–38

Incoloy 825: PREN ~30–33

Incoloy 926: PREN ~40–45

Soojas merevees temperatuuril 80–120 F (27–49 kraadi) võivad isegi superduplekssed roostevabad terased kogeda pragukorrosiooni biosaaste või sademete korral. Incoloy 864 talub merevees kuni ligikaudu 150 kraadi F (65 kraadi) tekkivat punkt- ja pragukorrosiooni, muutes selle sobivaks troopiliste merevee jahutussüsteemide, tuleveetorustike ja ballastitorustike jaoks, kus temperatuur võib tõusta.

Teiseks suurepärane vastupidavus kloriidi pingekorrosioonipragunemisele (SCC).Ligikaudu 40% niklit sisaldava Incoloy 864 niklisisaldus on oluliselt suurem kui tavalistel austeniitsetel roostevabadel terastel (304L: 8–12%) ja isegi kõrgem kui paljudel super-austeniitsetel terastel (Incoloy 926: 24–26% Ni). Kõrge niklisisaldus muudab SCC käitumist põhjalikult{10}}sulam talub kloriidi SCC-d kõigil veepõhisel kasutamisel esinevatel temperatuuridel, sealhulgas kontsentreeritud soolvees, aurukondensaadis koos kloriidi edasikandumisega ja mereatmosfääri tingimustes. See muudab selle suurepäraseks valikuks avamereplatvormide torustike, magestamistehaste ja rannikualade keemiarajatiste jaoks, kus SCC on pidev oht.

Kolmandaks, suurepärane jõudlus FGD segahappe keskkondades.Suitsugaaside väävlitustamise süsteemid eksponeerivad materjale väävelhappe, vesinikkloriidhappe, kloriidide, fluoriidide ja väävelhappe kompleksse kokteiliga madala pH (1–4) juures ja temperatuuril kuni 200 kraadi F (93 kraadi). 6–8% molübdeeni ja 1–2% vase kombinatsioon tagab erakordse vastupidavuse nii oksüdeerivatele kui ka redutseerivatele happelistele tingimustele. Kõrge niklisisaldus talub ka kloriidi{10}}indutseeritud korrosiooni. FGD neeldumistornides, sisselaskekanalites ja väljalaskekanalites ületab Incoloy 864 teatud tsoonides kõrgemaid-molübdeenisulameid, nagu C-276, tänu oma paremale kulu{16}}oma jõudluse suhtele ja piisavale korrosioonikindlusele enamikus FGD keskkonnas.

Neljandaks, hea keevitatavus ilma{0}}keevisjärgse kuumtöötluseta.Erinevalt sademe{0}}kõvastuvatest sulamitest on Incoloy 864 tahke-lahusega tugevdatud ja seda saab keevitada standardsete tehnikate abil sobivate või ülesobivate täitemetallidega (ERNiCrMo-3 või ERNiCrMo-4). Keevitusjärgset kuumtöötlust pole vaja, mis lihtsustab tootmist ja parandamist.

Võrdlevad rikkerežiimid:Merevee{0}}jahutusega soojusvahetis temperatuuril 110 °F (43 °F), mille tihendite all on seisvad praod:

316L torudel tekivad 3–6 kuu jooksul augulekked

Duplex 2205 võib vastu pidada 2–4 ​​aastat, kuid tihenditel algab pragukorrosioon

Incoloy 864 pakub 15–20+ aastat teenust, mis sageli ületab seadme kavandatud kasutusiga

Tüüpilised rakendused:Merevee jahutustorustik (elektrijaamad, LNG terminalid, magestamine), tuleveesüsteemid (avamereplatvormid), FGD absorbeerija pihustuspead, udueemaldaja toed, kemikaalitankerite kaubaliinid ning tselluloosi- ja paberivalgendustehase torustik (kloordioksiidi teenus).

---

4. K: Miks on Incoloy 890 õmblusteta toru eelistatud materjal rafineerimistehaste kõrgel temperatuuril{2}}sulfideerivates keskkondades?

A:Incoloy 890 õmblusteta toru on pälvinud laialdase heakskiidu nafta rafineerimistehastes, söeküttel{1}}küttavates elektrijaamades ja jäätmepõletusahjudes, kus väävlit{2}}kandvad gaasid kõrgel temperatuuril põhjustavad standardsete roostevaba teraste kiiret sulfideerumist (väävlirünnakut). Selle domineerimist selgitavad kolm spetsiifilist omadust.

Esiteks erakordne sulfidatsioonikindlus kõrge kroomisisalduse tõttu.Sulfideerimine on kõrgtemperatuurse{0}}korrosiooni vorm, kus väävel reageerib raua, nikli ja kroomiga, moodustades madala -sulamistemperatuuriga{2}} sulfiide. Erinevalt oksüdatsioonist (mis moodustab kaitsva Cr₂O₃ katlakivi) tekitab sulfideerimine tavaliselt mitte-kaitsvaid poorseid kihi, mis võimaldab jätkuvat kiiret rünnakut. Sulfiidimiskindluse võti on piisava kroomisisalduse säilitamine, et moodustada kaitsev kroomsulfiidikiht (Cr₃S₂ või Cr₂S₃), mis on stabiilsem ja vähem läbilaskev kui raud- või nikkelsulfiidid. Incoloy 890 sisaldab 25–28% kroomi, mis on oluliselt kõrgem kui standardne 310H (24–26%) ja palju suurem kui 304H (18–20%). See lisakroom tagab ohutusvaru kõige raskemates sulfidiseerivates keskkondades, nagu rafineerimistehaste küttetorud, mis puutuvad kokku kõrge -väävlisisaldusega toornafta (2–4% väävlisisaldusega) temperatuuril 1200–1600 °F (649–871 kraadi). Viivitusega kokserisoojendustorude kogemused näitavad, et Incoloy 890 kestab 3–5 korda kauem kui 310H samades tingimustes.

Teiseks tasakaalustatud niklisisaldus optimaalse väävlikindluse tagamiseks.Kuigi kõrge niklisisaldus on kasulik paljudele korrosioonivormidele, moodustab nikkel ise madala -sulamistemperatuuriga- nikkelsulfiide (Ni₃S₂, sulamistemperatuur 1179 °F / 637 °C), mis võivad põhjustada katastroofilist vedela-faasi sulfideerumist. Incoloy 890 sisaldab 32–35% niklit, mis on piisavalt kõrge, et taluda kloriid-SCC-d, kui see muutub järgnevates protsessides probleemiks, kuid piisavalt vähe, et vältida tõsiseid nikli sulfidatsiooniprobleeme, mida võib täheldada kõrgema -niklisulamite, nagu Incoloy 800 (32–35% Ni, tegelikult sarnane) ja Inconel 7% niklisisaldusega. Sulami niklisisaldus on hoolikalt optimeeritud, et tasakaalustada vastupidavust nii sulfideerumisele kui ka muudele rünnakuvormidele.

Kolmandaks, räni ja mangaani lisandid täiustatud kaitseks.Incoloy 890 sisaldab 0,3–0,8% räni ja 0,5–1,0% mangaani. Need elemendid soodustavad ränidioksiidi (SiO₂)-rikka alam-kihi moodustumist kroomsulfiidi skaala all. See ränidioksiidikiht vähendab veelgi väävli difusiooni mitteväärismetallisse. Räni on eriti tõhus sulfideerivates keskkondades; paljud sulfidatsioonikindlad sulamid (nt RA330, 353MA) põhinevad ränilisanditel. Mangaanisisaldus aitab siduda jääkväävlit stabiilsete mangaansulfiididena, vähendades väävli aktiivsust, mis on saadaval kroomi ja raua ründamiseks.

Väiksemate sulamite rikkemehhanism:Rafineerimistehase soojendustorus, mis töötleb 3% väävlisisaldusega toornafta temperatuuril 1400 kraadi F (760 kraadi):

304H roostevaba teras (18% Cr) moodustab raudsulfiidi katlakivi mõne nädala jooksul; Katlakivi laigud, mis paljastavad värske metalli; tüüpiline toruseina hõrenemine 0,1 tolli aastas

310H roostevaba teras (24–26% Cr) toimib paremini, kuid siiski kogeb sulfideerumist kiirusel 0,02–0,05 tolli aastas

Incoloy 890 (25–28% Cr + Si) sulfidatsioonimäär on alla 0,005 tolli aastas, pakkudes 10+ aastat kasutust

Tüüpilised rakendused:Rafineerimistehaste küttetorud (toor-, vaakum-, koksi-, reformerkuumutid), söeküttel{0}}küttel katla ülekuumendi ja järelkuumuti torud (madala -NOx-põletid tekitavad sulfidiseerivaid tingimusi), jäätme-to-energiajaamade katlatorud (kõrge väävlisisaldus plasti-/kummijäätmetest (väävlijääkidest tulenev keemiline katelde komponendid) ja tselluloos.

---

5. K: Millised on Incoloy 864 ja Incoloy 890 torude kriitilised keevitusnõuded?

A:Incoloy 864 ja Incoloy 890 keevitamine nõuab tähelepanu erinevatele probleemidele: täppide tekitamise takistuse säilitamine 864 puhul ja kuumpragude vältimine 890 puhul. Mõlemad sulamid on üldiselt keevitavad õigete protseduuridega.

Incoloy 864 toru (super-austeniit):

Täitemetalli valik:KasutageERNiCrMo-3(Inconel 625) võiERNiCrMo-4(C-276) standardsete täiteainetena. Täiteaine peab vastama või ületama mitteväärismetalli molübdeenisisaldust (6–8%), et säilitada täppide tekkekindlus.ERNiCrMo-3(9–10% Mo) on eelistatud merevee ja FGD teenindamiseks. Ärge kunagi kasutage roostevabast terasest täiteaineid (308L, 316L)-need tekitavad galvaanilise korrosioonielemendi ja neis puudub molübdeen.

Soojussisendi juhtimine:Maksimaalne läbipääsu temperatuur: 250 kraadi F (121 kraadi). Soojussisend on piiratud 20–40 kJ/tolli kohta (8–16 kJ/cm). Suurem soojussisend võib põhjustada molübdeeni{8}}rikaste faaside sadenemist (sigma- või chi-faasid), mis vähendab täppide tekkekindlust 50% või rohkem. Kasutage kudumise asemel nööriga helmeid.

Eel{0}}keevituspuhastus:Puhastage atsetooni või spetsiaalse roostevabast terasest harjaga. Kasutage niklisulamitele mõeldud lihvkettaid. Eemaldage kogu süsinikterasest saaste-sisseehitatud rauaosakesed roostetavad ja tekitavad auke.

Keevisõmbluse -järgne kuumtöötlus (tavaliselt pole nõutav):Enamiku rakenduste puhul kasutatakse Incoloy 864 keevitatud olekus-. Maksimaalse korrosioonikindluse tagamiseks rasketes keskkondades (nt soe merevesi koos seisvate tingimustega, FGD absorbeeriv suspensioon) taastab lahuses lõõmutamine temperatuuril 1950–2050 kraadi F (1066–1121 kraadi), millele järgneb kiire veejahutus, täieliku vastupanu punktide tekkele. Seda tehakse torude puhul moonutusriskide tõttu harva ja see on tavaliselt ette nähtud ainult kriitiliste soojusvaheti torude jaoks.

Incoloy 890 toru jaoks (kõrge-temperatuuri sulfidatsiooni-kindel):

Täitemetalli valik:KasutageER310võiER309roostevabast terasest täiteained. Sulfiidimiskindluse sobitamiseks,ER310(25–28% Cr) on eelistatud. Spetsiaalseid kõrge -ränisisaldusega täiteaineid (nt ER312) võib kasutada kõige raskemates sulfideerivates keskkondades. Ärge kunagi kasutage madala -sulamisisaldusega täiteaineid ega vähese kroomisisaldusega nikli{9}}põhiseid täiteaineid.

Soojussisendi juhtimine:Maksimaalne läbipääsu temperatuur: 300 kraadi F (149 kraadi). Soojussisend on piiratud 25–45 kJ/tolli kohta (10–18 kJ/cm). Liigne soojussisend võib põhjustada kroomkarbiidi sadenemist terade piiridel, vähendades sulfidatsioonikindlust.

Kuuma pragunemise vältimine:Incoloy 890 kõrge kroomi ja suhteliselt madala niklisisaldusega on kuumpragunemise suhtes suurem kui standardsel 310H. Ettevaatusabinõud hõlmavad järgmist:

Puhastage pinnad põhjalikult{0}}Väävliga saastumine lõikevedelikest või märgistuspliiatsitest on eriti kahjulik

Kasutage kergelt kumerat keevisprofiili{0}}nõgusad randid suurendavad pragunemise ohtu

Vältige liigset keevisõmbluse piiramist{0}}laskke koostul vabalt liikuda

Keevisõmbluse -järgne kuumtöötlus (pole nõutav):Incoloy 890 on kasutatud-keevitatud kujul. Keevituse järgne lõõmutamine-võiks taastada maksimaalse sulfidatsioonikindluse, kuid see on ebapraktiline välikeevitusel ja seda kasutatakse harva.

Kriitilised hoiatused:

Incoloy 864 jaoks:Ärge kasutage roostevabast terasest täiteaineid,{0}}nendes puudub molübdeen ja need tekitavad korrosiooniohtliku-keevituspiirkonna. Ärge ülekuumendage-sigmafaasi moodustumine on pöördumatu ilma lahuse täieliku lõõmutamiseta. Ärge kasutage saastunud lihvketasid,{5}}süsinikterasest osakesed põhjustavad auke.

Incoloy 890 puhul:Ärge kasutage madala{0}}kroomisisaldusega täiteaineid (308L, 316L)-need loovad nõrga lüli sulfidatsioonirünnakuks. Ärge kasutage liigset soojussisendit,-see muudab kuumuse{6}}mõjutatud tsooni tundlikuks. Ärge keevitage ilma puhastamata. Väävel-sisaldab jääke-väävel soodustab kuumpragude teket.

Kvalifikatsiooninõuded:

Incoloy 864 puhul merevees või FGD-teenuses peaks keevitusprotseduuri kvalifitseerimine hõlmama punktkorrosiooni testimist ASTM G48 (raudkloriid) järgi, et kontrollida, kas keevitatud ja kuumus{2}}mõjutatud tsoonid säilitavad PREN-võrdväärse jõudluse. Standardne aktsepteerimiskriteerium on see, et enamiku rakenduste puhul 72 tundi temperatuuril 77 ° F (25 ° F) või raskema töö korral temperatuuril 104 ° F (40 ° F) ei teki tekkimist.

Incoloy 890 puhul kõrgel -temperatuuril sulfideerimisel peaks kvalifitseerimine hõlmama oksüdatsiooni/sulfideerimise kõrgel temperatuuril{2}}katsetamist, kuigi standardset kodeeritud testi pole olemas. Paljud rafineerimistehaste operaatorid nõuavad tõendamist, et keevisliide ei muutu eelistatud ründekohaks kokkupuutel simuleeritud protsessigaasiga temperatuuril.