Miks eelistatakse merevee ja agressiivse kloriidi teenindamiseks 25-6HN sulamist toru?

1. K: Millised on põhilised koostise ja omaduste erinevused Incoloy 330 ja 25-6HN sulamist torude vahel?

A:Incoloy 330 ja 25{2}}6HN teenindavad põhimõtteliselt erinevaid rakendusi,-üks on mõeldud kasutamiseks kõrgel temperatuuril, teine ​​aga on optimeeritud veepõhise korrosioonikindluse jaoks agressiivses kloriidikeskkonnas.

Incoloy 330 (UNS N08330)on austeniitse nikli-raua-kroomisulam, mis on loodud kõrgel-temperatuuril oksüdatsiooni, karburisatsiooni ja termilise väsimuse vastupidavuse jaoks. Selle nimikoostis on 34–37% niklit, 17–20% kroomi, 1,0–1,5% räni, 0,08–0,12% süsinikku ja tasakaalus rauda. Sulam ei sisalda molübdeeni ega lämmastikku. Kõrge niklisisaldus (∼ 35%) tagab suurepärase vastupidavuse kloriidi pingekorrosioonipragunemisele ja karburiseerumisele. Kontrollitud räni lisamine (1,0–1,5%) suurendab oluliselt oksüdatsioonikindlust kõrgendatud temperatuuridel. Incoloy 330 on tahke{20}}lahus, mis on tugevdatud ilma sademeteta{21}}kõvendavate lisanditeta. Tüüpiline voolavuspiir on toatemperatuuril 30–45 ksi (207–310 MPa), kasuliku roometugevusega kuni ligikaudu 2000 kraadi F (1093 kraadi) lühiajaliseks kasutamiseks ja 1800 kraadi F (982 kraadi) pikaajaliseks kasutamiseks. Selle kõige iseloomulikum omadus on erakordne vastupidavus termilisele väsimusele ja tsüklilisele oksüdatsioonile.

25-6HN sulam (UNS N08925)on super-austeniitsest roostevaba teras, mis on loodud äärmise veepõhise korrosioonikindluse tagamiseks, eriti merevee ja happelise kloriidi keskkonnas. Selle nimikoostis on 24–26% niklit, 19–21% kroomi, 6,0–7,0% molübdeeni, 0,8–1,5% vaske, 0,10–0,20% lämmastikku ja tasakaalus rauda. Sulam on tuntud ka kui "6 Moly" või "Super Austenitic 6% Mo." Kõrge molübdeeni (6–7%) ja lämmastiku (0,10–0,20%) kombinatsioon tagab erakordse punkt- ja pragukorrosioonikindluse, mille punktiresistentsuse ekvivalentarv (PREN) on ligikaudu 40–45. Vase lisamine suurendab vastupidavust redutseerivatele hapetele, nagu väävelhape, . 25-6HN on samuti tahke -lahus, mida on tugevdatud tüüpilise voolavuspiiriga 35–45 ksi (241–310 MPa) toatemperatuuril, kuid see EI ole mõeldud kasutamiseks kõrgel temperatuuril, mis ületab umbes 600 kraadi F (3) võivad tekkida faasid.

Metallurgilised tagajärjed:Incoloy 330 on mõeldudkuiv, kõrge{0}}temperatuuriline keskkond(1000–2000 kraadi F / 538–1093 kraadi) ahjukomponentides, kuumtöötluskorvides ja naftakeemia kütteseadmetes. Selle kõrge ränisisaldus soodustab kaitsva ränidioksiidi (SiO₂) kihi moodustumist kroomoksiidi skaala all, tagades erakordse oksüdatsiooni- ja karburisatsioonikindluse.. 25-6HN on loodudmärg, madala{0}}kuni-temperatuuriga vesikeskkond(kuni 600 kraadi F / 316 kraadi) merevee käitlemisel, keemilisel töötlemisel ja suitsugaaside väävlitustamisel. Kõrgetel temperatuuridel oksüdeeruks see kiiresti ja katlakivi, kuna kroomi ja räni pole kuivtöötlemiseks piisavad.

Nende vahel valimine:Kui taotlus hõlmabkõrgel{0}}temperatuuril kuivteenus (ahju komponendid, kuumtöötlusseadmed), valige Incoloy 330. Kui rakendus hõlmabmerevee, soolvee või happelise kloriidi lahused mõõdukal temperatuuril, valige 25-6HN. Praktiliselt puudub rakendus, kus mõlemad sulamid oleksid elujõulised alternatiivid.

---

2. K: Millised tööstusharu standardid ja spetsifikatsioonid reguleerivad Incoloy 330 ja 25-6HN sulamist õmblusteta torusid?

A:Neid kahte sulamit reguleerivad selgelt erinevad spetsifikatsiooniraamistikud, mis kajastavad nende erinevaid turge -kõrgtemperatuur-tööstusküte 330 ja keemia-/mereenergia 25-6HN.

Incoloy 330 õmblusteta toru jaoks:

ASTM B535 / ASME SB535– Õmblusteta nikkel{0}}raud-kroom-ränisulamist toru standardspetsifikatsioon (UNS N08330). See on torude esmane spetsifikatsioon, mis hõlmab keemiat, tõmbeomadusi ja mõõtmete nõudeid.

ASTM B163 / ASME SB163– Õmblusteta kondensaatori- ja soojusvahetitorud, mida kasutatakse sageli Incoloy 330 torude jaoks kõrgetemperatuurilistes{1}}soojusvahetites.

ASTM B366– Tehases{0}}valmistatud sepistatud niklist ja niklisulamist liitmike standardsed spetsifikatsioonid (liitmike puhul N08330).

ASME katla ja surveanuma koodi II jaotis, D osa– Pakub N08330 lubatud pingeväärtusi temperatuuril kuni 1650 kraadi F (899 kraadi) pikaajaliseks tööks{3}}.

AMS 5592– Incoloy 330 lehtede, ribade ja plaatide aerokosmosematerjalide spetsifikatsioon (sageli viidatud torudele kosmoseseadmetes).

25-6HN sulamist õmblusteta torude jaoks:

ASTM B677 / ASME SB677– Standardne spetsifikatsioon õmblusteta nikkel{0}}raud-kroom-molübdeen-vask-lämmastikusulamist torule (UNS N08925). See on toru esmane spetsifikatsioon.

ASTM B673– Keevitatud toru standardspetsifikatsioon (kuigi kriitilise teeninduse jaoks on eelistatud õmblusteta).

ASTM B625– Plaadi, lehe ja riba standardspetsifikatsioon (sageli viidatud keemia- ja omadusnõuete osas).

NORSOK M-630– Norra nafta- ja gaasistandard, mis sisaldab 25-6HN merevee ja soolvee teenindamiseks.

ASME katla ja surveanuma koodi II jaotis, D osa– Annab N08925 jaoks lubatud pingeväärtused temperatuuril kuni ligikaudu 600 kraadi F (316 kraadi).

Hanke kaalutlused:Incoloy 330 õmblusteta toru on kaubanduslikult saadaval mitmest veskist, tavaliselt standardsete graafikutega (Sch 10S, 40S, 80S) ASME B36.19 kohta. Tarneaeg on 8–14 nädalat{7}}HN on samuti kaubanduslikult saadaval, kuid vähem levinud kui Incoloy 926 (sarnane 6% Mo sulam). Tarneaeg on tavaliselt 10–16 nädalat. Mõlema sulami puhul kontrollige alati materjali katsearuandes õiget UNS-i numbrit ning 25–6HN-i puhul lämmastikusisaldust (0,10–0,20%) ja molübdeenisisaldust (6,0–7,0%).

---

3. K: Miks on Incoloy 330 õmblusteta toru eelistatud materjal kõrgtemperatuuriliste ahjude ja kuumtöötlusrakenduste jaoks?

A:Incoloy 330 õmblusteta toru on saavutanud tööstuslike kütterakenduste turul domineeriva positsiooni tänu oma ainulaadsele kombinatsioonile.kõrge -temperatuuri tugevus, oksüdatsioonikindlus, süsivesikukindlus ja termiline väsimuskindlus. Neli spetsiifilist omadust selgitavad selle paremust standardse roostevaba terase, nagu 310H, ees.

Esiteks, erakordne oksüdatsioonikindlus kontrollitud räni lisamise tõttu.Kõik austeniitsed roostevabad terased kasutavad oksüdatsioonikaitseks kroomoksiidi (Cr₂O₃) skaalat. Kuid temperatuuril üle 1800 kraadi F (982 kraadi) muutub Cr2O3 termilise tsükli ajal üha lenduvamaks ja pritsib. Incoloy 330 sisaldab 1,0–1,5% räni, mis soodustab pideva amorfse ränidioksiidi (SiO₂) alam-kihi moodustumist kroomoksiidi skaala all. See ränidioksiidi kiht on erakordselt stabiilne, vähendab hapniku difusiooni ja parandab märkimisväärselt katlakivi adhesiooni termilise tsükli ajal. Tsüklilise oksüdatsiooni testimisel (15{18}}minutilist tsüklit kuni 2000 kraadi F / 1093 kraadini) näitab Incoloy 330 500 tsükli järel vähem kui 10% 310H tüüpi roostevaba terase metallikadu. See muudab selle eelistatud materjaliks ahjukomponentide jaoks, mida sageli käivitub{19} ja seisatakse.

Teiseks suurepärane vastupidavus karburisatsioonile.Süsivesinikke{0}}sisaldavates atmosfäärides (nt naftakeemiaahjud, kuumtöötlemine endotermilise gaasiga) muudab süsiniku difusioon (karburisatsioon) standardse roostevaba terase hapraks. Incoloy 330 kõrge niklisisaldus (34–37%) vähendab süsiniku lahustuvust ja difusiooni austeniitses maatriksis. Räni lisamine soodustab ka ränidioksiidi kihi moodustumist, mis toimib süsinikdifusioonibarjäärina. Auru metaanireformi patsid ja ülekandeliinid, mis puutuvad kokku 1600–1700 kraadi F (871–927 kraadi) karboniseeriva atmosfääriga, on Incoloy 330 süsivesikukindlus oluliselt parem kui 310H ja võrreldav kõrgemate -niklisulamitega nagu Incoloy 800HT.

Kolmandaks suurepärane termiline väsimuskindlus.Paljud ahju komponendid läbivad korduvat termilist tsüklit, mis kutsub esile termilised pinged, mis võivad põhjustada pragunemist. Incoloy 330 mõõdukas soojuspaisumise koefitsient (sarnaselt teiste austeniitsete sulamitega) koos suure elastsuse ja hea vastupidavusega kõrgel-temperatuuril tagab erakordse termilise väsimuskindluse. Sulami võime plastiliselt deformeeruda ilma pragunemiseta termiliste üleminekute ajal on parem kui suurema -tugevusega sademega{5}}karastatud sulamitel. Lõõmutusahjude kiirgustorude teenustes (ümbritsevast temperatuurist 1850 kraadi F / 1010 kraadini iga 24 tunni järel) kestavad Incoloy 330 torud tavaliselt 5–8 aastat, 310H puhul aga 2–3 aastat.

Neljandaks, hea roometugevus kõrgetel temperatuuridel.Kuigi Incoloy 330 ei ole sademes{0}}kõvastuv sulam, saavutab see kasuliku roomamistugevuse tänu tahkele lahuse tugevdamisele kroomist, niklist ja ränist. 100 000 -tunnine roome-rebenemistugevus temperatuuril 1600 kraadi F (871 kraadi) on ligikaudu 2,5–3,5 ksi (17–24 MPa), mis on piisav enamiku ahjutorurakenduste jaoks, kus rõngaspinged on väikesed (tavaliselt 0,5–1,5 ksi).

Tüüpilised rakendused:Kiirgustorud lõõmutus- ja karbureerimisahjudes, kuumtöötluskorvid ja -võred, naftakeemiaahjude patsid ja ülekandeliinid, reformertorude toed, põleti düüsid, tsemendiahju komponendid ja heitsoojuskatelde torude toed.

---

4. K: Miks eelistatakse 25-6HN sulamist toru merevee ja agressiivse kloriidi teenindamiseks?

A:25-6HN legeeritud toru (UNS N08925) on super-austeniitsest roostevaba teras, mis on saavutanud laialdase tunnustuse merevee käitlemisel, magestamises ja keemilises töötlemises tänu oma erakordsele vastupidavusele punkt-, pragu-korrosioonile ja kloriidipingekorrosioonipragudele. Kolm spetsiifilist omadust selgitavad selle paremust dupleksroostevaba terase ja madalama legeeritud austeniidi ees.

Esiteks, ülikõrge täkkeresistentsuse ekvivalentarv (PREN).PREN arvutatakse kui %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. 25-6HN jaoks:

Kroom: 19–21%

Molübdeen: 6,0–7,0%

Lämmastik: 0,10–0,20%

See annab PREN-i ligikaudu 40–45. Võrdluseks:

316L roostevaba teras: PREN ~24–26

Duplex 2205: PREN ~35–38

Incoloy 825: PREN ~30–33

Kõrgem PREN näitab suuremat vastupidavust punkt- ja pragukorrosioonile kloriidi{0}}sisaldavas keskkonnas. Soojas merevees (80–100 kraadi F / 27–38 kraadi), 316L kaevandustes nädalatega. Duplex 2205 toimib paremini, kuid võib siiski kogeda pragukorrosiooni biosaaste või lademete korral. 25-6HN on vastupidav merevees kuni ligikaudu 120–140 °F (49–60 °F) täppide tekkele, mistõttu sobib see troopiliste merevee jahutussüsteemide, tuleveetorustike ja ballasttorustike jaoks.

Teiseks suurepärane vastupidavus kloriidi pingekorrosioonipragunemisele (SCC).Austeniitsed roostevabad terased (304L, 316L) on väga vastuvõtlikud kloriid-SCC-le temperatuuril üle 140 °F (60 kraadi), eriti aurustumistingimustes . 25-6HN-i kõrge niklisisaldus (24–26%) ja molübdeenisisaldus muudavad SCC käitumist põhjalikult. Sulam on vastupidav SCC-le kõigil veepõhisel kasutamisel esinevatel temperatuuridel, sealhulgas kontsentreeritud soolvees, kloriidi ülekandev aurukondensaadis ja mereatmosfääri tingimustes. See muudab selle suurepäraseks valikuks avamereplatvormi torustike, magestamistehaste ja rannikualade keemiaseadmete jaoks.

Kolmandaks, vase lisamine happekindluse vähendamiseks.0,8–1,5% vasesisaldus tagab erakordse vastupidavuse redutseerivatele hapetele, eriti väävel- ja fosforhappele. Suitsugaaside väävlitustamise (FGD) süsteemides,-kus märgpuhastid eemaldavad elektrijaama heitgaasist SO₂-, sisaldab keskkond madala pH (2–4) juures väävelhapet, kloriide ja fluoriide. Vase lisamine aitab 25-6HN-l vastu seista rünnakutele nendes segatud happelistes keskkondades. Paljud FGD neeldumistornide pihustipead ja udu eemaldamise tugitorud on määratletud 6% Mo-sulamitena, näiteks 25-6HN.

Võrdlevad rikkerežiimid:Merevee{0}}jahutusega soojusvahetis temperatuuril 90 °F (32 °F), mille tihendite all on seisvad praod:

316L torudel tekivad 6–12 kuu jooksul augulekked

Duplex 2205 võib vastu pidada 2–5 aastat, kuid tihenditel algab pragukorrosioon

25-6HN pakub 15–20+ aastat teenust, mis sageli ületab seadme kavandatud kasutusiga

Tüüpilised rakendused:Merevee jahutustorustik (elektrijaamad, veeldatud maagaasi terminalid), tuletõrjeveesüsteemid (avamereplatvormid), magestamistehase ühendustorustik, kemikaalitankerite lastiliinid, FGD absorbeerija pihustuspead, tselluloosi- ja paberivalgendustehase torustik (kloordioksiidi teenus) ja farmaatsiareaktorite ülekandeliinid.

---

5. K: Millised on Incoloy 330 ja 25-6HN sulamist torude kriitilised keevitusnõuded?

A:Nende kahe sulami keevitamine nõuab tähelepanu erinevatele probleemidele: Incoloy 330 kõrge ränisisaldus nõuab kontrolli, et vältida kuuma pragunemist, samas kui 25-6HN nõuab täitemetalle, mis säilitavad täppide tekkekindluse.

Incoloy 330 toru jaoks (kõrge ränisisaldus, kõrge niklisisaldus):

Täitemetalli valik:KasutageER330(sobiv koostis) võiER310roostevabast terasest täiteained.ER330on eelistatud oksüdatsiooni- ja karburisatsioonikindluse sobitamiseks. Ärge kunagi kasutage madala-sulamiga täiteaineid ega standardseid 308L/316L täiteaineid,-neil puudub kõrgel-temperatuuril teenindamiseks vajalik niklit ja räni.

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 räni eraldumist ja suurendada kuumapragunemise ohtu. Kasutage kudumise asemel nööriga helmeid.

Kuuma pragunemise vältimine:1,0–1,5% ränisisaldus on küll kasulik oksüdatsioonikindluse seisukohalt, kuid suurendab kuumpragunemise vastuvõtlikkust. 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

Minimeerige keevisõmbluse piiramine

Keevisõmbluse -järgne kuumtöötlus (pole nõutav):Incoloy 330 kasutatakse keevitatud kujul. -Järgne keevituslahuse lõõmutamine taastaks maksimaalse elastsuse, kuid on ebapraktiline välikeevitusel ja seda kasutatakse harva.

25-6HN sulamist torule (superausteniit):

Täitemetalli valik:KasutageERNiCrMo-3(Inconel 625) standardse täiteainena. Täiteaine peab vastama või ületama mitteväärismetalli molübdeenisisaldust (6–7%), et säilitada täppide tekkekindlus.ERNiCrMo-10(Inconel 622) on samuti vastuvõetav. 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.

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 25{1}}6HN keevitatud olekus. Maksimaalse korrosioonikindluse tagamiseks rasketes keskkondades (nt soe merevesi seisvate tingimustega) taastab lahuse lõõmutamine temperatuuril 1950–2050 kraadi F (1066–1121 kraadi), millele järgneb kiire veejahutus. Torude puhul tehakse seda moonutusohu tõttu harva.

Kriitilised hoiatused:

Incoloy 330 jaoks:Ärge kasutage madala{0}}kroomisisaldusega täiteaineid (308L, 316L)-need loovad nõrga lüli oksüdatsiooni- ja karburisatsioonirünnakuks. Ärge kasutage liigset soojussisendit,{5}}see suurendab kuumpragunemise ohtu. Puhastage väävli eemaldamiseks põhjalikult.

25-6HN 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.

Kvalifikatsiooninõuded:

Incoloy 330 kõrgel-temperatuuri tsüklilise hoolduse puhul peaks keevitusprotseduuri kvalifitseerimine hõlmama termilise tsükli testimist või vähemalt ristlõike{2}}mikroskoopiat, et kontrollida kuumpragude puudumist.

25{2}}6HN merevees või FGD-teenuse puhul peaks keevitusprotseduuri kvalifitseerimine hõlmama punktkorrosiooni testimist vastavalt ASTM G48 (raud(III)kloriid), et kontrollida, kas keevitatud ja kuumusega{3}}mõjutatud tsoonid säilitavad PREN-iga samaväärse jõudluse. Standardne aktsepteerimiskriteerium on see, et pärast 72 tundi temperatuuril 77 °F (25 °F) töötamist ei teki auke.