1. Које су основне разлике у стандардима производње између бешавних и заварених Хастеллои Б-2 цеви, и зашто би инжењер изабрао заварене уместо бешавних?
Избор између заварених и бешавних Хастеллои Б-2 цеви се често своди на економичност, доступност величине и специфичне захтеве примене. Разумевање разлика у производњи према АСТМ стандардима је кључно.
Разлика у производњи:
Бешавни (АСТМ Б622): Произведен екструдирањем чврсте гредице и пробијањем да би се створила шупља шкољка, затим ротирајућим ваљањем и извлачењем. Овај процес је ограничен величином гредице и могућностима пресе за екструзију, чинећи бешавне цеви великог пречника са танким-зидовима експоненцијално скупљим и тежим за набавку.
Заварени (АСТМ Б619): Почиње са равно-ваљаном Хастеллои Б- плочом или лимом (произведено према АСТМ Б333). Овај равни материјал се формира у цевасти облик кроз серију ваљака (формирање), а затим се заварује уздужно коришћењем аутогеног процеса (обично заваривање гасом волфрама - ГТАВ/ТИГ) без додатног метала. Заварени шав се затим опционо обрађује хладно и термички обрађује.
Зашто одабрати заварени?
Флексибилност величине: За цеви великог пречника (нпр. > НПС 6 или ДН 150), заварена конструкција је често једина економски исплатива опција. Бешавне цеви великих пречника захтевају масивне инготе и тешку опрему за ковање, што експоненцијално повећава трошкове.
Доступност дужине: Заварене цеви се могу производити у дужим континуалним дужинама од бешавних, што је повољно за смањење завара на терену у дугим цевоводима.
Уједначеност дебљине зида: Ваљана плоча има тенденцију да има конзистентнију контролу дебљине зида у поређењу са сложеним процесом пирсинга који се користи за бешавне цеви, посебно у већим величинама.
Цена: Код већих пречника, заварене цеви су знатно јефтиније од бешавних јер користи -производњу плоча велике запремине.
Упозорење:
Инжењер мора прихватити присуство уздужног завареног шава. Овај шав представља металуршки дисконтинуитет. Ако су параметри заваривања били нетачни, или ако је термичка обрада после-заваривања (ПВХТ) недовољна, завар би могао да постане слаба тачка за корозију. Стога, иако је заварена цев прихватљива за многе процесне примене, критичне услуге које укључују екстремне притиске или циклични замор могу и даље захтевати беспрекорну конструкцију.
2. Који специфични изазови заваривања су повезани са Хастеллои Б-2, и како произвођачи смањују ризик од „нападања ножем“ у завареним шавовима цеви?
Хастеллои Б-2 представља јединствене изазове у заваривању који, ако се неправилно управљају, могу довести до катастрофалних-кварова у раду. Примарни ризик је интергрануларна корозија или пуцање у зони погођеној топлотом (ХАЗ), што се често колоквијално назива „напад ножем“ јер се појављује као оштар, чист рез поред шава.
Металуршки проблем:
Као што је објашњено у контексту капиларне цеви, Б-2 је склон таложењу интерметалних фаза (посебно фаза-Ни4Мо или Ни3Мо) када је изложен температурама у опсегу од 1200 степени Ф до 1600 степени Ф (650 степени до 870 степени). Током заваривања, основни метал непосредно уз базен за заваривање (ХАЗ) природно достиже ове температуре. Ако је брзина хлађења сувише спора, ове крхке,{12}}богате молибденом фазе преципитирају на границама зрна. Ово „сензибилизира“ материјал, исцрпљује границе зрна елемената отпорних на корозију и чини их подложним брзом нападу редукујућих киселина.
Стратегије ублажавања:
Низак унос топлоте: Произвођачи користе строге процедуре заваривања (ВПС) које одређују ниску амперажу и велике брзине кретања како би минимизирали укупан унос топлоте.
Контрола температуре међупролаза: За заваре са више-пролаза на дебљим зидовима, температура цеви између пролаза мора да буде ниска (често испод 200 степени Ф или 93 степена) како би се спречило да се кумулативна топлота задржи у опсегу осетљивости.
Жарење раствором (ПВХТ): Најпоузданији метод за враћање отпорности на корозију је да се цео калем заварене цеви подвргне потпуном третману жарења раствором (обично 2050 степени Ф / 1120 степени) након чега следи брзо гашење (гашење водом). Ово раствара све преципитиране фазе и враћа карбиде и интерметале у чврсти раствор. Међутим, то није увек могуће за велике склопове{4}}израђене на терену.
Надоградња материјала: Због ових потешкоћа, многе модерне спецификације су прешле на Хастеллои Б-3. Б-3 је посебно формулисан да има много спорију кинетику за таложење фазе, дајући шири „прозор за производњу“ и већу толеранцију на топлоту заваривања.
3. У којим индустријским применама је заварена Хастеллои Б-2 цев неопходна, упркос доступности нерђајућег челика?
Заварена Хастеллои Б-2 цев је материјал избора у окружењима која укључују „редуцирајуће“ киселине – посебно хлороводоничну киселину (ХЦл) при било којој концентрацији и температури. Нерђајући челици (серија 300) па чак и дуплекс легуре брзо пропадају у овим условима због опште корозије или питинга.
Кључне индустријске примене:
Производња и руковање хлороводоничном киселином:
Процес: У синтези ХЦл сагоревањем водоника у хлору, или у обнављању истрошеног ХЦл (нпр. у операцијама кисељења челика), киселина је често на повишеним температурама. Б-2 је један од ретких комерцијално одрживих материјала који могу да поднесу вруће гасне и течне фазе ХЦл.
Примена: Заварене цеви великог пречника се користе за пренос киселине из апсорбера у складиште и за реакторске колоне.
Фармацеутска и агрохемијска интермедијарна синтеза:
Процес: Многи путеви органске синтезе (као што је Фриедел-Црафтс ацилације) користе алуминијум хлорид (АлЦл₃) или јаке минералне киселине као катализаторе. Они стварају веома редуцирајуће услове.
Примена: Излазни цевовод реактора, колоне за дестилацију и транспортне линије направљене од заварене Б-2 цеви обезбеђују чистоћу производа избегавањем металне контаминације од кородирајућих цеви.
Хемијски третман отпада:
Процес: Токови отпада из хемијских постројења често садрже мешавину сумпорне киселине и хлорида. Док се нерђајући челик може носити само са сумпорном киселином, додавање хлорида изазива брзу тачку.
Примена: Подземни или надземни-системи заварених цеви који преносе опасан отпад до постројења за третман ослањају се на универзалну отпорност на корозију Б-2 у смањењу медија како би се спречило цурење.
Петрохемијске јединице за алкилацију:
Процес: Неке јединице за алкилацију користе флуороводоничну (ХФ) киселину као катализатор. Иако постоје посебне оцене за ХФ, Б-2 се користи у одређеним деловима који се баве смањењем нуспроизвода.
У овим случајевима, одлука није да ли користити Б-2 у односу на нерђајући челик; то је Б-2 у односу на егзотичне, неметалне облоге (као што је ПТФЕ). Док је обложена цев опција, Б-2 нуди веће оцене притиска, бољу топлотну проводљивост и елиминише ризик од продирања или колапса облоге.
4. Који третмани након -заваривања су обавезни за враћање отпорности на корозију заварене Хастеллои Б-2 цеви и како одсуство ових третмана утиче на век трајања?
За заварене Хастеллои Б-2 цеви, стање „као -заварено“ генерално није погодно за тешке хемијске услуге. Обавезна обрада после заваривања зависи од примене, али златни стандард је жарење са пуним раствором.
Обавезни третмани:
Жарење са пуним раствором (третман у пећи са потпуно блиставим зрачењем):
Процес: Цела цев или произведени калем се загрева на 2050 степени Ф - 2150 степен Ф (1120 степени - 1175 степени). На овој температури, све штетне интерметалне фазе (фаза, μμ фаза) и карбиди се поново растварају у чврсти раствор никла и молибдена.
Гашење: Цев се затим мора брзо охладити (гашење водом или брзо хлађење гасом) да би се "замрзнула" хомогена структура, спречавајући да се фазе поново таложе док се хлади кроз опсег од критичних 1600 степени Ф-1200 степени Ф.
Зашто је то обавезно: Без овога, ХАЗ шава остаје „сензибилизован“.
Хидростатичко испитивање и кисељење/пасивација:
Иако није директно повезана са металуршком структуром, након производње, цев мора бити хидростатски испитана (према АСТМ Б619) да би се потврдио механички интегритет. Након производње, третман киселином (чишћење киселином) се често користи за уклањање топлотне нијансе/оксидне скале са подручја завара, враћајући површину отпорности на корозију.
Последице одсуства:
Ако се заварена цев Б-2 стави у рад без жарења раствором, посебно у топлој ХЦл, последице су брзе и озбиљне:
Брза преференцијална корозија завара: Сам заварени шав може изгледати нетакнут, али ће ХАЗ (неколико милиметара даље) првенствено кородирати. Ово ствара дубок жлеб дуж дужине цеви.
Кроз-пуцање на зиду: Напони од производње у комбинацији са ослабљеним границама зрна могу да доведу до настанка прслина од корозије под напоном (СЦЦ) у ХАЗ.
Век трајања: Уместо пројектованог века трајања од 10-20 година, неотопљена заварена Б-2 цев у корозивном окружењу може да поквари за неколико недеља или месеци.
5. Како треба прегледати заварену Хастеллои Б-2 цев да би се обезбедио интегритет шава и који критеријуми прихватања се обично примењују?
Контрола заварених Хастеллои Б-2 цеви је ригорознија него код стандардног нерђајућег челика због осетљивости материјала на дефекте заваривања и критичне природе његових услуга. Режим инспекције обично укључује и испитивање без разарања (НДЕ) и деструктивно механичко испитивање поступака заваривања.
Кључне методе инспекције:
Визуелни преглед (ВТ): 100% завареног шава се визуелно прегледа на површинске дефекте као што су пукотине, недостатак фузије, подрезивање или прекомерно појачање. Боја вара (топлотна нијанса) такође се процењује; јака оксидација (тамноплава или црна) указује на лошу заштиту од гаса и потенцијалну контаминацију шава.
Радиографско испитивање (РТ): За критичне примене, цела дужина завареног шава је Кс-осликана према АСМЕ коду котла и посуде под притиском, одељак В. Ово открива унутрашње запреминске недостатке као што су порозност, инклузије шљаке (ако је коришћено пунило, иако аутогени завари избегавају шљаку) и недостатак продирања.
Испитивање пенетрантима (ПТ): Пошто Б-2 није обојено гвожђе, испитивање магнетним честицама није могуће. Испитивање пенетрантима течности се користи на капи и корену завара (ако је доступно) да би се откриле пукотине или рупице на површини.
Испитивање вртложним струјама (ЕТ): За заварене цеви мањег пречника, вртложна струја се може користити као брза{0}}аутоматска метода за откривање и површинских и подземних дисконтинуитета дуж целе дужине.
Критеријуми прихватања:
Критеријуми су обично дефинисани примењивим кодом (нпр. АСМЕ Б31.3 за процесне цеви) или спецификацијом купца.
Пукотине: Било каква линеарна индикација окарактерисана као пукотина никада није прихватљива.
Недостатак пенетрације/фузије: Генерално није прихватљиво.
Порозност: Обично је ограничена на проценат дебљине шава (нпр. ниједна појединачна пора не прелази 10% дебљине зида или 1/16").
Подрезивање: Обично је ограничено на дубину од 10% дебљине зида или 1/32", шта год је мање, јер делује као подизач напона.
Квалификација процедуре:
Пре него што започне производно заваривање, спецификација поступка заваривања (ВПС) мора бити квалификована записником о квалификацији поступка (ПКР). Ово укључује купоне за тестирање заваривања, који се затим подвргавају:
Тест затезања: Да би се осигурало да чврстоћа испуњава захтеве за основни метал.
Вођени тестови савијања: Да би се доказала дуктилност и чврстоћа шава.
Макроетцх преглед: За испитивање профила завара и пенетрације.
Испитивање корозије (АСТМ Г28 метода А): Ово је критично за Б-2. Испитни купон је изложен кључању раствору сумпорне киселине/гвозденог сулфата. Стопа корозије мора бити у прихватљивим границама (обично < 0,5 мм/годишње) да би се доказало да завар и ХАЗ нису били осетљиви током квалификације поступка заваривања.
