П1: У избору цеви размењивача топлоте, легура 825 (УНС Н08825) и легура 800 (УНС Н08800) се често мешају. Која је најважнија металуршка разлика која диктира коју треба специфицирати за корозивну хемијску услугу?
О: Док и легура 825 и легура 800 припадају Инцолои породици легура гвожђа-никл-хромијума, дефинишућа разлика лежи у додатку стабилизације молибдена и титанијума у легури 825, посебно дизајнираној за борбу против редукционих киселина и локализованих коро киселина.
Композицијска разлика:
Легура 800 (УНС Н08800): првенствено легура Фе-Ни-Цр (приближно. 32.5% Ни, 21% Цр). Не садржи значајан молибден. Дизајниран је за-отпорност на оксидацију при високим температурама и отпорност на карбуризацију и сулфидацију.
Легура 825 (УНС Н08825): Садржи значајан молибден (2,5-3,5%) и бакар (1,5-3,0%), заједно са стабилизацијом титанијума. Ова специфична хемија је развијена да премости јаз између нерђајућег челика и легура са високим садржајем никла.
Импликације учинка:
Цеви од легуре 800 су одличне у окружењима са високим{1}температурама (нпр. парно-реформисање угљоводоника, хлађење пиролизом). Они су отпорни на оксидацију и пузање, али нуде само умерену отпорност на редукујуће киселине.
Цеви од легуре 825 су "радни коњ" за примену корозије на мокрим температурама на умереним температурама. Молибден пружа специфичну отпорност на јамичасту и пукотинску корозију у водама које садрже хлорид-, док бакар пружа изузетну отпорност на сумпорну и фосфорну киселину.
Правило одабира:
Ако ваш измењивач топлоте подноси врућу контаминирану морску воду или сумпорну киселину на умереним температурама, наведите легуру 825. Ако је измењивач у пећи или на високо{1}}температури гаса изнад 550 степени, наведите легуру 800.
П2: Хемијско постројење има кварове на удубљењима у цевима измењивача топлоте од нерђајућег челика које хладе воду контаминирану сумпорном киселином{1}}. Зашто је Аллои 825 пожељна надоградња и који механизам га чини отпорним тамо где 316Л поквари?
О: Ово је класичан сценарио квара где стандардни 316Л нерђајући челик достиже своју границу. Надоградња на Аллои 825 решава основни узрок квара кроз два специфична додатка легуре: молибден и бакар.
Зашто 316Л не успе:
У сумпорној киселини контаминираној хлоридима, два механизма нападају 316Л:
Општа корозија: Сумпорна киселина, чак и разблажена, напада пасивни слој.
Питтинг корозија: хлориди у води за хлађење изазивају локализовано распадање пасивног филма, што доводи до дубоких јама које перфорирају зид цеви.
Зашто Аллои 825 успе:
Молибден (Мо) Ефекат: Садржај молибдена од 2,5-3,5% значајно повећава еквивалентни број отпорности на таложење (ПРЕН) легуре. Молибден обогаћује пасивни филм и блокира места где би хлоридни јони иначе иницирали јаме. Стабилизује филм у смањеном киселом окружењу.
Ефекат бакра (Цу): Ово је критичан додатак за сумпорну киселину. Бакар даје изузетну отпорност на сумпорну киселину у широком опсегу концентрација (нарочито испод 50% концентрације и до умерених температура). Бакар модификује кинетику катодне реакције, смањујући укупну стопу корозије.
Садржај никла: Са 38-46% никла, легура одржава аустенитну структуру која је инхерентно отпорна на пуцање хлоридном напрегнутом корозијом (СЦЦ), са ризиком са којим се 316Л суочава у загрејаном хлоридном окружењу.
У суштини, легура 825 делује као „супер-аустенитни” нерђајући челик, обезбеђујући исплативу баријеру против комбинованог напада сумпорне киселине и хлорида без преласка на скупе легуре високог{3}}никла као што је Ц-276.
П3: За измењиваче топлоте на високим{1}}има, као што су они у парним реформаторима метана, цеви од легуре 800 су уобичајене. Какав је значај односа „стабилизације“ (Ти:Ц) у цевима од легуре 800 за дуготрајну-услугу на високим температурама?{6}}
О: У применама на високим{0}}применама као што су парни реформатори метана (СМР) или пећи за пиролизу, дугорочни-интегритет цеви од легуре 800 у великој мери зависи од односа титанијум:угљеник. Због тога спецификације као што је АСТМ Б163 за цеви размењивача топлоте често укључују специфичне захтеве за стабилизацију.
Ризик од сензибилизације:
На високим температурама (500-800 степени), угљеник може да се комбинује са хромом да формира преципитате хром карбида на границама зрна. Ова „сензибилизација“ исцрпљује области у близини граница зрна хрома, чинећи их подложним интергрануларном нападу и, што је још важније у овом контексту, смањује дуктилност пузања при високим температурама.
Решење за стабилизацију:
Легура 800 садржи титанијум, који има већи афинитет за угљеник од хрома. Титанијум првенствено формира титанијум карбиде (ТиЦ), остављајући хром у чврстом раствору да би одржао отпорност на корозију и чврстоћу границе зрна.
Однос Ти:Ц:
Минимални однос: Спецификације често захтевају минимални однос Ти:Ц, обично око 4:1 или више (израчунато као Ти / (Ц - 0.008) у зависности од специфичног квалитета).
Зашто је то важно за цеви: Низак однос Ти:Ц значи да нема довољно титанијума да повеже сав угљеник. Слободан угљеник ће на крају формирати хром карбиде током рада, што доводи до:
Смањени животни век пузања: хром карбиди на границама зрна могу деловати као места иницијације пузајућих шупљина.
Кртост: Микроструктура временом постаје мање дуктилна.
После-Проблеми са корозијом заваривања: Ако се цев икада завари, ХАЗ може постати осетљива.
За критичне цеви за пећи, спецификација легуре 800Х (УНС Н08810) или 800ХТ (УНС Н08811) са контролисаним садржајем угљеника и високим односом Ти:Ц обезбеђује да микроструктура остане стабилна током деценија рада на високим{4}}температурама.
П4: Вршимо измењивач топлоте и морамо да умотамо цеви од легуре 825 у лим од угљеничног челика. Која су посебна разматрања за проширење цеви како би се избегло оштећење цеви или стварање путева за цурење?
О: Ваљање цеви легуре 825 у лим од угљеничног челика захтева пажљиву контролу због значајне разлике у механичким својствима између ова два материјала. Неправилно ваљање доводи до цурења, стањивања зидова цеви или ризика од напонске корозије.
Кључна разматрања за цеви од ваљане легуре 825:
Стопа очвршћавања:
Легура 825 се брзо стврдњава у поређењу са угљеничним челиком или чак нерђајућим челиком. Како трн за ваљање шири цев, материјал постаје јачи. То значи да мотор за ваљање мора да има довољан обртни момент, а оператер мора да буде прецизан да би постигао потребну редукцију зида без прекомерног-окретања.
Преостали стрес:
Преко{0}}котрљање изазива висока заостала затезна напона у зиду цеви. За легуру 825 у корозивном окружењу, високо заостало напрезање у комбинацији са хлоридима (чак и у траговима у води за хлађење) може потенцијално довести до пуцања од корозије под напоном хлоридом (ЦСЦЦ). Иако је 825 веома отпоран, није имун ако су стресови екстремни.
Процедура ваљања:
Циљано смањење дебљине зида: Циљајте на одређено смањење дебљине зида (обично 3-8% оригиналне дебљине зида, у зависности од кода и дизајна). Ово обезбеђује довољну чврстоћу споја без преоптерећења цеви.
Завршна обрада: Рупе у лимовима од угљеничног челика морају бити глатке и чисте. Било који трагови зарезивања или обраде могу створити празнине које спречавају чврсто заптивање.
Подмазивање: Користите одговарајућа мазива за ваљање цеви да бисте спречили нагризање између тврде легуре 825 и лима од угљеничног челика.
Пост-Проширење: Размислите о ослобађању од напрезања увијених спојева ако је услуга посебно агресивна, иако је то тешко за цео пакет. Често се за фино-подешавање зглоба користи лагано „котрљање завршног пролаза“ или „котрљање пољупца“.
Алтернатива: заваривање заптивача
Имајући у виду изазове, многи критични измењивачи са цевима од легуре 825 специфицирају заваривање заптивних спојева цеви-на-спојеве цеви поред ваљања. Ово обезбеђује позитивну металуршку заптивку која је независна од преосталог напрезања од ваљања.
П5: Менаџер набавке упоређује понуде за цеви од легуре 825. Један добављач нуди "заварене" цеви, а други нуди "бешавне" цеви према АСТМ Б163. За сервис измењивача топлоте, који су стварни ризици и предности избора заварених у односу на бешавне?
О: Избор између заварених и бешавних цеви од легуре 825 за сервис размењивача топлоте је класична одлука о трошковима-у односу-у односу на ризик. Оба могу бити прихватљива према АСТМ Б163, али нису идентична у перформансама.
Бешавне цеви (АСТМ Б163):
Израда: екструдирани или ротирајући избушени из чврсте гредице.
Предност: Нема уздужног завареног шава значи да нема ризика од корозије -повезане са заваром или квара. Ово је традиционални „златни стандард“ за критичне услуге где би свако цурење цеви изазвало катастрофалне застоје или проблеме са сигурношћу.
Недостатак: знатно скупљи. Строжа ограничења ланца снабдевања.
Заварене цеви (АСТМ Б163):
Производња: Формирано од равне траке и уздужно заварено коришћењем аутогеног процеса или процеса са{0}}додатим пунилом (обично ГТАВ/ТИГ), затим хладно обрађено и -раствором целог тела жарено.
Критични захтев: Да би заварене цеви биле еквивалентне бешавним, спецификација захтева да зрна вара буде хладно обрађена (брушена или димензионисана) и да цела цев буде жарена у раствору изнад 1750 степени Ф (954 степена). Ово осигурава рекристализацију зоне завара и постизање микроструктуре и отпорности на корозију која одговара основном металу.
Анализа ризика/користи:
| Фактор | Велдед Тубе | Бешавна цев |
|---|---|---|
| Цост | Ниже (обично 15-30% уштеде) | Више |
| Леад Тиме | Често краће (трака је доступна) | Дуже (зависно од гредице) |
| Ризик од корозије | Веома низак ИФ правилно жарен. Зона завара, ако није савршено обрађена, може бити преференцијално место корозије. | Нема зоне заваривања, па је уједначен одговор на корозију. |
| Димензионална толеранција | Одлично (боља контрола ОД/ИД са траке) | Добро, али може варирати. |
Пресуда:
Изаберите заварени: за опште хемијске услуге, не-некритичне измењиваче топлоте или где је уштеда најважнија. Уверите се да је добављач обезбедио сертификат за жарење целог тела- и да је завар „100% обрађен“ (хладно обрађен).
Изаберите Беспрекорно: За критичне услуге (нпр. парогенератори високог{2}}притиска, сервис водоника, смртоносни сервис), где је било који дефект шава неприхватљив, а трошак је оправдан потребом за апсолутном поузданошћу.
