1. Въпрос: Какви са фундаменталните разлики в състава между безшевните тръби Incoloy 800 и Incoloy 825 и как те влияят на тяхната производителност?
A:Въпреки че и Incoloy 800, и Incoloy 825 принадлежат към семейството на сплавите на никел-желязо-хром, техните разлики в състава са значителни и директно определят прозорците им на приложение.
Incoloy 800 (UNS N08800)има номинален състав от 32,5% никел, 21% хром и балансирано желязо, като въглеродът е контролиран при максимум 0,10%. Съдържа само следи от молибден и мед. Този състав е оптимизиран зависока{0}}температурна якост и устойчивост на окислениеа не устойчивост на водна корозия. Високото съдържание на никел стабилизира аустенитната структура, докато хромът осигурява устойчивост на окисление и карбуризация при повишени температури.
Incoloy 825 (UNS N08825)е по-високо легиран клас, съдържащ 38–46% никел, 19,5–23,5% хром, 2,5–3,5% молибден, 1,5–3,0% мед и 0,6–1,2% титан. Добавянето на молибден и мед фундаментално променя поведението на сплавта. Молибденът повишава устойчивостта на точкова и цепнатина корозия в среди,-съдържащи хлорид, докато медта осигурява изключителна устойчивост на редуциращи киселини като сярна и фосфорна киселина. Титанът се добавя за стабилизиране на сплавта срещу междукристална корозия след заваряване.
Последици за ефективността:Безшевната тръба Incoloy 800 е отлична в сухи, високо{1}}температурни газови среди, като пещни тръби, топлообменници в нефтохимичен крекинг и компоненти на прегреватели. Той поддържа структурна стабилност до приблизително 1800 градуса F (982 градуса). Incoloy 825, обратно, е проектиран за мокри, корозивни среди при умерени температури (обикновено под 1000 градуса F / 538 градуса). Това е предпочитаният избор за услуги със сярна киселина, кладенци за кисели газове, съдържащи H₂S и хлориди, и системи за обработка на морска вода, където има проблеми с питинг и корозионно напукване под напрежение.
Изборът на грешен клас води до преждевременен отказ. Използването на Incoloy 800 във влажна среда със сярна киселина би довело до бърза обща корозия. Обратно, използването на Incoloy 825 в пещ за крекинг на етилен над 1500 градуса F би причинило прекомерна деформация при пълзене, тъй като сплавта не е оптимизирана за устойчивост на пълзене при високи -температури.
2. В: Какви производствени процеси и стандарти управляват безшевните тръби Incoloy 800 и 825?
A:Безшевните тръби Incoloy 800 и 825 се произвеждат с помощта на специализирани процеси, които гарантират металургична цялост, точност на размерите и съответствие със строгите международни стандарти.
Производствен процес:Производството започва с екструдирана или пробита куха обвивка. Предпочитаният метод за тези никелови сплави еекструзия, където нагрята заготовка се прокарва през матрица с помощта на дорник, за да се образува безшевна кухина. Екструзията предлага превъзходен поток на зърното и елиминира централната порьозност, която може да възникне при ротационно пробиване на никелови сплави с висока -якост. След екструзията тръбата преминава през многократно студено изтегляне или студено валцуване с междинно отгряване на разтвора. Студената обработка усъвършенства структурата на зърната, подобрява точността на размерите и позволява производството на тънки стени и малки диаметри, които не могат да бъдат постигнати само чрез екструзия. Отгряването на крайния разтвор при температури от 1900–2100 градуса F (1038–1149 градуса), последвано от бързо охлаждане (закаляване с вода), възстановява устойчивостта на корозия и пластичността.
Основни спецификации:
ASTM B407 / ASME SB407– Стандартна спецификация за безшевни тръби от сплав на никел-желязо-хром (обхваща Incoloy 800, 800H, 800HT)
ASTM B423 / ASME SB423– Стандартна спецификация за безшевни тръби от никел-желязо-хром-молибден-медна сплав (специално за Incoloy 825)
ASTM B163 / ASME SB163– Безшевни кондензаторни и топлообменни тръби за двете семейства сплави
ASTM B829– Общи изисквания за безшевни тръби от никелова сплав (в допълнение към B407 и B423)
Тестване и проверка:Сертифицираните тръби трябва да преминат през:
Химичен анализ– Потвърждаване на UNS обозначението и обхватите на елементите
Изпитване на опън– Граница на провлачване, крайна якост на опън и удължение
Хидростатично или безразрушително електрическо изпитване– Съгласно ASTM E213 за ултразвук или E426 за вихров ток
Тестове за сплескване и разваляне– За тръбни продукти за проверка на пластичността
Изпитване за междукристална корозия– Съгласно ASTM G28 за Incoloy 825 за проверка на стабилизацията
Стандарти за размери:Докато ASTM B407 и B423 определят допустими отклонения, повечето търговски тръби се произвеждат поASME B36.19(размери на тръба от неръждаема стомана) за дебелина на стената и външен диаметър. Предлагат се специални графици (напр. Sch 10S, 40S, 80S). Купувачите трябва да уточнят дали тръбата е предназначена за задържане на налягане (изискващо пълно хидростатично изпитване) или приложения без-налягане.
3. Въпрос: Защо безшевната тръба Incoloy 825 е предпочитаният материал за обслужване на сярна киселина и киселинен газ?
A:Безшевната тръба Incoloy 825 спечели репутацията си на водещ материал за две от най-предизвикателните промишлени среди: работа с концентрирана сярна киселина и производство на кисел газ (H₂S + хлорид). Неговото превъзходство произтича от преднамерения дизайн на сплавта и доказана работа на място.
Сервиз за сярна киселина:Incoloy 825 проявява изключителна устойчивост на сярна киселина в широк диапазон на концентрация, особено от 0% до 60% концентрация при температури до приблизително 250 градуса F (121 градуса). Механизмът включва синергичния ефект на молибден и мед. Молибденът насърчава образуването на пасивен молибдатен филм, докато медта измества корозионния потенциал в пасивната област. Обратно, стандартната неръждаема стомана 316L претърпява бърза атака в сярна киселина поради неадекватно съдържание на молибден и липса на мед. Например, в 40% сярна киселина при 200 градуса F, 316L корозира със скорост над 100 mpy (мили на година), докато Incoloy 825 обикновено показва скорости под 5 mpy. Тази производителност позволява Incoloy 825 да бъде специфициран за тройници за смесване на киселина, преносни тръбопроводи и изходи на резервоари за съхранение, където локализираното разреждане или нагряване може да създаде агресивни условия.
Услуги за киселинен газ (производство на нефт и газ):Природният газ, съдържащ сероводород (H₂S), въглероден диоксид, хлориди и елементарна сяра, създава корозивен коктейл, който предизвиква сулфидно напукване (SSC) и хлоридно корозионно напукване (SCC). Incoloy 825 отговаря на изискванията наNACE MR0175 / ISO 15156за кисели сервизни приложения. Комбинацията от 38–46% никел осигурява устойчивост на хлорид SCC, докато молибденът (2,5–3,5%) повишава устойчивостта на питинг. Способността на сплавта да образува защитен сулфиден филм, вместо да се напуква, я отличава от по-малко устойчивите материали. Опитът на място в тръбопроводи в дупки, линии за повърхностен поток и системи за събиране на газ потвърждава, че безшевната тръба Incoloy 825 е устойчива на SSC при H₂S парциално налягане до 100 psi (0,7 MPa) и повече.
Допълнителни предимства:Incoloy 825 също е устойчив на фосфорна киселина (фосфорна киселина по мокър процес, използвана в производството на торове), морска вода и разяждащи среди. Неговата устойчивост на междукристална корозия след заваряване, осигурена от титанова стабилизация, позволява производство на място без термична обработка след -заваряване. Въпреки това, дизайнерите трябва да отбележат, че Incoloy 825 не се препоръчва за силно окисляващи киселини като азотна киселина, където сплави с по-високо съдържание на хром като Incoloy 800 или неръждаема стомана 304L се представят по-добре.
4. Въпрос: Какви са критичните изисквания за заваряване и потенциалните предизвикателства при съединяване на безшевни тръби Incoloy 800 и 825?
A:Заваряването на безшевни тръби Incoloy 800 и 825 изисква различни подходи, тъй като тяхното металургично поведение се различава значително. Разбирането на тези разлики предотвратява напукване, загуба на устойчивост на корозия и преждевременни повреди в обслужването.
Избор на добавъчен метал:
За Incoloy 800:ИзползвайтеERNiCr-3(AWS A5.14) като стандартен пълнител. Този 67% никел, 20% хром пълнител съответства на характеристиките на термично разширение на основния метал и осигурява добра устойчивост при високи -температури. За обслужване при пълзене над 1500 градуса F (816 градуса),ERNiCrCoMo-1(Inconel 617) може да бъде предпочитан заради превъзходните си свойства при-повишена температура.
За Incoloy 825:ИзползвайтеERNiCrMo-3(Inconel 625) като стандартен пълнител. Този пълнител съдържа молибден и ниобий, осигурявайки устойчивост на корозия, която съответства или надвишава основния метал.ERNiCrMo-10(Inconel 622) е алтернатива за тежки среди.
Никога не използвайте пълнители от неръждаема стомана(308L, 309L, 316L) за всяка сплав. Разреждането от основния метал създава смесен състав, податлив на горещо напукване и намалена устойчивост на корозия.
Контрол на входящата топлина:И двете сплави изискват ниско внасяне на топлина, за да се избегне сенсибилизация и загрубяване на зърната. Препоръчителните параметри включват:
Максимална междинна температура: 250 градуса F (121 градуса) за Incoloy 800; 200 градуса F (93 градуса) за Incoloy 825
Използвайте мъниста, а не тъкане
Ограничете подаването на топлина до 25–45 kJ/inch (10–18 kJ/cm)
Заваряването с газова волфрамова дъга (GTAW) се предпочита за коренни проходи, особено за тръби с тънки-стени
Почистване преди-заваряване:Замърсяването със сяра, фосфор или метали с ниска-точка на топене- (мед, цинк, олово) причинява горещо напукване. Почистете заваръчните зони с ацетон или специална четка от неръждаема стомана. Използвайте шлифовъчни дискове, запазени изключително за никелови сплави-никога не използвайте шлифовъчни дискове, използвани преди това за въглеродни или ниско-легирани стомани.
Термична обработка след{0}}заваряване (PWHT):Incoloy 800 обикновено не изисква PWHT за дебелини на стените, типични за тръбопроводите. Въпреки това, Incoloy 825, въпреки че е стабилизиран с титан, може да се възползва от отгряване за освобождаване на напрежението при 1600–1700 градуса F (871–927 градуса) за тежки-стенни секции или когато се изисква максимална устойчивост на корозионно напукване под напрежение. Тази обработка рядко се извършва при заваряване на място поради практически ограничения.
Често срещани дефекти и профилактика:
Горещо напукване– Предотвратява се чрез ниска входяща топлина, чисти условия и правилен избор на пълнител
Микропукнатини в засегнатата-засегната от топлина зона– Избягвайте поставянето-на високи ограничения и прекомерното разреждане
Загуба на устойчивост на корозия в Incoloy 825– Прегряването може да причини богата на молибден фаза-утаяване; контролирайте стриктно междинната температура
Винаги квалифицирайте заваръчните процедури към ASME, раздел IX с подходящо механично и корозионно изпитване. За Incoloy 825 в кисела среда може да се наложи допълнително изпитване по NACE TM0177.
5. Въпрос: В кои специфични корозивни среди трябва да се избере безшевна тръба Incoloy 825 пред Incoloy 800 и обратно?
A:Изборът между безшевни тръби Incoloy 800 и Incoloy 825 не е въпрос на това, че едната е „по-добра“ от другата-а по-скоро всеки клас е оптимизиран за фундаментално различни работни среди. Правенето на грешен избор води до скъпоструващ преждевременен отказ.
Изберете Incoloy 825, когато околната среда включва:
Сярна киселина (H₂SO₄)– Incoloy 825 е една от малкото налични в търговската мрежа сплави, които са устойчиви на сярна киселина в широк диапазон на концентрация (0–60%) при температури до 250 градуса F (121 градуса). Приложенията включват инсталации за киселинна регенерация, единици за алкилиране и линии за ецване. Incoloy 800 има незначителен молибден или мед и бързо корозира в сярна киселина.
Кисел газ (H₂S + хлориди)– При производството на нефт и газ, където съществуват сероводородни и хлоридни йони, Incoloy 825 отговаря на изискванията на NACE MR0175. Неговата комбинация от високо съдържание на никел (устойчив на хлорид SCC) и молибден (устойчив на питинг) е от съществено значение. Incoloy 800 не съдържа достатъчно молибден и не е NACE-одобрен за киселинна работа.
Фосфорна киселина (H₃PO₄)– При мокро -производство на фосфорна киселина (индустрия за торове) флуоридите и хлоридите създават агресивни условия. Incoloy 825 е устойчив както на обща корозия, така и на локално нападение. Incoloy 800 не се препоръчва.
Морска вода със застояли или пукнатини– Въпреки че нито една от двете сплави не е първи избор за морска вода (супердуплексните неръждаеми стомани често се предпочитат), Incoloy 825 предлага превъзходна устойчивост на питинг в сравнение с Incoloy 800 поради съдържанието на молибден. Използвайте Incoloy 825 за морски приложения, където има пукнатини (фланцови съединения, връзки на тръба-към-тръбна плоча).
Изберете Incoloy 800, когато околната среда включва:
Високо{0}}температурно окисление– Incoloy 800 поддържа защитна скала от хромен оксид до приблизително 1800 градуса F (982 градуса) във въздух или димни газове. Incoloy 825, с по-ниско съдържание на хром (19,5–23,5% спрямо . 21% за 800, но по-важното е, че не е оптимизиран за висока -температурна якост), има по-ниска устойчивост на пълзене и не се препоръчва над 1000 градуса F (538 градуса).
Карбуризиращи или азотиращи атмосфери– В нефтохимическите пещи, съоръженията за термична обработка и инсталациите за амоняк дифузията на въглерод или азот троши повечето сплави. Високото съдържание на никел в Incoloy 800 (32,5%) намалява въглеродната дифузия. Incoloy 825, въпреки високото съдържание на никел, съдържа молибден, който може да образува нежелани интерметални фази след продължително излагане на висока -температура.
Парен реформинг на метан и крекинг на етилен– Вариантите 800H и 800HT (подкласове на Incoloy 800) са индустриални стандарти за тръби за реформатор и топлообменници за трансферни линии. Тяхната якост на пълзене при 1600–1900 градуса F (870–1040 градуса) е несравнима с Incoloy 825.
Неутрални и каустични хлоридни разтвори при умерена температура– Когато хлоридният SCC е проблем, но няма редуциращи киселини, Incoloy 800 предлага добра устойчивост на по-ниска цена от Incoloy 825. Например, в нагреватели за захранваща вода и парогенератори, Incoloy 800 има отлични резултати.
Практическо ръководство:Когато средата емокър и кисел(особено серен, фосфорен или кисел газ), изберете Incoloy 825. Когато околната среда егорещо и сухо(атмосфера на пещта, високо{0}}температурен газ), изберете Incoloy 800. Когато се съмнявате, направете справка с диаграмите за корозия и помислете за тестване в симулирани работни условия. Разликата в цената (Incoloy 825 обикновено изисква повече от Incoloy 800 поради по-високото съдържание на молибден и мед) трябва да бъде оправдана от специфичните изисквания за ефективност.
