1. Q: X'inhuma d-differenzi fundamentali fil-kompożizzjoni u metallurġiċi bejn il-pajpijiet mingħajr saldatura Incoloy 800H u Incoloy 925?
A:Incoloy 800H u Incoloy 925 iservu applikazzjonijiet distintament differenti, u d-differenzi tagħhom jibdew bil-kimika u t-trattament tas-sħana.
Incoloy 800H (UNS N08810)hija liga tal-ħadid-nikil-kromju ddisinjata għal servizz ta' creep-temperatura għolja. Il-kompożizzjoni nominali tagħha hija 30-35% nikil, 19-23% kromju, u ħadid tal-bilanċ. Il-karatteristika ewlenija li tiddistingwi hija l-kontenut ta 'karbonju kkontrollat ta' 0.05–0.10% u trattament obbligatorju ta 'l-ittemprar tas-soluzzjoni f'temperatura minima ta' 2100 grad F (1149 grad). Dan it-tempra-temperatura għolja tipproduċi struttura tal-qamħa fina u uniformi (daqs tal-qamħ ASTM Nru. 5 jew iktar fin). Il-liga ma fiha l-ebda żidiet intenzjonati ta 'molibdenu, ram jew titanju. Is-saħħa tiegħu f'temperaturi elevati ġejja primarjament mit-tisħiħ tas-soluzzjoni solida u l-istruttura ottimizzata tal-qamħ tagħha, mhux mit-twebbis tal-preċipitazzjoni.
Incoloy 925 (UNS N09925)hija preċipitazzjoni-nikil li jwebbsu-ħadid-liga tal-kromju derivata minn Incoloy 825. Il-kompożizzjoni tagħha hija aktar kumplessa b'mod sinifikanti: 42–46% nikil, 19.5–23.5% kromju, 2.5–3.5% molibdenu, 1.5–3.5% ram, 1.5–3.5% importanti, ram 1.5–3. titanju u 0.1-0.5% aluminju. Iż-żidiet tat-titanju u tal-aluminju jippermettu t-twebbis tal-preċipitazzjoni permezz tal-formazzjoni ta' partiċelli Ni₃(Al,Ti) gamma-prime matul it-trattamenti tas-sħana tat-tixjiħ ikkontrollat. Incoloy 925 fih ukoll molibdenu għar-reżistenza għall-pitting u ram għat-tnaqqis tar-reżistenza għall-aċidu. L-istruttura tipika tal-qamħ tagħha hija ħafna ifjen u hija mfassla għal saħħa għolja f'temperaturi sa madwar 850 grad F (454 grad), mhux għal reżistenza għat-tkaxkir f'temperaturi estremi.
Implikazzjonijiet metallurġiċi:Incoloy 800H joħroġ l-utilità tiegħu minnqawwa creep f'temperatura għolja(1100–1800 grad F / 593–982 grad). Ittaffi biż-żieda fit-temperatura iżda żżomm saħħa utli permezz tal-inġinerija tal-konfini tal-qamħ. Incoloy 925 joħroġ l-utilità tiegħu minntensjoni għolja u saħħa ta 'rendiment f'temperaturi baxxi għal moderati(krijoġeniku għal 850 grad F). Is-saħħa tiegħu tinkiseb permezz ta 'trattament ta' tixjiħ f'żewġ-passi: ittemprar ta 'soluzzjoni f'1800 grad F (982 grad) segwit minn ebusija tal-età f'1325 grad F (718 grad) u 1150 grad F (621 grad). Il-qawwiet tipiċi ta 'rendiment għal Incoloy 925 jaqbżu l-100 ksi (690 MPa), filwaqt li Incoloy 800H joffri bejn wieħed u ieħor 30-45 ksi (207-310 MPa) f'temperatura tal-kamra, jonqos b'mod sinifikanti f'temperaturi elevati.
L-għażla bejniethom teħtieġ tweġiba ċara għal mistoqsija waħda: L-applikazzjoni titlob reżistenza għalcreep ta'-temperatura għolja(agħżel 800H) jewsaħħa-għoli flimkien ma' reżistenza għall-korrużjoni f'ambjenti qarsa/b'żoni taż-żejt(agħżel 925)?
2. Q: Liema standards u speċifikazzjonijiet tal-industrija jirregolaw il-pajpijiet mingħajr saldatura Incoloy 800H u Incoloy 925?
A:Iż-żewġ ligi jaqgħu taħt oqfsa ta 'speċifikazzjoni kompletament differenti minħabba li jservu industriji differenti. Il-fehim ta' dawn l-istandards huwa essenzjali għall-akkwist u l-konformità regolatorja.
Għal pajp bla saldatura Incoloy 800H:
ASTM B407 / ASME SB407– Speċifikazzjoni standard għal pajp ta' liga tan-nikil-ħadid-senza saldatura. Din hija l-ispeċifikazzjoni primarja li tkopri N08810 (800H) kif ukoll N08800 (800) u N08811 (800HT).
ASTM B163 / ASME SB163– Tubi tal-kondensatur u tal-iskambjatur tas-sħana mingħajr saldatura. Din l-ispeċifikazzjoni hija invokata ta 'spiss għal tubi 800H fi skambjaturi tas-sħana petrokimiċi.
Kodiċi tal-Boiler u Reċipjent tal-Pressjoni ASME Taqsima II, Parti D– Jipprovdi valuri ta 'stress permissibbli għal 800H f'temperaturi elevati. B'mod kritiku, 800H jirċievi tensjonijiet permissibbli ferm ogħla 'l fuq minn 1100 grad F meta mqabbla ma' Incoloy 800 standard.
ASTM B829– Rekwiżiti ġenerali għal pajp mingħajr saldatura ta' liga tan-nikil (supplimentari għal B407).
Għal pajp bla saldaturi Incoloy 925:
ASTM B983– Speċifikazzjoni standard għal preċipitazzjoni-pajp mingħajr saldatura tan-nikil-ħadid-kromju li jwebbsu (żviluppat speċifikament għal UNS N09925). Din hija l-ispeċifikazzjoni tal-pajp primarja.
ASTM B805– Tkopri virga u bar għal Incoloy 925, spiss referenzjati għal fittings u komponenti bil-makna.
API 6ACRA– Speċifikazzjoni ta' l-American Petroleum Institute għal-ligi bbażati fuq in-nikil imwebbes ta' l-età-użati f'servizz qares. Incoloy 925 huwa spiss elenkat għal komponenti ta 'downhole u tagħmir tal-wiċċ.
NACE MR0175 / ISO 15156– Dan huwa bla dubju l-aktar standard importanti għall-Incoloy 925. Jiċċertifika l-liga għall-użu f'ambjenti taż-żejt u tal-gass qarsa (li fihom H₂S-). L-istandard jispeċifika limiti massimi ta 'ebusija (tipikament 35 HRC jew inqas) u kundizzjonijiet aċċettabbli ta' trattament tas-sħana biex jipprevjenu l-qsim tal-istress tas-sulfid.
Konsiderazzjonijiet addizzjonali:Għal Incoloy 800H, ir-rapport tat-test tal-materjal għandu jiddokumenta t-temperatura ta 'l-ittemprar tas-soluzzjoni (minimu 2100 grad F / 1149 grad) u d-daqs tal-qamħ (ASTM Nru . 5 jew ifjen). Għal Incoloy 925, ix-xerrej irid jispeċifika jekk il-pajp huwiex meħtieġ fis-soluzzjoni-kondizzjoni ittemprat (artab, għal xogħol kiesaħ sussegwenti) jew fil-kondizzjoni ta 'età (iebes, għal servizz dirett). Il-biċċa l-kbira tal-pajp mingħajr saldatura jiġi fornut fis-soluzzjoni-ittemprat u kiesaħ-kondizzjoni maħduma, imbagħad imqabbad mill-fabbrikant wara l-iffurmar u l-iwweldjar, jew ipprovdut minn qabel-maturat mill-mitħna.
3. Q: Għaliex il-pajp bla saldatura Incoloy 800H huwa l-materjal preferut għal forn petrokimiku ta 'temperatura għolja u servizz ta' skambjatur tas-sħana?
A:Il-pajp mingħajr saldatura Incoloy 800H sar materjal ta' referenza fl-industrija petrokimika għal applikazzjonijiet li jinvolvu espożizzjoni sostnuta għal temperatura għolja-kombinata ma' pressjoni interna. Tliet karatteristiċi speċifiċi jispjegaw id-dominanza tagħha.
L-ewwel, is-saħħa tal-qsim tal-qasma-ottimizzata permezz tal-kontroll tad-daqs tal-qamħ.B'differenza mill-istandard Incoloy 800, li jista 'jkollu struttura ta' qamħ oħxon u mhux ikkontrollat, 800H huwa soluzzjoni ittemprat f'minimu ta '2100 grad F (1149 grad) biex jipproduċi struttura ta' qamħ fin u uniformi (ASTM Nru . 5 jew ifjen). Din l-istruttura tal-qamħa fin tipprovdi reżistenza superjuri għad-deformazzjoni tat-tkaxkir taħt stress fit-tul -f'temperaturi bejn 1100 grad F u 1800 grad F (593–982 grad). F'tubi tal-forn tal-cracking tal-etilene, headers ta' reformer, u pigtails, il-komponenti għandhom jifilħu tensjoni taċ-ċrieki minn pressjonijiet interni sa 500 psi (3.4 MPa) f'temperaturi tal-metall ta '1600-1700 grad F (870-927 grad). Taħt dawn il-kundizzjonijiet, l-istandard 800 jesperjenza tensjoni mhux aċċettabbli ta' creep (projbutazzjoni) fi żmien xhur, filwaqt li 800H jagħti servizz affidabbli għal 5-10 snin jew aktar. Il-parametru Larson-Miller użat komunement għat-tbassir tal-ħajja tat-tkaxkir juri 800H li joffri madwar 10 darbiet itwal ħajja ta' qsim mill-istandard 800 fi stress u temperatura ekwivalenti.
It-tieni, reżistenza eċċezzjonali għall-karburizzazzjoni u l-ossidazzjoni.Il-kontenut ta' kromju ta' 19–23% jippromwovi l-formazzjoni ta' skala kontinwa u aderenti ta' ossidu tal-kromju (Cr₂O₃) fuq l-uċuħ kollha esposti għal gass ta'-temperatura għolja. Din l-iskala taġixxi bħala barriera tad-diffużjoni kontra l-karbonju, l-ossiġnu u n-nitroġenu. Fis-servizz tal-qsim tal-idrokarburi, id-diffużjoni tal-karbonju (karburizzazzjoni) hija mekkaniżmu ta 'falliment primarju. Is-saffi karburizzati jsiru fraġli, jitilfu d-duttilità, u jiżviluppaw diskrepanzi ta 'espansjoni termali li jwasslu għal qsim waqt iċ-ċikliżmu termali. Il-kontenut għoli ta 'nikil (30-35%) inaqqas aktar is-solubilità tal-karbonju u d-diffusività fil-metall sottostanti. L-esperjenza fuq il-post tikkonferma li t-tubi 800H iżommu d-duttilità u l-integrità strutturali wara snin ta 'espożizzjoni għall-karburizzazzjoni, filwaqt li ligi tan-nikil-aktar baxxi bħall-istainless steel 310H jikkarizzaw aktar malajr.
It-tielet, ir-reżistenza għall-għeja termali matul iċ-ċikli tad-decoking.Fran petrokimiċi jeħtieġu decoking perjodiku biex ineħħu d-depożiti tal-karbonju. Dan jinvolvi l-introduzzjoni tal-fwar u l-arja biex jinħaraq il-karbonju akkumulat, u joħloq tibdil rapidu fit-temperatura mit-temperatura operattiva normali (~1600 grad F) għal qrib-ambjent u lura. Dawn iċ-ċikli termali jinduċu tensjoni sinifikanti. Il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali moderata ta' Incoloy 800H (simili għal azzar inossidabbli awstenitiku) flimkien ma 'duttilità ta' temperatura għolja-eċċellenti tippermettilu li jiflaħ mijiet jew eluf ta 'ċikli termali mingħajr ma jiżviluppa xquq. L-istruttura tal-qamħa fina u uniformi tirreżisti wkoll il-kavitazzjoni tal-konfini tal-qamħ, prekursur għall-falliment tal-għeja termali.
Eżempji ta' applikazzjoni:Pajpijiet tal-iżbokk tar-riformatur tal-idroġenu, skambjaturi tal-linja tat-trasferiment tal-qsim tal-etilene, bojlers tas-sħana tal-iskart tal-impjant tal-ammonja, u tubi tas-superheater f'servizz tal-fwar ta'-temperatura għolja. F'dawn il-każijiet kollha, 800H jipprovdi l-bilanċ meħtieġ ta 'saħħa creep, reżistenza ambjentali, u ħajja ta' għeja termali li l-istainless steel standard ma jistgħux jaqblu.
4. Q: Għaliex il-pajp bla saldatura Incoloy 925 huwa l-materjal preferut għal żejt qares u gass downhole u applikazzjonijiet taħt il-baħar?
A:Il-pajp mingħajr saldatura Incoloy 925 kiseb aċċettazzjoni mifruxa fl-industrija taż-żejt u tal-gass għal ambjenti severi ta 'servizz qares fejn saħħa għolja, reżistenza għall-korrużjoni u reżistenza għall-qsim tal-istress tas-sulfid (SSC) huma simultanjament meħtieġa. L-ebda proprjetà waħda ma tispjega s-suċċess tagħha-anzi, hija l-kombinazzjoni ta' ħames karatteristiċi ta' inġinerija.
L-ewwel, il-preċipitazzjoni-saħħa mwebbsa.Permezz ta 'trattament tas-sħana tat-tixjiħ ikkontrollat, Incoloy 925 jikseb saħħiet ta' rendiment li jvarjaw minn 80 sa 120 ksi (552-827 MPa) filwaqt li jżomm duttilità tajba (elongazzjoni 15-25%). Dan il-livell ta 'saħħa huwa essenzjali għal bjar fondi (15,000–25,000 pied / 4,500–7,600 metru) fejn il-pressjonijiet tal-kollass u tat-tifqigħ huma estremi, u għal tiebacks taħt il-baħar fejn il-pajp irid jiflaħ tagħbijiet ta' installazzjoni u pressjonijiet operattivi. Azzar li ma jissaddadx awstenitiku standard bħal 316L ma jistgħux jiksbu dawn il-livelli ta 'saħħa mingħajr xogħol kiesaħ, li jiddegrada r-reżistenza għall-korrużjoni. Incoloy 800H, b'qawwa ta 'rendiment tipika ta' 35 ksi (241 MPa), hija kompletament inadegwata għal dawn it-talbiet mekkaniċi.
It-tieni, konformità NACE MR0175/ISO 15156.Dan l-istandard internazzjonali jiċċertifika materjali metalliċi għal servizz qares fejn H₂S ikun preżenti. Incoloy 925 huwa elenkat b'mod espliċitu fl-istandard għall-użu f'ambjenti sa 0.1 bar (1.45 psi) H₂S pressjoni parzjali u ogħla b'kontroll xieraq ta 'ebusija. Ir-reżistenza tal-liga għall-qsim tal-istress tas-sulfid ġejja mill-mikrostruttura kkontrollata bir-reqqa tagħha. Il-preċipitati gamma-prime (Ni₃(Al,Ti)) huma koerenti mal-matriċi awstenitika, li jipproduċu ebusija uniformi mingħajr ma joħolqu l-istrutturi dislocati ħafna jew martensitiċi li huma suxxettibbli għal SSC. Barra minn hekk, l-istandard jeħtieġ ebusija massima ta '35 HRC (jew 38 HRC f'kundizzjonijiet speċifiċi), li Incoloy 925 jista' jikseb faċilment fil-kundizzjoni ta 'età.
It-tielet, reżistenza għall-klorur stress korrużjoni cracking (SCC).Kontenut għoli ta 'nikil (42-46%) jibdel l-imġieba SCC b'mod fundamentali. B'kuntrast ma 'l-istainless steel (8-12% Ni), li huma suxxettibbli ħafna għall-klorur SCC 'il fuq minn 140 grad F (60 grad), Incoloy 925 jirreżisti SCC fit-temperaturi kollha li jiltaqgħu magħhom fil-produzzjoni taż-żejt u tal-gass, inklużi bjar fond ta' temperatura għolja u linji ta 'injezzjoni tal-fwar. Din ir-reżistenza hija kritika f'ambjenti fejn l-ilmijiet tal-formazzjoni fihom eluf ta 'kloruri ppm.
Ir-raba ', pitting u crevice reżistenza għall-korrużjoni mill-molibdenu.Il-kontenut ta' 2.5–3.5% ta' molibdenu jipprovdi reżistenza għal attakk lokalizzat fis-salmura li fiha l-klorur-. In-numru ekwivalenti tar-reżistenza tal-pitting (PREN=%Cr + 3.3×%Mo) għal Incoloy 925 huwa bejn wieħed u ieħor 30-33, ogħla b'mod sinifikanti minn azzar li ma jissaddadx 316L (PREN ∼24-26). Dan jissarraf f'temperaturi kritiċi ogħla ta' ħofor u prestazzjoni aħjar f'kundizzjonijiet staġnati jew imxaqqma komuni fit-tlestijiet ta 'downhole u tagħmir taħt il-baħar.
Il-ħames, iż-żieda tar-ram għat-tnaqqis tar-reżistenza għall-aċidu.Il-kontenut tar-ram ta '1.5–3.0% jipprovdi protezzjoni kontra aċidi riduttivi bħal aċidi traċċi sulfuriċi jew idrokloriki li jistgħu jkunu preżenti f'sistemi ta' gass qares minħabba trattamenti kimiċi jew kimika tal-formazzjoni. Dan il-film passiv li fih ir-ramm- huwa partikolarment ta 'benefiċċju f'ambjenti b'H₂S u CO₂ fejn jistgħu jiffurmaw ammonti żgħar ta' aċidi kondensati.
Applikazzjonijiet tipiċi:Tubi tal-produzzjoni ta 'downhole, packers, valvi tas-sigurtà taħt il-wiċċ, manifolds taħt il-baħar, bodies taċ-ċowk, u komponenti tas-siġra tal-Milied. F'dawn l-applikazzjonijiet, Incoloy 925 jikkompeti ma' preċipitazzjoni-liegi mwebbsa oħra bħal Inconel 718 u Inconel 725. Ħafna drabi jintgħażel meta l-ambjent ikun inqas sever minn dak li jeħtieġ Inconel 718 iżda jaqbeż il-kapaċitajiet ta 'azzar inossidabbli duplex jew super duplex.
5. Q: X'inhuma r-rekwiżiti kritiċi tal-iwweldjar u t-trattament tas-sħana għall-pajpijiet mingħajr saldatura Incoloy 800H kontra Incoloy 925?
A:Il-prattiki tal-welding u t-trattament tas-sħana għal dawn iż-żewġ ligi jvarjaw b'mod fundamentali minħabba li Incoloy 925 huwa twebbis tal-preċipitazzjoni- filwaqt li Incoloy 800H mhuwiex. L-applikazzjoni tal-proċedura ħażina twassal għal falliment immedjat jew ħajja tas-servizz degradata ħafna.
Għal pajp bla saldatura Incoloy 800H:
Għażla tal-metall tal-mili:UżuERNiCr-3(AWS A5.14) bħala l-mili standard. Għas-servizz creep l-aktar impenjattiv 'il fuq minn 1500 grad F (816 grad),ERNiCrCoMo-1(Inconel 617) jipprovdi saħħa ta' temperatura għolja-superjuri. Qatt tuża fillers tal-istainless steel, li joħolqu żoni milquta tas-sħana-fraġli.
Kontroll tad-dħul tas-sħana:Żomm temperaturi interpass taħt 200 grad F (93 grad). Uża żibeġ stringer aktar milli insiġ. Illimita l-input tas-sħana għal 25-45 kJ/pulzier (10-18 kJ/ċm). Input eċċessiv tas-sħana coarsens l-istruttura tal-qamħa fina li tagħti 800H tagħha reżistenza creep, jiċħad il-benefiċċju ta ' l-anneal soluzzjoni 2100 grad F.
Tindif minn qabel-weldjatura:Neħħi l-kubrit, il-fosfru, u l-kontaminanti kollha ta'-tidwib-baxx. Uża roti tat-tħin tal-liga tan-nikil-dedikati. Naddaf bl-aċetun qabel l-iwweldjar.
Trattament tas-sħana ta' wara-weldjatura (PWHT):Ġeneralment mhux meħtieġ għal ħxuna tal-ħajt tipiċi fil-pajpijiet (sa 2 pulzieri / 50 mm). Għal sezzjonijiet tal-ħitan tqal-jew komponenti li jeħtieġu qawwa massima ta 'creep, ittemprar ta' soluzzjoni sħiħa f'2100 grad F (1149 grad ) segwit minn tkessiħ rapidu jirrestawra l-istruttura ottimizzata tal-qamħ. Qasam PWHT rari huwa prattiku, għalhekk kwalifika ta 'proċedura bir-reqqa hija essenzjali.
Għal pajp bla saldaturi Incoloy 925:
Għażla tal-metall tal-mili:UżuERNiCrMo-3(Inconel 625) jewERNiCrMo-10(Inconel 622). Dawn il-mili li fihom-molibdenu jaqblu jew jaqbżu r-reżistenza għall-korrużjoni tal-metall bażiku.Qatt tużaERNiCr-3 (li m'għandux molibdenu) jew kwalunkwe mili tal-istainless steel.
Kontroll tad-dħul tas-sħana:Anke aktar stretti minn għal 800H. Temperatura massima interpass: 200 grad F (93 grad). Input tas-sħana limitat għal 20-35 kJ/pulzier (8-14 kJ/ċm). Input ogħla tas-sħana jikkawża tixjiħ żejjed taż-żona milquta tas-sħana-jew, agħar minn hekk, tidwib inċipjenti tal-preċipitati tal-konfini tal-qamħ.
It-trattament tas-sħana ta' wara-weldjatura huwa obbligatorju għal applikazzjonijiet antiki:Incoloy 925 huwa tipikament iwweldjat fis-soluzzjoni-kondizzjoni ittemprat (artab). Wara l-iwweldjar, l-assemblaġġ kollu għandu jgħaddi minn preċipitazzjoni sħiħa-trattament bis-sħana li jwebbsu:
Ittemprar tas-soluzzjoni(jekk meħtieġ biex ittaffi l-istress tal-iwweldjar): 1800 grad F (982 grad) għal siegħa għal kull pulzier ta 'ħxuna, segwit minn tkessiħ rapidu (quench tal-ilma)
L-ewwel pass tat-tixjiħ:1325 grad F (718 grad) għal 8 sigħat, segwit minn tkessiħ tal-forn għal 1150 grad F (621 grad)
It-tieni pass tat-tixjiħ:Żomm f'1150 grad F (621 grad) għal 8 sigħat, imbagħad kessaħ bl-arja
Dan it-tixjiħ f'żewġ-passi jipproduċi l-preċipitati gamma-prim (Ni₃(Al,Ti)) li jipprovdu s-saħħa. L-iwweldjar mingħajr tixjiħ sussegwenti jipproduċi struttura ratba b'qawwa ta 'rendiment ta' 40–50 ksi (276–345 MPa) biss-kompletament inadegwata għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet taż-żejt. L-iwweldjar f'kondizzjoni ta' pre-età hija possibbli iżda jirriskja li tixjieħ iżżejjed jew qsim u mhux rakkomandat għal komponenti li fihom-pressjoni.
Twissija kritika:Qatt tipprova ssaldja Incoloy 925 billi tuża proċeduri żviluppati għal Incoloy 800H. In-nuqqas ta 'tixjiħ ta' wara-weldjatura se jħalli l-ġonta tal-weldjatura f'kundizzjoni ratba u dgħajfa suxxettibbli għall-korrużjoni u ħsara mekkanika. Bil-maqlub, it-tixjiħ ta 'Incoloy 800H mhuwiex meħtieġ u ma jipprovdi l-ebda benefiċċju filwaqt li jżid l-ispiża u r-riskju ta' distorsjoni.
Rekwiżiti ta' kwalifika:Għal Incoloy 925 f'servizz qares, il-proċeduri tal-iwweldjar għandhom ikunu kkwalifikati b'ittestjar tal-ebusija skont NACE MR0175. L-ebusija fiż-żona milquta tas-sħana-u l-metall tal-weldjatura m'għandhomx jaqbżu l-limiti speċifikati (tipikament 35 HRC massimu). Dan ħafna drabi jirrikjedi kontroll bir-reqqa tal-input tas-sħana u, f'xi każijiet, ċiklu ta' ttemprar ta' wara-soluzzjoni ta' weldjatura u ta' ri-tiqdim biex jirrestawra kemm is-saħħa kif ukoll l-ebusija aċċettabbli.
