Kakšne so kritične zahteve za varjenje cevi Incoloy 832 v primerjavi z Incoloy 890?

1. V: Kakšne so temeljne razlike v sestavi in ​​lastnostih med cevmi Incoloy 832 in Incoloy 890?

A:Incoloy 832 in Incoloy 890 sta visoko{2}}zmogljivi avstenitni zlitini, zasnovani za visoko{3}}temperaturna sulfidizirajoča in oksidacijska okolja, vendar se razlikujeta po vsebnosti kroma, silicija in niklja, kar vpliva na njune ovojnice učinkovitosti.

Incoloy 832 (UNS N08832)je modificirana avstenitna zlitina z visoko vsebnostjo-kroma, silicija-razvita posebej za močno sulfidizirajoča okolja. Njegova nominalna sestava je 30–35 % niklja, 26–30 % kroma, 0,5–1,5 % molibdena, 1,5–2,5 % silicija, 0,5–1,0 % mangana, 0,02–0,06 % ogljika in ostalo železo. Ključni razločevalni lastnosti sta zelo visoka vsebnost kroma (26–30 %, višja kot pri Incoloyu 890 25–28 %) in povišana vsebnost silicija (1,5–2,5 %, znatno višja kot pri 890 0,3–0,8 %). Ta kombinacija zagotavlja izjemno odpornost na sulfidacijo (napad žvepla) pri visokih temperaturah. Visoka vsebnost silicija spodbuja nastanek zaščitne pod-plasti silicijevega dioksida (SiO₂) pod lusko kromovega oksida/sulfida. Incoloy 832 je trdna-raztopina, ojačana brez namernih{32}}dodatkov za utrjevanje. Tipična meja tečenja je 30–45 ksi (207–310 MPa) pri sobni temperaturi, z uporabno trdnostjo lezenja do približno 1800 stopinj F (982 stopinj).

Incoloy 890 (UNS N08890)je zlitina železa-niklja-kroma, zasnovana tudi za visoko{2}}temperaturna okolja žveplenja in oksidacije. Njegova nominalna sestava je 32–35 % niklja, 25–28 % kroma, 0,5–1,5 % molibdena, 0,3–0,8 % silicija, 0,5–1,0 % mangana, 0,02–0,06 % ogljika in ostalo železo. V primerjavi z Incoloy 832 ima Incoloy 890 nekoliko nižjo vsebnost kroma (25–28 % v primerjavi z . 26–30 %) in občutno manj silicija (0,3–0,8 % v primerjavi z . 1.5–2,5 %). Zaradi nižje vsebnosti silicija je Incoloy 890 lažji za izdelavo in varjenje, saj lahko visoke ravni silicija spodbujajo nastanek krhke sigma faze in zmanjšajo varivost. Nižja količina silicija pa pomeni tudi nekoliko nižjo odpornost proti sulfidaciji v najbolj agresivnih okoljih. Incoloy 890 je tudi trdna-raztopina, ojačana s tipično mejo tečenja 30–45 ksi (207–310 MPa).

Metalurške posledice:Incoloy 832 ponuja vrhunsko odpornost proti sulfidaciji zaradi višje vsebnosti kroma in silicija, vendar za ceno zmanjšane varljivosti in možnosti za nastanek krhke faze med dolgotrajno-izpostavljenostjo visokim-temperaturam. Incoloy 890 ponuja ravnovesje dobre odpornosti proti sulfidaciji, odlične odpornosti proti oksidaciji in boljše izdelave. Za najtežja okolja z žveplenjem (npr. grelniki surove nafte z visoko-žveplom, kotli na premog-z gorilniki z nizko-NOx) je prednostna Incoloy 832. Za splošno storitev rafinerijskih grelnikov, kjer je sulfidacija zmerna in je pomembna varivost, se pogosto izbere Incoloy 890.

Izbira med njimi:Če prijava vključujeextreme sulfidation with high sulfur content (>3 % v gorivu) in temperaturah nad 1600 stopinj F (871 stopinj), izberite Incoloy 832. Če aplikacija vključujezmerno do močno sulfidacijo z dobrimi zahtevami glede izdelave, izberite Incoloy 890.

---

2. V: Kateri industrijski standardi in specifikacije urejajo brezšivne cevi Incoloy 832 in Incoloy 890?

A:Ti dve zlitini sta zajeti v podobnih specifikacijskih okvirih, vendar je Incoloy 832 manj standardiziran in pogosto zahteva specifikacije,-specifične za kupca.

Za brezšivne cevi Incoloy 832:

Posebna specifikacija cevi ASTM ne obstaja.Incoloy 832 je zaščiten ali pol{1}}standardni razred. Cevi se običajno proizvajajo po-razvitih specifikacijah kupca, ki se sklicujejo na ASTM B407 (za zlitine niklja-železa-kroma) z dodatnimi zahtevami za kemijo (višja vsebnost Cr in Si) in lastnosti pri povišani-temperaturi.

ASTM B407 / ASME SB407– Uporablja se kot osnovna specifikacija s spremenjeno kemijo, da ustreza zahtevam Incoloy 832.

Primer kode ASME– Obstajajo nekateri kodni primeri za podobne zlitine z-veliko vsebnostjo silicija; kupci naj se glede skladnosti s kodeksom posvetujejo z mlinom.

API 938-C– Priporočena praksa Ameriškega inštituta za nafto za odpornost proti sulfidaciji, ki vključuje smernice za zlitine, kot je Incoloy 832.

Za brezšivne cevi Incoloy 890:

ASTM B407 / ASME SB407– Standardna specifikacija za brezšivne cevi iz zlitine niklja-železa-kroma. To je primarna specifikacija za UNS N08890.

ASTM B163 / ASME SB163– Brezšivne cevi kondenzatorja in izmenjevalnika toplote, ki se pogosto uporabljajo za cevi 890 v visoko{1}}temperaturnih izmenjevalnikih toplote.

Primer kode ASME 2588– Omogoča uporabo Incoloy 890 (UNS N08890) v konstrukciji kodeksa kotlov in tlačnih posod ASME za uporabo do 1800 stopinj F (982 stopinj) v okoljih za sulfidizacijo.

API 938-C– Zagotavlja smernice za uporabo Incoloya 890 in podobnih zlitin za komponente grelnikov rafinerije.

Premisleki glede nabave:Brezšivne cevi Incoloy 832 so poseben izdelek z zelo omejenimi viri mlinov. Kupci bi morali pričakovati podaljšane dobavne roke (16–24 tednov) in bi morali tesno sodelovati z tovarno, da bi določili specifikacijo javnega naročila. Kemična analiza mora potrditi vsebnost silicija (1,5–2,5 %) in vsebnost kroma (26–30 %). Incoloy 890 je bolj komercialno dostopen, čeprav je še vedno posebna kakovost s časom dobave 12–20 tednov. Pri obeh zlitinah bo morda potreben-preskus natezne trdnosti in lezenja pri povišani temperaturi za kritične aplikacije.

---

3. V: Zakaj so brezšivne cevi Incoloy 832 prednostne za ekstremno sulfidizirajoča okolja v rafinerijah in elektrarnah?

A:Brezšivne cevi Incoloy 832 so pridobile priznanje za najtežja okolja sulfidizacije, kjer celo Incoloy 890 in nerjavno jeklo 310H doživljata nesprejemljive stopnje korozije. Tri posebne značilnosti pojasnjujejo njegovo superiornost.

Prvič, izjemna odpornost na sulfidacijo zaradi visoke vsebnosti kroma in silicija.Sulfidacija je oblika visoko{0}}temperaturne korozije, pri kateri žveplo reagira s kovino in tvori sulfide z nizkim-tališčem-. Ključ do odpornosti je tvorba zaščitne, počasi-rastoče sulfidne ali oksidne lestvice. Incoloy 832 vsebuje 26–30 % kroma (v primerjavi z . 25–28 % za 890 in 24–26 % za 310H) in 1,5–2,5 % silicija (v primerjavi z . 0.3–0,8 % za 890). Visoka vsebnost kroma spodbuja tvorbo -kromovega sulfidnega/oksidnega kamna. Visoka vsebnost silicija spodbuja nastanek neprekinjene, amorfne pod{23}}plasti silicijevega dioksida (SiO₂) pod kromovo lusko. Ta plast silicijevega dioksida je izjemno stabilna in deluje kot difuzijska pregrada pred žveplom. V laboratorijskih testih, ki simulirajo pogoje grelnika rafinerije (1400–1600 stopinj F / 760–871 stopinj, 2–4 % žvepla v gorivu), Incoloy 832 kaže stopnje sulfidacije 0,001–0,003 palcev na leto (ipy), v primerjavi z 0,005–0,010 ipy za Incoloy 890 in 0,020–0,050 ipy za 310H.

Drugič, odpornost proti sulfidaciji in oksidaciji.Številne zlitine,-odporne na sulfidacijo (npr. tiste z zelo visoko vsebnostjo silicija), so lahko dovzetne za oksidacijo v okoljih, ki nihajo med redukcijskimi (sulfidizirajočimi) in oksidacijskimi pogoji. Visoka vsebnost kroma (26–30 %) v Incoloyu 832 zagotavlja odlično odpornost proti oksidaciji in tvori zaščitni kamen Cr₂O₃, ko okolje postane oksidativno. Ta dvojna zmogljivost je kritična pri rafinerijskih grelnikih, kjer lahko plamen, vdor zraka ali motnje v procesu povzročijo nihanje ozračja. Zlitina ohranja zaščito v obeh pogojih.

Tretjič, dobra trdnost lezenja pri povišanih temperaturah.Čeprav Incoloy 832 ni izločevalno{0}}zlitina, doseže uporabno trdnost pri lezenju z ojačitvijo s trdno raztopino iz kroma, silicija in molibdena. 100.000{5}}urna trdnost lezenja in pretrganja pri 1600 stopinj F (871 stopinj ) je približno 1,5–2,5 ksi (10–17 MPa), kar je primerljivo s 310H in primerno za večino aplikacij grelnih cevi v rafinerijah, kjer so obročne napetosti razmeroma nizke (običajno 0,5–1,5 ksi).

Primerjalni načini napak:V grelni cevi za surovo olje, ki obdeluje 3,5 % surovega žvepla pri 1550 stopinjah F (843 stopinjah) z notranjim tlakom 500 psig:

Nerjaveče jeklo 310H: stopnja sulfidacije 0,030 ipy, življenjska doba cevi približno 3–4 leta

Incoloy 890: stopnja sulfidacije 0,008 ipy, življenjska doba cevi približno 10–12 let

Incoloy 832: stopnja sulfidacije 0,002 ipy, življenjska doba cevi več kot 20 let

Tipične aplikacije:Cevi za gretje surove rafinerije (storitev z visoko-žveplovo surovo), grelne cevi za zakasnjeno koksiranje, vakuumske grelne cevi, pregrevalni-kotlov na premog in cevi za ponovni grelnik (gorilniki z nizko-NOx ustvarjajo pogoje za sulfidizacijo), komponente kotlov za rekuperacijo črne lužnice v tovarnah celuloze in cevi kotlov za sežiganje odpadkov (visoka žveplo iz odpadne plastike in gume).

---

4. V: Zakaj je brezšivna cev Incoloy 890 pogosto izbrana namesto več{2}}možnosti zlitine za grelnike rafinerije?

A:Brezšivne cevi Incoloy 890 zavzemajo "sladko točko" v rafinerijskih grelnikih-, saj ponujajo znatno boljšo odpornost proti sulfidaciji kot standardno nerjavno jeklo 310H, hkrati pa zagotavljajo boljšo izdelavo in nižjo ceno kot višje{3}}silicijeve zlitine, kot je Incoloy 832. Trije dejavniki pojasnjujejo njeno široko uporabo.

Prvič, optimizirano ravnotežje odpornosti proti sulfidaciji in izdelave.Incoloy 890 s 25–28 % kroma in 0,3–0,8 % silicija zagotavlja znatno odpornost proti sulfidaciji v primerjavi s 310H (24–26 % Cr, 0,3–0,5 % Si tipično). Izboljšanje je pomembno-običajno 50–70 % zmanjšanje stopnje sulfidacije. Vendar pa je vsebnost silicija pod 1 %, da se izognemo težavam pri varjenju in izdelavi, ki so povezane z -zlitinami z visoko vsebnostjo silicija. Visoko{18}}silicijeve zlitine (nad 1,5 % Si) lahko tvorijo krhko sigma fazo med varjenjem ali dolgotrajno-uporabo in so bolj nagnjene k vročim razpokam. Incoloy 890 je mogoče variti po standardnih postopkih z dodajno kovino ER310, brez potrebe po posebnem predgretju ali toplotni obdelavi po -varjenju. Zaradi tega je praktičen tako za proizvodnjo mlinov kot za popravila na terenu.

Drugič, dokazana učinkovitost v številnih okoljih rafinerij.Incoloy 890 je nabral desetletja izkušenj na področju grelnikov surove nafte, vakuumskih grelnikov, grelnikov za koksiranje in grelnikov reformerja. Deluje zanesljivo pri različnih vsebnostih žvepla (0,5–3,0 %), temperaturah (1200–1650 stopinj F / 649–899 stopinj) in pogojih toplotnega cikla. Ta obsežna zgodovina daje inženirjem rafinerije zaupanje pri določanju zlitine. Nasprotno imajo višje{10}}silicijeve zlitine, kot je Incoloy 832, bolj omejeno zgodovino uporabe in so običajno rezervirane za najbolj ekstremne pogoje.

Tretjič, stroškovna-učinkovitost v primerjavi s superzlitinami na osnovi niklja-.V okoljih, kjer je sulfidacija močna, bi nekateri inženirji morda razmislili o trdnih zlitinah-na osnovi niklja, kot sta Inconel 600 ali Incoloy 800H. Vendar imajo te zlitine lastne težave s sulfidacijo-visoke-nikljeve zlitine lahko tvorijo nikljeve sulfide z nizkim-tališčem- (Ni₃S₂, tališče 1179 stopinj F / 637 stopinj), ki povzročijo katastrofalno sulfidacijo v tekoči-fazi. Incoloy 890 se z uravnoteženo vsebnostjo niklja (32–35 %) izogne ​​tej težavi, hkrati pa zagotavlja odlično odpornost proti sulfidaciji po nižji ceni kot zlitine na osnovi niklja-. Cena zlitine Incoloy 890 je običajno 2–3-krat večja od 310H, vendar le 0,6–0,8-krat večja od trdnih nikljevih zlitin, zaradi česar je ekonomična nadgradnja.

Primerjava zmogljivosti pri tipičnem rafinerijskem grelniku (1500 stopinj F / 816 stopinj, 2 % žveplovo gorivo):

Tipične aplikacije:Sevalni odseki rafinerijskega surove in vakuumskega grelnika, grelne cevi z zakasnjenim koksiranjem, priključki in razdelilniki grelnika reformerja, toplotni izmenjevalniki-iztočne vode{-toplotne izmenjevalnike (viso-temperaturna stran) in cevi pregrevalne-elektrarne na premog (zmerno sulfidacijo).

---

5. V: Kakšne so kritične zahteve za varjenje cevi Incoloy 832 v primerjavi z Incoloy 890?

A:Pri varjenju Incoloy 832 in Incoloy 890 je treba posvetiti pozornost različnim težavam: visoka vsebnost silicija v Incoloyu 832 povzroča vroče razpoke in tveganja sigma faze, medtem ko je Incoloy 890 bolj prizanesljiv, vendar še vedno zahteva ustrezno tehniko.

Za cev Incoloy 832 (visoka vsebnost silicija, visoka vsebnost kroma):

Visoka nevarnost vročih razpok in tvorbe sigma faze.1,5–2,5 % vsebnost silicija, čeprav je koristna za odpornost proti sulfidaciji, ustvarja znatne izzive pri varjenju. Silicij znižuje tališče mejnih filmov zrn, kar poveča občutljivost za vroče razpoke. Varnostni ukrepi vključujejo:

Nizek vnos toplote:Najvišja vmesna temperatura: 250 stopinj F (121 stopinj). Vnos toplote je omejen na 15–30 kJ/palec (6–12 kJ/cm). Uporabljajte samo nizke perle-brez tkanja.

Čistoča je kritična:Kontaminacija z žveplom, fosforjem in bakrom zaradi rezalnih tekočin, pisal za označevanje ali orodja za rokovanje močno poveča tveganje za razpoke. Uporabite namenske krtače in brusilne plošče iz nerjavečega jekla.

Predgretje:Običajno ni potrebno, vendar zmerno predgretje 200–300 stopinj F (93–149 stopinj) lahko zmanjša temperaturne gradiente in tveganje za razpoke.

Zadrževanje:Zmanjšajte zadrževanje zvara. Uporabite prilega-reže in omogočite prosto gibanje sestava.

Izbira polnilne kovine:UporabaER310ozER309polnila iz nerjavečega jekla. Za najboljšo odpornost proti sulfidaciji,ER310(25–28 % Cr). Nekatera specializirana polnila z visoko -silicijem obstajajo, vendar so redko na voljo. Nikoli ne uporabljajte polnil z malo-zlitinami ali polnil-na osnovi niklja z nizko vsebnostjo kroma.

Toplotna obdelava-po varjenju (na splošno ni priporočljivo):Raztopinsko žarjenje pri 1950–2050 stopinjah F (1066–1121 stopinjah) bi obnovilo duktilnost, vendar je nepraktično za varjenje na terenu in lahko povzroči popačenje. Večina komponent Incoloy 832 se uporablja v -zvarjenem stanju, kar dopušča nekaj zmanjšanja duktilnosti.

Za cev Incoloy 890 (zmeren silicij):

Dobra varivost s standardnimi varnostnimi ukrepi.Nižja vsebnost silicija (0,3–0,8 %) v Incoloyu 890 omogoča znatno lažje varjenje kot Incoloy 832. Uporabljajo se standardni postopki varjenja avstenitnega nerjavnega jekla.

Izbira polnilne kovine:UporabaER310kot prednostno polnilo.ER309je sprejemljivo za manj stroge storitve. Polnilo mora ustrezati visoki vsebnosti kroma v osnovni kovini (25–28 %) za optimalno odpornost proti sulfidaciji.

Nadzor dovoda toplote:Najvišja vmesna temperatura: 300 stopinj F (149 stopinj). Vnos toplote je omejen na 25–45 kJ/palec (10–18 kJ/cm). Večji vnos toplote lahko povzroči obarjanje kromovega karbida na mejah zrn (preobčutljivost), kar lahko zmanjša odpornost proti sulfidaciji, vendar je manj kritično kot pri vodni koroziji.

Čiščenje pred-varjem:Očistite z acetonom ali namensko krtačo iz nerjavečega jekla. Odstranite vso umazanijo iz ogljikovega jekla, da preprečite degradacijo površine med delovanjem pri visokih-temperaturah.

Toplotna obdelava-po varjenju (ni potrebna):Incoloy 890 se uporablja v -zvarjenem stanju. Po-žarjenje z raztopino za varjenje bi obnovilo največjo odpornost proti sulfidaciji, vendar je nepraktično in redko določeno.

Kritična opozorila:

Za Incoloy 832:Ta zlitina je neprizanesljiva. Varite samo s kvalificiranimi postopki. Izogibajte se vsem virom kontaminacije z žveplom-celo ostanki pisal za označevanje lahko povzročijo razpoke. Razmislite o alternativnih metodah spajanja (npr. varjenje z ER310, ki mu sledi razbremenitev napetosti) za kritične komponente. Nekateri proizvajalci zahtevajo 100 % radiografski pregled vseh zvarov zaradi nevarnosti razpok.

Za Incoloy 890:Ne uporabljajte polnil z nizko-kromovo vsebnostjo (308L, 316L)-ustvarijo šibko povezavo za napad sulfidacije. Ne uporabljajte prekomernega vnosa toplote-to povzroči preobčutljivost-prizadetega območja in zmanjša odpornost proti koroziji. Čeprav je bolj prizanesljiva kot 832, je pravilna tehnika še vedno pomembna.

Kvalifikacijske zahteve:

Za obe zlitini pri visoko-temperaturnem sulfidiziranju mora kvalifikacija varilnega postopka vključevati testiranje pri povišani-temperaturi. Čeprav standardni kodificirani test ne obstaja, mnogi operaterji rafinerij zahtevajo:

Mikr-prečni prerez za preverjanje odsotnosti vročih razpok ali sigma faze

Testiranje trdote (običajno manj kot ali enako 95 HRB ali enakovredno)

Izbirno: izpostavljenost simuliranemu procesnemu plinu pri temperaturi, da se preveri, ali območje zvara ne postane prednostno mesto napada

Primerjalna tabela: