1: Kaj je ASTM B725 in kako nikljeva zlitina UNS N02201 (nikelj 201) izpolnjuje posebne zahteve varjenih cevi?
ASTM B725 je standardna specifikacija za varjene cevi iz niklja in nikljevih zlitin, ki posebej zajema izdelke, proizvedene iz plosko-valjanega materiala (pločevina ali plošča), oblikovanega in vzdolžno varjenega. Pri uporabi za UNS N02201, splošno znan kot nikelj 201, ta standard ureja proizvodnjo cevnih sistemov velikega-premera,-odpornih proti koroziji. Nikelj 201 je nizko{9}}ogljična različica komercialno čistega niklja z največjo vsebnostjo ogljika 0,02 %, zaradi česar je edinstveno primeren za izdelavo in servisiranje varjenih cevi.
Lastnosti zlitine se popolnoma ujemajo z zahtevami varjenih cevi:
Varljivost in strukturna celovitost: Nizka vsebnost ogljika v niklju 201 odpravlja tveganje grafitizacije-obarjanja krhkega ogljika na mejah zrn med varjenjem ali delovanjem pri visoki-temperaturi (nad 315 stopinj/600 stopinj F). To zagotavlja, da območje zvara in toplotno{6}}prizadeta cona (HAZ) ohranita duktilnost in odpornost proti koroziji, kar je ključnega pomena za vzdolžni šiv v cevi ASTM B725.
Izjemna odpornost proti koroziji: nudi izjemno odpornost na vrsto težkih okolij, predvsem na vroče, koncentrirane jedke alkalije (npr. natrijev in kalijev hidroksid), ne-oksidativne soli in številne organske kisline. Zaradi tega je glavni material za cevi za kemične procese, kjer bi nerjavna jekla hitro odpovedala.
Možnost izdelave iz plošče: V žarjenem stanju ima plošča iz niklja 201 odlično sposobnost oblikovanja, kar omogoča relativno enostavno valjanje in varjenje v cevi velikega-premera v primerjavi s tršimi, manj duktilnimi zlitinami.
Toplotna stabilnost: zaradi njegove učinkovitosti v atmosferi z zniževanjem visokih-temperatur in odpornosti na kloridno{1}}korozijsko razpokanje (SCC) je idealen za procesne cevi v petrokemičnih in rafinerskih aplikacijah.
2: Kako se izdeluje cev iz niklja 201 ASTM B725 in kateri specifični koraki zagotavljajo celovitost vzdolžnega zvara?
Proizvodnja cevi ASTM B725 Nickel 201 je več-stopenjski, nadzorovan proces, osredotočen na celovitost šiva:
Priprava in testiranje plošč: Postopek se začne s ploščo iz niklja 201, certificirano po ASTM B162. Plošča je ultrazvočno testirana (UT), da se zagotovi, da je brez laminatov ali vključkov, ki bi lahko ogrozili zvar. Nato ga poševno odrežemo in odrežemo na zahtevano velikost (širina=obseg cevi, dolžina=dolžina odseka cevi).
Hladno oblikovanje: Plošča se oblikuje v valjasto obliko s strojem za valjanje plošč ali stiskalnico U-O (najprej v obliko U-, nato v obliko O-). To je hladni-delovni postopek za nikelj 201.
Varjenje – kritični vzdolžni šiv:
Priprava spoja: Robovi so natančno poravnani, običajno z enojnim-V ali dvojnim-V poševnim pripravkom.
Postopek varjenja: Primarni vzdolžni šiv je varjen z obločnim varjenjem pod praškom (SAW) za cevi z debelimi-stenami ali obločnim varjenjem s plinskim volframom (GTAW/TIG) za korenske prehode in tanjše stene. Uporabljena je dodajna kovina, ki ustreza kemiji osnovne kovine (npr. klasifikacija ENi-1).
Več prehodov: Zvar je zaključen z več notranjimi in zunanjimi prehodi, da se zagotovi popolna penetracija in robusten spoj.
Toplotna obdelava po -varjenju (PWHT): To je obvezen in kritičen korak za cevi iz niklja 201 po ASTM B725. Celoten odsek cevi je izpostavljen polnemu žarjenju v raztopini (običajno segrevanje na 760-870 stopinj / 1400-1600 stopinj F, ki mu sledi hitro ohlajanje). To služi za:
Homogenizirajte zvar in mikrostrukturo HAZ.
Razbremenite vse preostale napetosti pri oblikovanju in varjenju.
Raztopite morebitne sekundarne faze in obnovite optimalno odpornost proti koroziji po celotni cevi, še posebej v območju zvara.
Končna obdelava in testiranje: Cev se nato dimenzionira (razširi ali kalibrira za okroglost), razreže na končno dolžino in se podvrže strogemu testiranju, ki ga zahteva ASTM B725.
3: Katere so ključne aplikacije cevi velikega-premera ASTM B725 Nikelj 201 in zakaj je to pogosto edina izvedljiva izbira?
Cev ASTM B725 iz niklja 201 je določena za glavne procesne linije, kjer bi bila okvara katastrofalna, tako v smislu varnosti kot stroškov. To ni cev za-splošno uporabo, ampak rešitev za najagresivnejše transportne aplikacije kemikalij.
Kavstične storitve v kemičnih in petrokemičnih obratih:
Uporaba: Primarni prenosni vodi za koncentrirani (50-73%) natrijev hidroksid (kavstična soda) pri povišanih temperaturah.
Utemeljitev: nerjavna jekla in večina drugih zlitin trpijo zaradi hudih jedkih razpok in visoke stopnje korozije v tem okolju. Nikelj 201 je praktično odporen in nudi desetletja zanesljive uporabe.
Predelava organskih kemikalij in maščobnih kislin:
Uporaba: dovodni in izpustni vodi reaktorja, prenosni vodi destilacijske kolone.
Utemeljitev: Odpornost na redukcijske kisline in organska topila v kombinaciji z ne-onesnaževalnimi lastnostmi, ki ohranjajo čistost izdelka.
Proizvodnja aluminijevega oksida (Bayerjev proces):
Uporaba: visoko{0}}temperaturna digestija in linije za prenos gnojevke.
Utemeljitev: Obdeluje vroče, jedke raztopine aluminata, kjer se združita abrazija in korozija. Njegova varivost omogoča gradnjo velikih, kompleksnih cevovodnih sistemov.
Predelava jedrskega goriva:
Uporaba: Cevovodi za procese obogatitve urana in izdelave gorivnih palic.
Utemeljitev: Odpornost proti koroziji v specifičnih fluoridnih in kloridnih okoljih v kombinaciji z nizkim-presekom absorpcije toplotnih nevtronov.
It becomes the only viable choice when an application requires all of the following: 1) Transport of hot, concentrated caustics or specific aggressive organics, 2) Large diameters (>12 palcev), zaradi česar so brezšivne cevi (ASTM B161) pregrešno drage ali nedostopne, 3) Zahteva za popolno razbremenitev-napetosti in homogenizacijo s PWHT, ki je bistvena za proizvodno pot B725.
4: Katere stroge postopke testiranja in inšpekcijskih pregledov zahteva ASTM B725 za zagotavljanje kakovosti cevi?
ASTM B725 uveljavlja obsežno skupino testov, s posebnim poudarkom na zvarnem šivu.
Ne-destruktivni pregled (NDE) zvara:
Radiografsko testiranje (RT): radiografirati je treba 100 % vzdolžnega zvara. To je zlati standard za odkrivanje notranjih volumetričnih napak, kot so vključki žlindre, poroznost ali pomanjkanje fuzije po celotni dolžini šiva.
Preskus s tekočimi penetranti (PT) ali preskus z magnetnimi delci (MT): Celotna zunanja površina zvara in pogosto tudi notranjost (če je dostopna) se pregledajo zaradi-površinskih napak pri zlomu. PT se uporablja za nikelj 201 (ne-magneten).
Tlačni preizkus: Vsaka cev mora biti podvržena hidrostatičnemu preskusu pri tlaku, ki povzroča napetost v steni, ki je enaka vsaj 50 % določene minimalne meje tečenja materiala. To preverja celovitost celotnega tlaka in-tesnost.
Mehanski preskusi s preskusnimi ploščami:
Preskus prečne napetosti: vzorec, prerezan po zvaru, mora izpolnjevati minimalne zahteve glede natezne trdnosti.
Vodeni{0}}preizkusi upogiba: Zahtevajo se tako čelni upogibni kot korenski vzorci upogiba. Zvarjeni vzorec je upognjen nad določenim premerom trna, da se pokaže duktilnost in trdnost varjenega in talilnega območja. Razpoke, ki presegajo določeno velikost, niso dovoljene.
Preskus sploščitve (za majhne premere): Pri ceveh pod določeno velikostjo se vzorčni obroč splošči, da se preveri duktilnost.
Certificiranje in sledljivost: Proizvajalec mora zagotoviti poročilo o preskusu materiala (MTR), ki zagotavlja popolno sledljivost od končne cevi nazaj do toplote originalne plošče. MTR mora potrditi kemično sestavo (ki potrjuje nizko-ogljikove specifikacije UNS N02201), rezultate mehanskih preskusov, zapise toplotne obdelave in povzetek vseh rezultatov NDE.
5: Kateri so kritični vidiki za načrtovanje sistema, varjenje in namestitev cevi iz niklja 201 ASTM B725?
Pravilna izdelava na terenu je enako pomembna kot proizvodnja v mlinu.
Zasnova sistema:
Podpore: uporabljajte široke, ne{0}}abrazivne podpore (npr. PTFE blazinice), da preprečite razjedanje in korozijo v razpokah. Upoštevajte večjo toplotno razteznost niklja v primerjavi z ogljikovim jeklom.
Izolacija: Uporabite komplete za dielektrično izolacijo na nosilcih in povezavah s konstrukcijami iz ogljikovega jekla, da preprečite galvansko korozijo.
Varjenje na terenu (obodni zvari):
Kvalifikacija postopka: specifikacije varilnega postopka (WPS) morajo biti kvalificirane v skladu z oddelkom IX ASME. Nikljeve zlitine zahtevajo posebne postopke.
Čistoča: najpomembnejša. Varjene cone je treba očistiti vse barve, olja in kontaminantov. Uporabite krtače iz nerjavečega jekla, namenjene nikljevim zlitinam.
Dodatna kovina: Uporabite ustrezno polnilo (ERNi-1 za TIG). Bistveno je, da za obodne zvare GTAW ne uporabljajte polnila za vzdolžne SAW zvare cevi.
Čiščenje hrbta: Absolutna zahteva. Notranjost cevi je treba med varjenjem očistiti z argonom, da se prepreči notranja oksidacija (sladkorjenje) koreninskega prehoda, ki bi zmanjšalo odpornost proti koroziji.
Interpass temperatura: nadzorujte strogo pod 150 stopinj (300 stopinj F).
Namestitev in zagon:
Ravnanje: Uporabite najlonske zanke. Zaščitite polirane ali lužene zaključke.
Kakovost vode za hidrotest: uporabite demineralizirano vodo ali vodo brez -kloridov, da preprečite luknjičasto korozijo med preskušanjem. Nato temeljito posušite.
Končna pasivizacija: Po vseh izdelavah je treba celotno notranjost sistema kemično očistiti in pasivizirati z raztopino dušikove kisline, da se obnovi enoten zaščitni sloj oksida in odstrani morebitno vdelano železo.
Če povzamemo, varjena cev ASTM B725 Nickel 201 je zasnovana rešitev za agresiven prenos kemikalij. Njegova vrednost je v kombinaciji inherentne korozijske odpornosti zlitine, strukturne celovitosti izdelanega zvara in popolne-razbremenitve napetosti, ki jo zagotavlja PWHT. Uspeh je odvisen od določanja pravilnega standarda, preverjanja certificiranja mlina in izvajanja izdelave na terenu s specializiranimi tehnikami, potrebnimi za-nikljeve zlitine.
