1. ASTM B730 je standard za varjene cevi in cevi iz niklja in nikljevih zlitin. Zaradi katerih posebnih aplikacij in ekonomskih razlogov bi oblikovalec določil varjeno cev iz niklja 201 namesto brezšivne (ASTM B161/163) cevi?
Izbira med varjeno in brezšivno cevjo iz niklja 201 je odvisna od premera, debeline stene, časa izvedbe in ekonomičnosti projekta, ne pa nujno od hierarhije kakovosti za vse storitve.
Aplikacije, ki dajejo prednost varjenim cevem (ASTM B730):
Cevovodi velikega premera: za procesne linije, kanale in rezervoarje, ki presegajo 10" NPS (nazivna velikost cevi), postane brezšivna proizvodnja geometrijsko nemogoča ali astronomsko draga. Varjena cev iz valjane pločevine je edina izvedljiva možnost.
Aplikacije s tanko-steno, velikim-premerom: za prezračevalne nape, izpušne cevi ali nizkotlačne{2}}prenosne linije v kemičnih obratih, kjer debelina stene ni primarna tlačna omejitev.
Velikosti po meri ali ne{0}}standardne velikosti: varjenje ponuja večjo prilagodljivost za proizvodnjo cevi natančnih, ne{1}}standardnih premerov in dolžin, ki morda niso na voljo v brezšivnih obratih.
Veliki{0}}sistemi za obdelavo kavstične kisline: V obratih za rafiniranje aluminijevega oksida ali v obratih celuloze in papirja so obsežna omrežja kavstičnih cevi velikega{1}}premera idealno zgrajena iz varjene cevi iz niklja 201.
Ekonomske in časovne prednosti:
Cena: Za velikosti, kjer sta na voljo obe (npr. 4" do 10" NPS), je varjena cev običajno 15-30 % cenejša od brezšivne. Pri večjih velikostih je razlika v stroških še bolj izrazita.
Razpoložljivost: Plošče (ASTM B162) za varjenje so pogosto lažje dostopne kot brezšivne votle z velikim-premerom, kar vodi do krajših časov za izvedbo projektov.
Enakomernost kakovosti: Pri proizvodnji v skladu z ASTM B730 z ustreznimi kontrolami (avtogeno varjenje, po-žarjenje pri varjenju, 100 % NDE) lahko varjena cev iz niklja 201 doseže korozijsko odpornost in mehanske lastnosti v območju zvara, ki so funkcionalno enakovredne osnovni kovini, zaradi česar je primerna za vse, razen za najtežje storitve pod visokim-tlakom.
Razsodba: Določite varjene cevi ASTM B730 za sisteme z velikim-premerom, nizkim{2}}do-zmernim tlakom, kjer so stroški in logistika brezšivnih cevi previsoki. Določite brezšivne cevi za majhne premere, visoko{5}}tlačne aplikacije ali kjer specifikacija projekta izrecno zahteva brezšivne cevi zaradi podedovane kode ali izjemnih storitev.
2. Celovitost varjene cevi iz niklja 201 je odvisna od njenega vzdolžnega zvara. Kateri poseben postopek varjenja, toplotna obdelava po-varu in-nedestruktivni pregled zahteva ASTM B730, da se zagotovi, da ta zvar ni točka okvare?
ASTM B730 predpisuje nadzorovan proizvodni cevovod, da se zagotovi, da je zvarni šiv sredstvo, ne obveznost.
Postopek varjenja (ASTM B730, razdelek 7.1):
Standard zahteva avtogeno varjenje (brez dodajne kovine) ali varjenje z dodajno kovino iste klasifikacije.
V praksi visoko{0}}kakovostni mlini za cevi uporabljajo varjenje z avtogenim volframovim inertnim plinom (TIG) ali lasersko varjenje. Ti procesi nudijo natančen nadzor, minimalen vnos toplote in odlično ponovljivost. Odsotnost dodajne kovine odpravlja tveganje vnosa metalurškega neskladja.
Obvezna toplotna obdelava po -varjenju (PWHT - ASTM B730, razdelek 9):
O tem-se ni mogoče pogajati. Vse varjene cevi je treba po varjenju toplotno obdelati.
Zahtevana obdelava je polno žarjenje v raztopini, ki za nikelj 201 vključuje segrevanje na temperaturno območje 1600 stopinj F - 1750 stopinj F (870 stopinj - 955 stopinj), čemur sledi hitro ohlajanje (gašenje z vodo ali hiter zrak).
Namen: To žarjenje služi trem kritičnim funkcijam:
Raztaplja karbide: raztaplja vse kromove karbide, ki so se morda oborili v toplotno-prizadetem območju (HAZ), in obnavlja odpornost proti koroziji.
Lajša stres: Odpravlja preostale varilne napetosti.
Homogenizira mikrostrukturo: rekristalizira zvar in HAZ ter ustvari enotno zrnato strukturo, ki se ujema z osnovno kovino.
Ne{0}}destruktivni pregled (NDE - ASTM B730, razdelek 14):
Potreben je 100-odstotni pregled zvara.
Standard dovoljuje radiografsko testiranje (RT) ali testiranje vrtinčnih tokov (ET).
Radiografsko testiranje (RT) je zlati standard za varjene cevi, ki lahko zazna volumetrične napake, kot so poroznost, pomanjkanje fuzije in razpoke.
Preizkušanje vrtinčnih tokov (ET) je odlično za odkrivanje površinskih in skoraj{0}}površinskih napak, vendar je manj občutljivo na določene notranje napake.
Za kritične storitve specifikacije projekta to zahtevo pogosto nadgradijo na 100 % RT, pri čemer se sklicujejo na ASTM E94/E1032, z opredeljenimi merili sprejemljivosti (npr. ASME BPVC, razdelek VIII).
3. Zakaj je varjena cev iz niklja 201 veljavna izbira pri visoko-temperaturnem delovanju (npr. cevi za kavstične uparjalnike pri 800 stopinjah F/425 stopinjah) in katera posebna lastnost zvara mora biti certificirana, da se zagotovi-dolgotrajna učinkovitost?
Nikelj 201 je zaradi nizke vsebnosti ogljika (največ manj kot ali enako 0,02 %) posebej zasnovan za uporabo pri visokih-temperaturah, kar preprečuje preobčutljivost. Varjena cev je veljavna le, če je dokazano, da ima območje zvara enako mikrostrukturno stabilnost.
Kritična lastnost: odpornost na preobčutljivost v zvaru in HAZ.
Nevarnost pri varjenju je, da je lahko HAZ med samim varilnim ciklom izpostavljen temperaturnemu območju padavin karbida (~800-1400 stopinj F / 425-760 stopinj).
Ustrezno žarjenje v raztopini po-varju (po B730) je zasnovano za raztapljanje takih karbidov. Vendar je to treba preveriti.
Certificiranje in testiranje za zagotavljanje učinkovitosti:
Poročilo o mlinskem preskusu (MTR) za cev ASTM B730 mora navesti izvedeno toplotno obdelavo. Pri visoko-temperaturnih storitvah je dodatno preverjanje smiselno:
Premer trdote: Pregled trdote po zvaru, HAZ in osnovni kovini ne bi smel pokazati bistvenega dviga v HAZ, kar bi pomenilo nenadzorovano padavine.
Preskus korozije na kuponu zvara (za kritične storitve): Najbolj dokončen dokaz je, da se zahteva ASTM G28 Metoda A (Streicherjev preskus) ali podoben preskus intergranularne korozije na vzorcu, ki vključuje vzdolžni zvar v prečni smeri. Stopnja korozije prizadetega območja-zvara mora biti znotraj določene meje (npr. manjša ali enaka 1,0 mpy večja od osnovne kovine).
Metalografski pregled: na zahtevo mora biti na voljo fotomikrografija preseka-vara, ki prikazuje zdrav, popolnoma prebit zvar z rekristaliziranim HAZ in brez neprekinjenih mrež zrn.
Ključna specifikacija javnega naročila: *"Za uporabo pri visokih-temperaturah je treba cev dobaviti s potrdilom, da je proizvodni kupon za zvar prestal testiranje metode A ASTM G28 s poročanjem o rezultatih za območje zvara."*
4. Pri izdelavi sistema iz varjene cevi iz niklja 201, kakšni so posebni postopki za izdelavo obodnih (obodnih) zvarov in kako se razlikujejo od varjenja cevi iz ogljika ali nerjavnega jekla?
O: Varjenje niklja 201 na terenu zahteva disciplinirano, čisto tehniko, ki je strožja kot pri jeklu.
Dodatna kovina: Uporabiti je treba nizko{0}}ogljično nikljevo polnilo-ERNi-1 (AWS A5.14) je standardna izbira, ki ustreza sestavi osnovne kovine in preprečuje vnos ogljika v zvar.
Čistoča (najbolj kritična razlika):
Kontaminacija je vzrok št. 1 za okvare zvarov. Nikelj je dovzeten za vroče razpoke, če je onesnažen z žveplom (S), fosforjem (P), svincem (Pb), cinkom (Zn) ali drugimi elementi z nizkim -tališčem-.
Postopek: Zvarne cone tik pred varjenjem skrtačimo z namenskimi krtačami iz nerjavečega jekla in obrišemo z acetonom. Nobena brusilna plošča, orodje ali pisala za označevanje, ki se uporabljajo na ogljikovem jeklu, ne morejo priti v območje zvara.
Oblikovanje spoja in tehnika varjenja:
Uporabite podporni plin (100 % argon) na koreninskem prehodu, da preprečite oksidacijo ("sladkanje") na notranjem premeru.
Uporabite vrvice (brez tkanja) z nizkim vnosom toplote in vzdržujte nizko temperaturo vmesnega prehoda (<250°F / 120°C). This minimizes time in the sensitization range and reduces distortion.
Brušenje: uporabite namenske, čiste brusilne plošče iz aluminijevega oksida ali cirkonijevega oksida-nikoli ne uporabljajte diskov, ki ste jih prej uporabljali za jeklo.
Toplotna obdelava-po varjenju (PWHT) terenskih zvarov:
Za storitve nad ~600 stopinj F (315 stopinj) je močno priporočljivo lokalno žarjenje obodnega vara po -raztopini, čeprav je na terenu pogosto težavno.
To se običajno izvede z električnimi uporovnimi grelnimi tuljavami, ki jih nadzira termočlen, pri čemer se zvar in HAZ segrejejo na območje žarjenja v raztopini, čemur sledi hitro ohlajanje (z uporabo prisilnega zračnega ali vodnega -razprševanja).
Če PWHT ni izveden, ostaja HAZ obodnega zvara potencialna šibka povezava za korozijo pri visoko-temperaturni uporabi.
5. Katere so ključne zahteve za certificiranje materiala in sledljivost po ASTM B730 in katero dodatno dokumentacijo je treba zahtevati za varjene cevi, ki se uporabljajo v tlačni posodi ASME ali jedrski konstrukciji?
B730 zagotavlja osnovo; kritične aplikacije zahtevajo dodatne dokaze.
Minimalni certifikat ASTM B730 (MTR):
Toplotna analiza: kemija materiala plošče, ki potrjuje UNS N02201 in C manj kot ali enako 0,02 %.
Analiza izdelka: neobvezna po B730, vendar jo je treba zahtevati za preverjanje kemije končne cevi.
Mehanski preskusi: Rezultati nateznega in sploščenega preskusa.
Toplotna obdelava: izjava, da je bila cev po varjenju žarjena.
Poročilo NDE: Izjava, da je bil zvar 100 % pregledan s RT ali ET in da je sprejemljiv.
Dodatna dokumentacija za kritične storitve (ASME, Nuclear):
Oznaka ASME "SA": Material je treba naročiti na SB-730, da je sprejemljiv za konstrukcijo ASME Code. MTR mora biti potrdilo o skladnosti, ki to navaja.
Izboljšano poročilo NDE: Za jedrsko (ASME Sec. III) zahtevajte podrobno poročilo RT s filmom ali digitalnimi slikami, ki prikazuje, da je bila celotna dolžina zvara pregledana po posebnem postopku (npr. SNT-TC-1A) in sprejeta v skladu s strogimi merili (npr. brez linearnih indikacij).
Specifikacija postopka varjenja (WPS) in kvalifikacija: Zahtevajte PQR/WPQ proizvajalca za postopek vzdolžnega varjenja, da zagotovite, da gre za kvalificiran postopek.
Sledljivost: Vsaka dolžina cevi mora biti trajno označena s toplotno številko plošče, proizvajalcem, velikostjo, razredom (N02201) in standardom (SB-730). To se mora ujemati z MTR.
Inšpekcija tretje{0}}stranke: Naročilo mora pooblaščenemu jedrskemu inšpektorju (ANI) ali pooblaščenemu-inšpektorju ASME podeliti pravico, da spremlja preskuse in pregleduje zapise v tovarni.
Primer specifikacije javnega naročila za kritično storitev:
*"Zvarjena cev po ASTM B730/SB-730, UNS N02201. Vse cevi morajo biti 100-odstotno radiografsko pregledane po ASTM E94. Mlin bo zagotovil certificirane MTR, kopijo kvalificiranega WPS za vzdolžni zvar in popolno oznako sledljivosti. Material je za konstrukcijo ASME razdelek III, razred 2; ves material, varjenje, in NDE se izvedeta v skladu s programom sistema kakovosti, ki je sprejemljiv za inšpektorja."*
Če povzamemo, varjene cevi iz niklja 201 ASTM B730 so visoko-zmogljiva in stroškovno-učinkovita rešitev za konstrukcijo velikih-sistemov,-odpornih na korozijo. Njegova zanesljivost je odvisna od strogega upoštevanja protokolov varjenja, toplotne obdelave in inšpekcijskih pregledov, vključenih v standard, z dodatnimi plastmi preverjanja za najzahtevnejše storitve.
