Mitkä ovat kriittiset hitsausvaatimukset Incoloy 864 vs. Incoloy 890 -putkille?

1. K: Mitkä ovat Incoloy 864- ja Incoloy 890 -putkien olennaiset koostumus- ja ominaisuudet erot?

A:Incoloy 864 ja Incoloy 890 ovat molemmat korkean suorituskyvyn-austeniittisia ruostumattomia teräksiä, mutta ne on kehitetty selvästi erilaisiin korroosioympäristöihin. Niiden erot ovat pääasiassa nikkeli-, kromi- ja molybdeenipitoisuudessa.

Incoloy 864 (UNS N08864)on erittäin seostettua austeniittista ruostumatonta terästä, joka on suunniteltu kestämään äärimmäistä vesipitoista korroosiota. Sen nimelliskoostumus on 38–42 % nikkeliä, 20–24 % kromia, 6,0–8,0 % molybdeeniä, 1,0–2,0 % kuparia, 0,15–0,25 % typpeä ja loput rautaa. Tässä seoksessa on poikkeuksellisen paljon nikkeliä (noin 40 %) ja molybdeeniä (6–8 %), mikä sijoittuu super-austeniittiseen perheeseen. Korkean nikkelin ja molybdeenin yhdistelmä tarjoaa erinomaisen kestävyyden kloridijännitekorroosiohalkeilua (SCC) ja pistesyöpymistä vastaan. Kuparilisäys parantaa vastustuskykyä pelkistäviä happoja, kuten rikki- ja fosforihappoa vastaan. Typpipitoisuus (0,15–0,25 %) stabiloi austeniittista rakennetta ja parantaa entisestään pistesyöpymiskestävyyttä. Incoloy 864 ei ole sade{23}}kovettuva; se saa vahvuutensa kiinteästä liuoksesta ja typen interstitiaalisesta vahvistuksesta. Tyypillinen myötöraja on 35–50 ksi (241–345 MPa) huoneenlämpötilassa.

Incoloy 890 (UNS N08890)on rauta-nikkeli-kromiseos, joka on suunniteltu korkean-lämpötilojen sulfidointi- ja hapetusympäristöihin. Sen nimelliskoostumus on 32–35 % nikkeliä, 25–28 % kromia, 0,5–1,5 % molybdeeniä, 0,3–0,8 % piitä, 0,5–1,0 % mangaania, 0,02–0,06 % hiiltä ja loput rautaa. Huomaa huomattavasti alhaisempi nikkeli (~33 %) ja pienempi molybdeeni verrattuna Incoloy 864:ään. Tärkein erottuva piirre on erittäin korkea kromipitoisuus (25–28 %), joka on huomattavasti korkeampi kuin tavallisissa ruostumattomissa teräksissä (304L:ssä on 18 %, 310H:ssa 24–26 %). Tämä korkea kromipitoisuus yhdistettynä kontrolloituun piin ja mangaanin kanssa tarjoaa poikkeuksellisen kestävyyden sulfidaatiolle (rikkiä sisältävien kaasujen hyökkäys korkeassa lämpötilassa) ja korkean lämpötilan hapettumista vastaan. Incoloy 890 on kiinteä{31}}liuos, joka on vahvistettu ilman tahallisia saostumia{32}}kovettuvia lisäyksiä. Tyypillinen myötöraja on 30–45 ksi (207–310 MPa) huoneenlämmössä.

Metallurgiset vaikutukset:Incoloy 864 on suunniteltumärkä, matala{0}}--kohtalainen lämpötila (jopa 500 astetta F / 260 astetta) vesipitoinen korroosio, erityisesti merivedessä, happamissa suolavedessä ja kemiallisissa prosessivirroissa, jotka sisältävät klorideja ja pelkistäviä happoja. Sillä ei ole erityisiä korkean lämpötilan{1}}ominaisuuksia. Incoloy 890 on suunniteltukuiva, korkean lämpötilan{0}}käyttö (1000–1800 astetta F / 538–982 astetta) rikki{5}}pitoisissa olosuhteissa, kuten jalostamoissa, voimalaitoksissa ja jätteenpolttolaitoksissa. Sillä ei ole erityistä vesipitoisen korroosionkestävyyttä.

Valitsemalla niistä:Jos hakemus koskeemerivesi, FGD (savukaasujen rikinpoisto) tai kemiallinen käsittely klorideilla ja pelkistävissä hapoilla, valitse Incoloy 864. Jos sovellus koskeekorkean lämpötilan-sulfidointiympäristöt-kuten jalostamoiden lämmittimet, hiili-kattilakomponentit tai jätteenpolttolaitoksen putket, valitse Incoloy 890. Niiden palvelukuorissa on minimaalista päällekkäisyyttä.

---

2. K: Mitkä alan standardit ja spesifikaatiot säätelevät Incoloyn 864 ja Incoloy 890 saumattomia putkia?

A:Nämä kaksi metalliseosta kuuluvat erilaisten spesifikaatioiden piiriin, koska niillä on eri sovellusalueet-kemiallinen käsittely 864 ja korkean lämpötilan jalostamo/sähköntuotanto 890:lle-.

Incoloy 864 saumaton putki:

ASTM B677 / ASME SB677– Saumattoman nikkeli-rauta-kromi-molybdeeni-kupari-typpiseosputken vakiomääritys. Tämä on UNS N08864:n ja vastaavien super-austeniittisten laatujen (mukaan lukien Incoloy 926) ensisijainen eritelmä. Se kattaa kemian, vetoominaisuudet, hydrostaattisen testauksen ja mittatoleranssit.

ASTM B829– Yleiset vaatimukset nikkeliseoksesta saumattomille putkille (täydentää B677:ää).

NORSOK M-630– Norjan öljy- ja kaasustandardi, joka sisältää Incoloyn 864 merivesi- ja suolavesihuoltoon.

ASME:n kattila- ja paineastiakoodin osa II, osa D– Tarjoaa sallitut jännitysarvot N08864:lle noin 316 asteen (600 asteen F) lämpötiloissa. Lejeerinkiä ei tyypillisesti käytetä yli 600 °F:n lämpötilassa heikentyneen korroosionkestävyyden vuoksi.

Incoloy 890 saumattomalle putkelle:

ASTM B407 / ASME SB407– Saumattomien nikkeli-rauta-kromiseosputkien vakiomääritys. Incoloy 890 (UNS N08890) kuuluu tämän spesifikaation piiriin korkean -kromin sisältävänä muunnelmana. Spesifikaatio edellyttää kemian todentamista ja vetolujuustestausta.

ASTM B163 / ASME SB163– Saumattomat lauhdutin- ja lämmönvaihdinputket, joita käytetään usein 890 putkille korkean lämpötilan -lämmönvaihtimissa.

ASME-kooditapaus 2588– Mahdollistaa Incoloy 890:n (UNS N08890) käytön ASME:n kattila- ja paineastiakoodirakenteessa 1800 asteen F (982 asteen) huoltoon sulfidoituvissa ympäristöissä.

API 938-C– American Petroleum Institute suosittelee Incoloy 890:n käyttöä jalostamon lämmittimen osissa, jotka ovat alttiina rikkikorroosiolle.

Hankinnan huomioitavaa:Saumaton Incoloy 864 -putki on saatavilla useilta maailmanlaajuisilta tehtailta, mutta se on vähemmän yleinen kuin Incoloy 926 (samanlainen super-austeniittinen laatu). Toimitusajat ovat tyypillisesti 10-16 viikkoa. Incoloy 890 on erikoislaatu, jonka myllylähteitä on rajoitetusti; toimitusajat ovat 12–20 viikkoa ja korkeammat kustannukset kuin tavallisen 310H ruostumattoman teräksen. Varmista molemmille seoksille aina materiaalitestiraportista oikea UNS-numero ja Incoloyn 864 osalta typpipitoisuus (0,15–0,25 %).

---

3. K: Miksi Incoloy 864 saumaton putki on ensisijainen materiaali meriveden ja savukaasujen rikinpoistojärjestelmissä (FGD)?

A:Incoloyn 864 saumattomasta putkesta on tullut johtava materiaali kahdessa haastavimmassa teollisuuden korroosioympäristössä: lämpimän meriveden käsittelyyn ja savukaasujen rikinpoistoon (FGD). Neljä erityistä ominaisuutta selittävät sen paremmuuden muihin super-austeniittisiin ja nikkeliseoksiin verrattuna.

Ensinnäkin poikkeuksellinen piste- ja rakokorroosionkestävyys klorideissa.Pitting-vastuksen ekvivalenttiluku (PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) Incoloylle 864 on noin 44–50, laskettuna seuraavasti:

Kromi: 20–24 %

Molybdeeni: 6,0–8,0 %

Typpi: 0,15–0,25 %

Tämä PREN on yksi parhaista kaupallisesti saatavilla olevista austeniittisista ruostumattomista teräksistä. Vertailun vuoksi:

316L ruostumaton teräs: PREN ~24-26

Duplex 2205: PREN ∼ 35–38

Incoloy 825: PREN ~30-33

Incoloy 926: PREN ~40-45

Lämpimässä merivedessä 80–120 astetta F (27–49 astetta) jopa superduplex-ruostumattomat teräkset voivat kokea rakokorroosiota biofoulingin tai kerrostumien vaikutuksesta. Incoloy 864 kestää piste- ja rakokorroosiota merivedessä noin 65 asteeseen asti, joten se soveltuu trooppisiin meriveden jäähdytysjärjestelmiin, palovesilinjoihin ja painolastiputkiin, joissa lämpötiloja voidaan nostaa.

Toiseksi erinomainen kestävyys kloridijännitekorroosiohalkeilua (SCC) vastaan.Noin 40 % nikkeliä sisältävä Incoloy 864 sisältää huomattavasti korkeampi nikkelipitoisuus kuin tavallisissa austeniittisissa ruostumattomissa teräksissä (304L: 8–12 %) ja jopa korkeampi kuin monissa super-austeniittisissa teräksissä (Incoloy 926: 24–26 % Ni). Korkea nikkelipitoisuus muuttaa olennaisesti SCC:n käyttäytymistä{10}}seos vastustaa kloridi-SCC:tä kaikissa vesipitoisessa käytössä esiintyvissä lämpötiloissa, mukaan lukien tiivistetyt suolavedet, höyrykondensaatti, jossa on kloridia, ja meriilman olosuhteet. Tämä tekee siitä erinomaisen valinnan offshore-lautojen putkistoihin, suolanpoistolaitoksiin ja rannikkokemian laitoksiin, joissa SCC on jatkuva uhka.

Kolmanneksi erinomainen suorituskyky FGD-sekahappoympäristöissä.Savukaasujen rikinpoistojärjestelmät altistavat materiaalit rikkihapon, kloorivetyhapon, kloridien, fluoridien ja rikkihapon monimutkaiselle sekoitukselle alhaisessa pH:ssa (1–4) ja jopa 93 asteen lämpötiloissa. 6–8 % molybdeenin ja 1–2 % kuparin yhdistelmä tarjoaa poikkeuksellisen kestävyyden sekä hapettavia että pelkistäviä happoja vastaan. Korkea nikkelipitoisuus kestää myös kloridin aiheuttamaa korroosiota. FGD-absorbertorneissa, tulokanavissa ja ulostulokanavissa Incoloy 864 ylittää tietyillä alueilla korkeammat-molybdeeniseokset, kuten C-276 paremman kustannus-suorituskykysuhteen ja riittävän korroosionkestävyyden ansiosta useimmissa FGD-ympäristöissä.

Neljänneksi hyvä hitsattavuus ilman jälki{0}}hitsauksen lämpökäsittelyä.Toisin kuin saostus-kovettuvat metalliseokset, Incoloy 864 on kiinteä-liuosvahvistettu ja se voidaan hitsata vakiotekniikoilla yhteensopivilla tai ylisovittavilla täyteainemetalleilla (ERNiCrMo-3 tai ERNiCrMo-4). Hitsauksen jälkeistä lämpökäsittelyä ei tarvita, mikä yksinkertaistaa kenttävalmistusta ja korjausta.

Vertailevat vikatilat:Merivesijäähdytteisessä{0}}lämmönvaihtimessa 110 astetta F (43 astetta) ja tiivisteiden alla seisovia rakoja:

316 litran putkiin syntyy reikävuotoja 3–6 kuukauden kuluessa

Duplex 2205 voi kestää 2–4 vuotta, mutta rakokorroosio alkaa tiivisteissä

Incoloy 864 tarjoaa 15–20+ vuoden palvelun, mikä usein ylittää laitteiden suunnittelun käyttöiän

Tyypilliset sovellukset:Meriveden jäähdytysputket (voimalaitokset, nesteytetyn maakaasun terminaalit, suolanpoisto), palovesijärjestelmät (offshore-alustat), FGD-absorbointisumuttimet, sumunpoistotuet, kemikaalisäiliöalusten lastilinjat sekä sellu- ja paperivalkaisutehtaiden putkistot (klooridioksidipalvelu).

---

4. K: Miksi Incoloy 890 saumaton putki on ensisijainen materiaali korkean lämpötilan sulfidointiympäristöissä jalostamoissa?

A:Incoloy 890 saumaton putki on saanut laajan hyväksynnän öljynjalostamoissa, kivihiilivoimaloissa ja jätteenpolttolaitoksissa, joissa rikkiä sisältävät kaasut korkeassa lämpötilassa aiheuttavat tavallisten ruostumattomien terästen nopean sulfidoitumisen (rikkihyökkäyksen). Kolme erityistä ominaisuutta selittää sen hallitsevan aseman.

Ensinnäkin poikkeuksellinen sulfidaatiokestävyys korkeasta kromipitoisuudesta.Sulfioituminen on korkean lämpötilan{0}}korroosion muoto, jossa rikki reagoi raudan, nikkelin ja kromin kanssa muodostaen matalan-sulamispisteen-sulfideja. Toisin kuin hapettuminen (joka muodostaa suojaavan Cr2O3-hilsettä), sulfidaatio tuottaa tyypillisesti ei--suojaavia, huokoisia hilseitä, jotka mahdollistavat jatkuvan nopean hyökkäyksen. Avain sulfidaatiokestävyyteen on riittävän kromipitoisuuden ylläpitäminen suojaavan kromisulfidikerroksen (Cr3S4 tai Cr2S3) muodostamiseksi, joka on vakaampi ja vähemmän läpäisevä kuin rauta- tai nikkelisulfidit. Incoloy 890 sisältää 25–28 % kromia, mikä on huomattavasti enemmän kuin tavallinen 310H (24–26 %) ja paljon enemmän kuin 304H (18–20 %). Tämä ylimääräinen kromi tarjoaa turvamarginaalin ankarimmissa sulfidoituvissa ympäristöissä, kuten jalostamoiden lämmitysputkissa, jotka altistetaan korkean -rikkisen raakaöljyn (2–4 % rikkiä) 649–871 asteen lämpötilassa. Kokemukset viivästetyistä koksauslämpöputkista osoittavat, että Incoloy 890 kestää 3–5 kertaa pidempään kuin 310H samoissa olosuhteissa.

Toiseksi tasapainotettu nikkelipitoisuus optimaalisen rikinkestävyyden takaamiseksi.Vaikka korkea nikkelipitoisuus on hyödyllinen monille korroosiomuodoille, nikkeli itsessään muodostaa matalan -sulamispisteen- nikkelisulfideja (Ni₃S₂, sulamispiste 1179 astetta F / 637 astetta), jotka voivat aiheuttaa katastrofaalisen nestefaasin sulfidoitumisen. Incoloy 890 sisältää 32–35 % nikkeliä, -riittävän paljon vastustaakseen kloridi-SCC:tä, jos siitä tulee huolenaihe myöhemmissä prosesseissa, mutta tarpeeksi alhainen välttääkseen vakavia nikkelisulfidaatio-ongelmia, joita esiintyy korkeammissa -nikkeliseoksissa, kuten Incoloy 800 (32–35 % Ni, itse asiassa samankaltainen) ja Inconel 2 600 (7). Seoksen nikkelipitoisuus on optimoitu huolellisesti tasapainottamaan kestävyyttä sekä sulfidaatiota että muita hyökkäysmuotoja vastaan.

Kolmanneksi silikoni- ja mangaanilisäkkeet parantavat suojaa.Incoloy 890 sisältää 0,3–0,8 % piitä ja 0,5–1,0 % mangaania. Nämä alkuaineet edistävät piidioksidin (SiO₂)-rikkaan sub--kerroksen muodostumista kromisulfidivaa'an alla. Tämä piidioksidikerros vähentää edelleen rikin diffuusiota perusmetalliin. Pii on erityisen tehokas rikkipitoisissa ympäristöissä; monet sulfidaatio{10}}kestävät seokset (esim. RA330, 353MA) perustuvat piilisäyksiin. Mangaanipitoisuus auttaa sitomaan jäännösrikkiä stabiileiksi mangaanisulfideiksi, mikä vähentää käytettävissä olevaa rikkiaktiivisuutta kromia ja rautaa vastaan.

Vikamekanismi pienemmissä seoksissa:Jalostamon lämmitinputkessa, joka käsittelee 3 % rikkipitoista raakaöljyä 1400 astetta F (760 astetta):

304H ruostumaton teräs (18 % Cr) muodostaa rautasulfidihilsettä muutamassa viikossa; mittakaavan roiskeet, jotka paljastavat tuoreen metallin; putken seinämän oheneminen 0,1 tuumaa/vuosi

310H ruostumaton teräs (24–26 % Cr) toimii paremmin, mutta kokee silti sulfidoitumista nopeudella 0,02–0,05 tuumaa/vuosi

Incoloy 890 (25–28 % Cr + Si) kokee sulfidoitumisnopeudet alle 0,005 tuumaa/vuosi, ja se tarjoaa 10+ käyttövuoden

Tyypilliset sovellukset:Jalostamoiden lämmitysputket (raaka-, tyhjiö-, koksaus-, reformointilämmittimet), hiili-kattilan tulistin- ja lämmitysputket (alhaiset-NOx-polttimet luovat sulfidoituvia olosuhteita), jäte---energialaitosten kattilaputket (korkea rikkipitoisuus jätteen muovi-/kumieristeestä) ja massasta peräisin olevasta kemiallisesta nestekattilasta.

---

5. K: Mitkä ovat kriittiset hitsausvaatimukset Incoloy 864 vs. Incoloy 890 putkille?

A:Incoloyn 864 ja Incoloy 890:n hitsaaminen vaatii huomiota erilaisiin seikkoihin: pistesyöpymiskestävyyden säilyttämiseen kohdassa 864 ja kuumahalkeamisen välttämiseen 890:ssä. Molemmat seokset ovat yleensä hitsattavissa oikeilla menetelmillä.

Incoloy 864 -putkelle (super-austeniittista):

Täytemetallin valinta:KäyttääERNiCrMo-3(Inconel 625) taiERNiCrMo-4(C-276) tavallisina täyteaineina. Täyteaineen on vastattava tai ylitettävä perusmetallin molybdeenipitoisuus (6–8 %), jotta pistesuojaus säilyy.ERNiCrMo-3(9–10 % Mo) on parempi merivesi- ja FGD-palvelussa. Älä koskaan käytä ruostumattomasta teräksestä valmistettuja täyteaineita (308L, 316L)-ne luovat galvaanisen korroosiokennon, eivätkä sisällä molybdeeniä.

Lämmöntuoton ohjaus:Suurin välilämpötila: 250 astetta F (121 astetta). Lämmönsyöttö rajoitettu 20–40 kJ/tuuma (8–16 kJ/cm). Suurempi lämmöntuotto voi aiheuttaa molybdeeni{8}-rikkaan faasisaostumisen (sigma- tai chi-faasit), mikä vähentää pistesyöpymisvastusta 50 % tai enemmän. Käytä naruhelmiä kutomisen sijaan.

Esi{0}}hitsin puhdistus:Puhdista asetonilla tai erityisellä ruostumattomalla teräsharjalla. Käytä nikkeliseoksille tarkoitettuja hiomalaikkoja. Poista kaikki hiiliteräskontaminaatio-upotetut rautahiukkaset ruostuvat ja aiheuttavat kuoppia.

Jälki-hitsauksen lämpökäsittely (ei yleensä vaadita):Useimmissa sovelluksissa Incoloya 864 käytetään hitsattuina-. Maksimaalisen korroosionkestävyyden saavuttamiseksi vaikeissa olosuhteissa (esim. lämmin merivesi seisovissa olosuhteissa, FGD-absorberliete), liuoshehkutus lämpötilassa 1950–2050 astetta F (1066–1121 astetta), jota seuraa nopea vesisammutus, palauttaa täyden pistesammutuksen. Tätä tehdään harvoin putkille vääristymisriskien vuoksi, ja se on tyypillisesti määritetty vain kriittisille lämmönvaihdinputkille.

Incoloy 890 -putkille (korkean-lämmön sulfidaatiota-kestävä):

Täytemetallin valinta:KäyttääER310taiER309ruostumattomasta teräksestä valmistetut täyteaineet. Vastaamaan sulfidaatiokestävyyttä,ER310(25–28 % Cr) on edullinen. Erityisiä korkea-piitä sisältäviä täyteaineita (esim. ER312) voidaan käyttää vakavimmissa sulfidoituvissa ympäristöissä. Älä koskaan käytä vähä-seosteisia täyteaineita tai nikkeli-pohjaisia ​​täyteaineita, joissa on alhainen kromipitoisuus.

Lämmöntuoton ohjaus:Suurin välilämpötila: 300 astetta F (149 astetta). Lämmöntuotto rajoitettu 25–45 kJ/tuuma (10–18 kJ/cm). Liiallinen lämmöntuotto voi aiheuttaa kromikarbidin saostumista raerajoilla, mikä vähentää sulfidaatiovastusta.

Kuuman halkeilun esto:Incoloy 890, jossa on paljon kromia ja suhteellisen vähän nikkeliä, on herkempi kuumahalkeilulle kuin tavallisella 310H:lla. Varotoimet sisältävät:

Puhdista pinnat huolellisesti{0}}leikkausnesteiden tai merkintäkynän aiheuttama rikkilika on erityisen haitallista

Käytä hieman kuperaa hitsauspaloprofiilia{0}}koverat palkit lisäävät halkeiluriskiä

Vältä liiallista hitsausrajoitusta{0}}anna kokoonpanon liikkua vapaasti

Jälki-hitsauksen lämpökäsittely (ei pakollinen):Incoloy 890:tä käytetään-hitsattuina. Jälki-hitsausliuoksen hehkutus palauttaisi maksimaalisen sulfidaatiokestävyyden, mutta se on epäkäytännöllinen kenttähitsauksessa ja sitä käytetään harvoin.

Kriittiset varoitukset:

Incoloy 864:Älä käytä ruostumattomasta teräksestä valmistettuja täyteaineita,{0}}neissä ei ole molybdeeniä ja ne luovat korroosiolle{1}}alttiita hitsausalueita. Älä ylikuumenna-sigmafaasin muodostuminen on peruuttamatonta ilman täyttä liuoksen hehkutusta. Älä käytä saastuneita hiomalaikkoja,{5}}upotetut hiiliteräshiukkaset aiheuttavat kuoppia.

Incoloy 890:Älä käytä vähän{0}}kromia sisältäviä täyteaineita (308L, 316L)-ne luovat heikon lenkin sulfidaatiohyökkäykseen. Älä käytä liiallista lämmönsyöttöä,-joka herkistää lämpö-vyöhykkeen. Älä hitsaa puhdistamatta rikkiä-sisältää jäämiä-rikki edistää kuumahalkeilua.

Pätevyysvaatimukset:

Incoloy 864 merivedessä tai FGD-palvelussa hitsausmenettelyn hyväksynnän tulee sisältää ASTM G48:n (ferrikloridi) mukainen pistekorroosiotesti sen varmistamiseksi, että hitsatut ja lämpö{2}}vyöhykkeet säilyttävät PREN-vastaavan suorituskyvyn. Vakiohyväksyntäkriteeri on, ettei pistesyöty 72 tunnin jälkeen 77 astetta F (25 astetta) useimmissa sovelluksissa tai 104 astetta F (40 astetta) ankarammassa käytössä.

Incoloy 890:n korkean lämpötilan sulfidointipalvelussa kelpuutukseen tulisi sisältyä kohotettujen -lämpötilojen hapettumis-/sulfidointitesti, vaikka vakiomuotoista kodifioitua testiä ei ole olemassa. Monet jalostamoiden käyttäjät vaativat näyttöä siitä, että hitsausliitoksesta ei tule ensisijaista hyökkäyskohtaa, koska se altistuu simuloidulle prosessikaasulle lämpötilassa.