Σωλήνας χωρίς ραφή Hastelloy B3

Σωλήνας χωρίς ραφή Hastelloy B3είναι το σύγχρονο εργαλείο της οικογένειας κραμάτων νικελίου-μολυβδαινίου, που παρέχεται χωρίς ραφή σύμφωνα με το ASTM B622 έναντι του UNS N10675. Αναπτύχθηκε ως ο άμεσος διάδοχος του Hastelloy B2 (UNS N10665) για την επίλυση ενός συγκεκριμένου μεταλλουργικού προβλήματος: το B2 έχασε την ολκιμότητα και την αντίστασή του στη διάβρωση όταν διατηρήθηκε στην περιοχή 650-850 μοιρών κατά τη συγκόλληση ή το σέρβις, επειδή το κράμα καθίζησε μια εύθραυστη φάση Ni-Mo στα όρια των κόκκων.

 

Το B3 προσθέτει ελεγχόμενο χρώμιο, σίδηρο και βολφράμιο στην ίδια βάση Ni-Mo και αυτή η μικρή μετατόπιση της σύνθεσης καταστέλλει την κατακρήμνιση. Το αποτέλεσμα είναι ένας σωλήνας που μπορεί να συγκολληθεί και να χρησιμοποιηθεί στο χωράφι με συνηθισμένη πειθαρχία στο κατάστημα, διατηρώντας παράλληλα την εξαιρετική αντοχή στο υδροχλωρικό οξύ και σε άλλα αναγωγικά μέσα που έκαναν την οικογένεια Β- διάσημη.

Χημική σύνθεση σωλήνα Hastelloy B3 ανά ASTM B622

Τα παρακάτω όρια{0}}ανάλυσης θερμότητας λαμβάνονται από το ASTM B622 για το UNS N10675. Το νικέλιο είναι το στοιχείο ισορροπίας στο 65,0% ελάχιστο και το εύρος του μολυβδαινίου 27,0-32,0% είναι αυτό που δίνει στο κράμα την απόδοσή του σε αναγωγικό οξύ.

 

Στοιχείο	Όριο σύνθεσης, %
Ni	65,0 λεπτά (υπόλοιπο)
Μο	27.0 - 32.0
Fe	1.0 - 3.0
Cr	1.0 - 3.0
Co	3,0 μέγ
W	3,0 μέγ
Mn	3,0 μέγ
Cu	0,20 μέγ
V	0,20 μέγ
Ta	0,20 μέγ
Ο Αλ	0,50 μέγ
Ti	0,20 μέγ
Σι	0,10 μέγ
C	0,01 μέγ
P	0,030 μέγ
S	0,010 μέγ

 

Σε σύγκριση με το Β2, η χημεία Β3 προσθέτει τρία σκόπιμα στοιχεία: χρώμιο σε 1,0-3,0%, σίδηρο σε 1,0-3,0%, και βολφράμιο έως 3,0%. Κανένα από αυτά δεν είναι αρκετά μεγάλο ώστε να αλλάξει τον διαβρωτικό χαρακτήρα του κράματος, αλλά μαζί σταθεροποιούν τη μικροδομή.

 

Στο B2, η έκθεση στο εύρος των 650-850 μοιρών κατακρημνίζει διαμεταλλικό Ni7Mo6 στα όρια των κόκκων, το οποίο καταστρέφει τόσο την ολκιμότητα όσο και την αντίσταση στη διάβρωση στη θερμότητα-επηρεαζόμενη ζώνη μιας συγκόλλησης. Στο B3 το ίδιο θερμικό ιστορικό παράγει μια σταθερή μονοφασική-δομή, γι' αυτό ο σωλήνας Β3 μπορεί να συγκολληθεί, να διαμορφωθεί εν θερμώ και να τεθεί σε λειτουργία με την επηρεαζόμενη από τη θερμότητα ζώνη{11}που παραμένει στην κατάσταση συγκόλλησης στις περισσότερες εφαρμογές.

 

Μηχανικές ιδιότητες σωλήνα Β3 σε κατάσταση ανόπτησης

Το ASTM B622 καθορίζει τις ακόλουθες ελάχιστες μηχανικές ιδιότητες για τον σωλήνα άνευ ραφής UNS N10675 σε κατάσταση ανόπτησης σε διάλυμα, την προϋπόθεση παράδοσης για όλες σχεδόν τις παραγγελίες σωληνώσεων B3:

 

Ιδιοκτησία	Ελάχιστη τιμή (ASTM B622)
Αντοχή σε εφελκυσμό	690 MPa (100 ksi)
Ισχύς διαρροής, μετατόπιση 0,2%.	310 MPa (45 ksi)
Επιμήκυνση σε 2 ίντσες (50,8 mm)	40%

 

Αυτές οι εγγυημένες τιμές είναι αυτές που εμφανίζονται στο πιστοποιητικό δοκιμής του μύλου και είναι πανομοιότυπες με τις απαιτήσεις B622 για τα άλλα ανοπτημένα κράματα Ni-Cr{-Mo, γεγονός που καθιστά τους υπολογισμούς πάχους{3}}τοίχων συνεπείς σε όλη την οικογένεια προϊόντων.

 

Οι πραγματικές τιμές παραγωγής είναι υψηλότερες: ο τυπικός ανοπτημένος σωλήνας Β3 έχει εφελκυσμό περίπου 755-790 MPa με απόδοση κοντά στα 350 MPa και επιμήκυνση περίπου 50-60% σε μικρά μεγέθη. Το κράμα είναι πλήρως δομικό για σωληνώσεις πίεσης και δοχεία, και συχνά καθορίζεται για σωλήνες υδροχλωρικού οξέος με επένδυση ή χωρίς επένδυση, όπου η πίεση σχεδιασμού και όχι το όριο διάβρωσης ρυθμίζει τον τοίχο.

 

Φυσικές ιδιότητες

Η πυκνότητα του Hastelloy B3 είναι 9,22 g/cm³ (0,333 lb/in³), αισθητά υψηλότερη από τα κράματα που φέρουν χρώμιο-λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε μολυβδαίνιο. Το θεωρητικό βάρος του σωλήνα Β3 υπολογίζεται με τον τυπικό τύπο κράματος νικελίου{{6}: το βάρος σε κιλά ανά μέτρο ισούται με 0,02466 φορές (εξωτερική διάμετρος μείον πάχος τοιχώματος) επί του πάχους τοιχώματος, με διαστάσεις σε χιλιοστά.

 

Επομένως, ένας σωλήνας B3 60,3 mm (NPS 2) με τοίχωμα SCH 40S 5,54 mm υπολογίζεται σε περίπου 7,48 kg/m και αυτός ο θεωρητικός αριθμός είναι η βάση των υπολογισμών τιμών και φορτίου, εκτός εάν η παραγγελία καθορίζει την πραγματική ζυγισμένη μάζα.

 

Ιδιοκτησία	Αξία
Πυκνότητα	9,22 g/cm³
Εύρος τήξης	1330 - 1390 βαθμός (περίπου)
Μέτρο ελαστικότητας (θερμοκρασία δωματίου)	216 GPa (περίπου)
Ηλεκτρική αντίσταση (θερμοκρασία δωματίου)	1,37 μΩ·m (περίπου)
Θερμική αγωγιμότητα, 100 μοίρες	11,3 W/m·K (περίπου)

 

Πρότυπα παραγωγής και μορφές προϊόντων

Τα προϊόντα σωληνώσεων Hastelloy B3 κατασκευάζονται και παρέχονται σύμφωνα με τις ακόλουθες προδιαγραφές:

 

• ASTM B622 / ASME SB-622 - χωρίς ραφή νικέλιο και νικέλιο-σωλήνας και σωλήνας από κράμα κοβαλτίου
• Συγκολλημένος σωλήνας ASTM B619 / ASME SB-619 -
• Συγκολλημένος σωλήνας ASTM B626 / ASME SB-626 -
• Το ASTM B366 - επεξεργάστηκε εξαρτήματα και φλάντζες για το κράμα

 

Ο σωλήνας χωρίς συγκόλληση κάτω από το B622 παράγεται με διάτρηση και επεξεργασία μιας δέσμης θερμότητας Β3, ακολουθούμενη από ανόπτηση διαλύματος και ταχεία ψύξη. Η ανόπτηση διαλύει τυχόν δευτερεύουσες φάσεις που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της εργασίας και αποκαθιστά την πλήρως ωστενιτική μονοφασική δομή από την οποία εξαρτάται η αντοχή στη διάβρωση. Επειδή το κράμα είναι θερμικά σταθερό, η απόσβεση δεν χρειάζεται να είναι τόσο βίαιη όσο για το B2, και η επηρεαζόμενη από τη θερμότητα ζώνη μιας συγκολλημένης άρθρωσης διατηρεί την αντίσταση στη διάβρωση χωρίς θερμική επεξεργασία μετά{{7}συγκόλλησης.

 

Ο συγκολλημένος σωλήνας Β3 κάτω από το B619 σχηματίζεται από ανοπτημένη λωρίδα και συγκολλάται με ταιριαστό μέταλλο πλήρωσης ERNiMo-10. Το συγκολλημένο προϊόν έχει ανοπτηθεί ολόκληρο-με το σώμα μετά τη συγκόλληση και για τις περισσότερες υπηρεσίες υδροχλωρικού οξέος προσδιορίζεται εναλλακτικά με χωρίς ραφή. Το Seamless παραμένει η προεπιλογή όταν το απαιτεί ο κωδικός σωληνώσεων, η προδιαγραφή πελάτη ή μια απαίτηση ξένης υπηρεσίας.

 

Διαθέσιμα μεγέθη και χρονοδιαγράμματα

Ο σωλήνας χωρίς ραφή B3 διατίθεται στον ακόλουθο φάκελο, με ενδιάμεσα μεγέθη και προσαρμοσμένα τοιχώματα διαθέσιμα κατόπιν αιτήματος έργου:

 

Παράμετρος	Σειρά
Εξωτερική διάμετρος	6,0 mm (1/8") έως 219,1 mm (8"), μεγαλύτερα μεγέθη βάσει έργου
Πάχος τοιχώματος	0,5 mm έως 18,26 mm (SCH 5S έως SCH XXS)
Μήκος	Σταθερά 6 m / 12 m, ή τυχαία μήκη ανά παραγγελία
Τελικό φινίρισμα	Απλό άκρο, λοξότμητο άκρο ή με σπείρωμα όπως απαιτείται
Δοκιμή	Υδροστατική δοκιμή ανά ASTM B622

 

Η τυπική περιοχή αποθήκευσης για τον σωλήνα διεργασίας είναι NPS 1/8 έως NPS 8 σε SCH 10S, SCH 40S και SCH 80S. Οι απαιτήσεις βαριών-τοίχων και μεγάλης-διαμέτρου κατασκευάζονται βάσει έρευνας έργου και ο χρόνος παράδοσης αναφέρεται ανά παραγγελία. Όταν το σχέδιο εμφανίζει ένα χρονοδιάγραμμα αντί για ένα ρητό πάχος τοιχώματος, παρέχεται το τοίχωμα ASME B36.10 εκτός εάν ορίζεται ελάχιστος{11}}υπολογισμός τοιχώματος.

 

Απόδοση διάβρωσης: η αναγωγική-βαθμίδα οξέος

Ο σωλήνας Hastelloy B3 αντέχει στα αναγωγικά οξέα καλύτερα από οποιοδήποτε από τα κράματα νικελίου-που φέρουν χρώμιο, επειδή η αντίσταση στα αναγωγικά μέσα φέρεται από το μολυβδαίνιο και όχι από το χρώμιο. Το κράμα είναι το τυπικό υλικό σωληνώσεων για το υδροχλωρικό οξύ στο ωφέλιμο εύρος του και έχει καλή απόδοση σε αραιό-έως-μέσα-θειικό οξύ, σε φωσφορικό οξύ και σε υπηρεσίες οργανικού οξέος όπως οξικό και μυρμηκικό οξύ.

 

Δεν προορίζεται για έντονα οξειδωτικά περιβάλλοντα: το νιτρικό οξύ, το χλωριούχο σίδηρο και άλλα οξειδωτικά είδη καταστρέφουν γρήγορα τη μήτρα Ni-Mo, επομένως το κράμα δεν πρέπει ποτέ να προσδιορίζεται όπου είναι δυνατές οξειδωτικές εκδρομές.

 

Περιβάλλο	Συμπεριφορά Β3	Σχόλιο
Υδροχλωρικό οξύ, όλες οι συγκεντρώσεις	Εξοχος	Η καθοριστική υπηρεσία για την οικογένεια Β-
Θειικό οξύ, αραιωμένο	Πολύ καλό	Χρήσιμο όταν το ανοξείδωτο και τα κράματα C{0}} είναι οριακά
Φωσφορικό οξύ	Πολύ καλό	Κοινό στις σωληνώσεις της διαδικασίας λιπασμάτων
Οξεικό / μυρμηκικό οξύ	Καλός	Γραμμές διεργασίας οργανικού οξέος
Νιτρικό οξύ και οξειδωτικά μέσα	Δεν συνιστάται	Ταχεία επίθεση; χρησιμοποιήστε ένα κράμα ρουλεμάν Cr-αντ' αυτού

 

Η βασική διαφορά από το C276 και το C22 είναι η κατεύθυνση: αυτά τα κράματα εξισορροπούν την οξειδωτική και μειωτική αντίσταση και εγκαταλείπουν κάποια απόδοση σε καθαρό αναγωγικό οξύ. Το B3 είναι εξειδικευμένο για τη μείωση των μέσων και εγκαταλείπει εντελώς την οξειδωτική αντίσταση. Μια διεργασία που είναι κατά κύριο λόγο υδροχλωρικό οξύ, χωρίς οξειδωτικές εκδρομές, είναι η περιοχή Β3, και χρησιμοποιώντας το C276 χάνονται χρήματα για το χρώμιο που δεν αγοράζει τίποτα. Μια διεργασία που εναλλάσσεται μεταξύ όξινων και οξειδωτικών συνθηκών χλωριδίου είναι η περιοχή κράματος C-και το Β3 θα αποτύχει.

 

Τυπικές εφαρμογές

Ο σωλήνας B3 καθορίζεται σε εγκαταστάσεις όπου γίνεται συνεχής χειρισμός υδροχλωρικού οξέος ή άλλων αναγωγικών χλωριδίων:

 

• Γραμμές παραγωγής, αποθήκευσης και μεταφοράς υδροχλωρικού οξέος, συμπεριλαμβανομένων αζεοτροπικού και άνυδρου HCl
• Σωληνώσεις διεργασίας χλωριωμένων υδρογονανθράκων και οργανικού χλωρίου σε χημικά εργοστάσια
• Μονάδες αλκυλίωσης και συστήματα αναγέννησης καταλυτών σε διυλιστήρια
• Χημικά συστήματα λεύκανσης πολτού όπου τα στάδια διοξειδίου του χλωρίου χρησιμοποιούν συνθήκες μείωσης
• Φαρμακευτικός και αγροχημικός αντιδραστήρας και γραμμές μεταφοράς που χειρίζονται αναγωγικά οξέα
• Γραμμές αποξίδωσης μετάλλων με χρήση υδροχλωρικού οξέος

 

Σε καθεμία από αυτές τις υπηρεσίες, η προδιαγραφή B3 και όχι B2 είναι πλέον τυπική πρακτική για συγκολλημένες κατασκευές, επειδή η βελτίωση της θερμικής σταθερότητας εξαλείφει τον τρόπο αστοχίας πεδίου που παρουσίασε το B2 στις ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα συγκόλλησης-. Οι υπάρχουσες εγκαταστάσεις Β2 επαναπροσδιορίζονται σταδιακά σε Β3 για νέες σωληνώσεις και το Β3 είναι το κράμα που αναφέρεται στα περισσότερα τρέχοντα πρότυπα μηχανικής για τη μείωση-υπηρεσίας οξέων.

 

Συγκόλληση και κατασκευή

Ο σωλήνας B3 είναι συγκολλημένος με ταιριαστό μέταλλο πλήρωσης ERNiMo-10 (ταξινόμηση AWS A5.14) για GTAW και GMAW και ENiMo-10 (AWS A5.11) για SMAW. Το πληρωτικό B2 ERNiMo-7 δεν πρέπει να αντικατασταθεί, επειδή δεν διαθέτει χρώμιο και σίδηρο που δίνουν στο Β3 τη θερμική του σταθερότητα και η προκύπτουσα απόθεση συγκόλλησης θα επανέλθει σε συμπεριφορά παρόμοια με το Β2.

 

Δεν απαιτείται προθέρμανση και συνήθως δεν απαιτείται θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση. Το κράμα είναι ευαίσθητο στην παραλαβή οξυγόνου και αζώτου σε τετηγμένη κατάσταση, επομένως η θωράκιση αδρανούς αερίου τόσο στην όψη όσο και στη ρίζα της συγκόλλησης είναι απαραίτητη και η θερμοκρασία ενδιάμεσης διέλευσης θα πρέπει να διατηρείται κάτω από 100 βαθμούς σε παχιά τμήματα για να αποφευχθεί η θερμή ρωγμή.

 

Τα εξαρτήματα και οι φλάντζες για συστήματα B3 παρέχονται στο ASTM B366 αντίστοιχης χημείας. Ο σχεδιαστής σωληνώσεων θα πρέπει να δηλώσει την κατηγορία πλήρωσης στο WPS και η πιστοποίηση του συγκολλητή θα πρέπει να ακολουθεί μια διαδικασία κράματος νικελίου{3} και όχι μια διαδικασία από ανοξείδωτο χάλυβα. Επειδή το κράμα είναι βαρύτερο και πιο αργό στη δεξαμενή συγκόλλησης από ό,τι ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας, οι ανοχές-προς τα πάνω και οι παράμετροι συγκόλλησης ελέγχονται πιο αυστηρά και το κατάστημα θα πρέπει να είναι ένα κατάστημα που δουλεύει τακτικά κράματα νικελίου.

 

Ποιοτικός έλεγχος και πιστοποίηση

Κάθε μήκος σωλήνα B3 που παρέχεται έναντι του ASTM B622 συνοδεύεται από το πιστοποιητικό δοκιμής μύλου που αναφέρει τη χημεία θερμότητας, τα αποτελέσματα μηχανικών δοκιμών και τη μη{2}}μη καταστροφική εξέταση που πραγματοποιήθηκε. Η τυπική συσκευασία περιλαμβάνει την υδροστατική δοκιμή που απαιτείται από την προδιαγραφή και, όπου το απαιτεί η παραγγελία, δινο-δινορεύματος ή υπερηχητική εξέταση πλήρους μήκους.

 

Η θετική αναγνώριση υλικού (PMI) συνιστάται κατά την παραλαβή, επειδή τα κράματα B3, B2 και C-δεν διακρίνονται οπτικά και η διαφορά σύνθεσης δεν είναι ανιχνεύσιμη με το μάτι. Τα πιστοποιητικά εκδίδονται ανά EN 10204 3.1 ή 3.2 όπως καθορίζεται, και η επιθεώρηση από τρίτους-από SGS, BV ή TUV γίνεται κατόπιν αιτήματος.

 

Ο σωλήνας Hastelloy B3 είναι ένα εξειδικευμένο προϊόν του οποίου οι προδιαγραφές καθορίζονται από το περίβλημα διάβρωσης της υπηρεσίας και η απόφαση αγοράς πρέπει να λαμβάνεται με βάση την ανάλυση των μέσων και το προφίλ θερμοκρασίας, όχι μόνο με βάση την τιμή. Όταν η λίστα γραμμών καθορίζει το UNS N10675, ο σωλήνας θα πρέπει να παραγγελθεί σύμφωνα με το ASTM B622 με την κατάσταση ανόπτησης που αναφέρεται, το χρονοδιάγραμμα ή το πάχος του τοιχώματος να δίνεται ρητά και τη μορφή πιστοποιητικού επιβεβαιωμένη με το σχέδιο QA του έργου.

 

 

 

Δημοφιλείς Ετικέτες: Σωλήνας Hastelloy B3, UNS N10675, ASTM B622, N10675 σωλήνας χωρίς ραφή, σωλήνας Hastelloy B-3, σωλήνας από κράμα νικελίου μολυβδαινίου, 2.4600, σωλήνας κράματος υδροχλωρικού οξέος