1. در حالی که غالباً به صورت محاوره ای "فوق العاده ضد زنگ" خوانده می شود ، چه اساساً این inconel 625 و 725 را از فولادهای ضد زنگ متمایز می کند ، و چرا آنها به عنوان نیکل {3} superalloys مبتنی بر طبقه بندی می شوند؟
اصطلاح "فوق العاده ضد زنگ" نادرست است که به طور غیررسمی برای نشان دادن عملکرد برتر آنها استفاده می شود. با این حال ، Inconel 625 (UNS N06625) و 725 (UNS N07725) اساساً نیکل {4} مبتنی بر SuperAlloys مبتنی بر ، طبقه بندی با پیامدهای عمیق برای خصوصیات و برنامه های آنها هستند.
Base Chemistry: True stainless steels are iron-based (Fe > 50%), with chromium (>10.5 ٪) به عنوان عنصر اصلی آلیاژ برای مقاومت در برابر خوردگی. در مقابل ، هر دو 625 و 725 نیکل {4} مبتنی بر (Ni> 58 ٪ برای 625 ، Ni> 55 ٪ برای 725) هستند. این محتوای نیکل بالا یک ماتریس آستنیتی پایدار را فراهم می کند و ریشه مقاومت استثنایی آنها در برابر کلرید- ناشی از ترک خوردگی استرس ناشی از (SCC) ، یک حالت خرابی اصلی برای فولادهای ضد زنگ در کلرید است.
مکانیسم تقویت: فولادهای ضد زنگ استاندارد (به عنوان مثال ، 304 ، 316) با کار سرد تقویت می شوند. INCONEL 625 از طریق جامد - اثر سخت شدن مولیبدن و نیوبیوم در نیکل-} ماتریس کروم تقویت می شود. INCONEL 725 بارش-} از طریق عملیات حرارتی سخت می شود که گاما نخست [ni₃ (al ، ti)] و گاما دو برابر Prime [Ni₃ (NB)] را تشکیل می دهد و قدرت آن را تقریباً دو برابر 625 می کند.
پاکت عملکرد: در حالی که فولادهای ضد زنگ محدود به درجه حرارت متوسط و خدمات خورنده هستند ، آلیاژهای نیکل در یک قلمرو بسیار شدیدتر عمل می کنند. آنها ارائه می دهند:
مقاومت در برابر خوردگی شدید: مقاومت برتر در برابر گودال ، خوردگی Crevice و محیط های اسیدی ، که با یک عدد معادل مقاومت بسیار زیاد چاله اندازه گیری می شود (Pren> 40 برای 725).
قدرت دما بالا-}: استحکام قابل توجهی را حفظ کرده و در برابر اکسیداسیون در دمایی که در آن فولادهای ضد زنگ نرم می شوند ، مقاومت می کنند.
قابلیت اطمینان خدمات ترش: دارای مقاومت ذاتی و ذاتی در برابر ترک خوردگی استرس سولفید (SSC) طبق NACE MR0175/ISO 15156 است و آنها را برای تولید نفت و گاز ترش اجباری می کند.
نامیدن آنها "ضد زنگ" توانایی های آنها را تحت تأثیر قرار می دهد. آنها مواد تکاملی هستند که برای برنامه هایی طراحی شده اند که فولادهای ضد زنگ کاملاً ناکافی هستند.
2. در زمینه خواستار تولید نفت و گاز زیرزمینی ، چرا یک مهندس لوله گران قیمت 725 را بیش از حد معمول تر 625 مشخص می کند؟
انتخاب بین 625 تا 725 یک تصمیم محاسبه شده بر اساس تعادل خاص بار مکانیکی و شدت خورنده است که به طور مستقیم بر طراحی و ایمنی سیستم تأثیر می گذارد.
مورد برای INCONEL 625 (راه حل جامد- تقویت شده):
نقاط قوت: مقاومت عالی در برابر خوردگی عمومی ، ساختگی برجسته و جوشکاری و قدرت خوب تا حدود 1200 درجه F (650 درجه).
استفاده معمولی: ایده آل برای خطوط جریان ، آسترها و سیستم های لوله کشی که در آن تهدید اصلی خوردگی ناشی از گاز ترش (H₂S) ، CO₂ و کلریدها است ، اما فشارهای داخلی به اندازه کافی شدید نیستند که به مقاومت بسیار بالا 725 نیاز داشته باشند. این اغلب به طور پیش فرض ، هزینه {1} CRA مؤثر (آلیاژ مقاومت در برابر خوردگی) برای بسیاری از موارد اصلاح است.
مورد برای INCONEL 725 (بارش-} سخت):
نقاط قوت: مزیت مهم آن Ultra - قدرت بالا است. پس از پیری ، به قدرت عملکرد (120 ksi / 825 مگاپاسکال) تقریباً دو برابر 625 آنیل شده دست می یابد. این قدرت را در دماهای بالا حفظ می کند و مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوبی را ارائه می دهد.
استفاده معمولی: برای بیشترین برنامه های زیرزمینی که در آن خوردگی شدید و فشار عظیم وجود دارد ، مشخص شده است:
HIGH-} فشار/بالا-} دما (HP/HT) قطعات چاه و درخت کریسمس: بدنهای دریچه ، چوب لباسی و اتصالات مهم که باید حاوی فشارهای خوبی باشند که می توانند از 15000 psi فراتر رود.
اجزای بلند کننده آب عمیق: جایی که ترکیبی از فشار هیدرواستاتیک خارجی و فشار چاه داخلی باعث ایجاد تنش های حلقه ای عظیم بر روی لوله می شود.
رگهای فشار دیواری ضخیم-: استفاده از 725 امکان ضخامت دیواره نازک تر برای همان امتیاز فشار در مقایسه با 625 را فراهم می کند ، و صرفه جویی در وزن بالقوه-} یک عامل مهم در طراحی سکوی خارج از کشور است.
تصمیم به این امر اشاره دارد: اگر طرح خوردگی باشد - تحت سلطه ، 625 اغلب کافی است. اگر فشار - تحت سلطه باشد یا به بالاترین عامل ایمنی ممکن در یک محیط خورنده نیاز داشته باشد ، 725 لازم است.
3. ملاحظات و چالش های مهم هنگام جوشکاری و ساخت سیستم های لوله کشی از این دو آلیاژ چیست؟
در حالی که هر دو آلیاژ قابل جوش است ، آنها چالش های متمایز دارند که برای حفظ خوردگی و خصوصیات مکانیکی خود نیاز به کنترل رویه ای دقیق دارند.
جوش 625 جوش:
فرآیند: جوش قوس تنگستن گاز (GTAW/TIG) برای پاس های ریشه ترجیح داده می شود. GMAW/MIG و SMAW را می توان برای پر کردن استفاده کرد.
پرکن فلزی: Ernicrmo-3 (یک پرکننده تطبیق) استاندارد است. این به راحتی در دسترس است و جوشکاری با مقاومت در برابر خوردگی شبیه به فلز پایه تولید می کند.
چالش ها: نگرانی های اصلی جلوگیری از ترک خوردگی فلز جوش (با کنترل عناصر ناخالصی مانند S و P) و پاکیزگی برای جلوگیری از آلودگی که منجر به آغوش می شود.
جوش 725 جوش:
فرآیند: GTAW/TIG برای دقت آن به شدت توصیه می شود.
فلزی پرکننده: این یک انتخاب مهم است. برای حداکثر مقاومت در برابر خوردگی ، اغلب از Ernicrmo- 3 (پرکننده 625) استفاده می شود. برای حداکثر مقاومت در جوش ، باید از فلز پرکننده تطبیق 725 استفاده شود و به دنبال آن یک عملیات حرارتی کامل پس از جوش (PWHT) انجام شود.
چالش ها: نیاز به PWHT مهمترین چالش است. کل مؤلفه جوش داده شده باید برای حل فازهای مضر تشکیل شده در طول جوشکاری و ایجاد قدرت در جوش و گرما- منطقه آسیب دیده (HAZ) ، یک چرخه آنیل و پیری را انجام دهد. این یک فرآیند پیچیده ، گران قیمت و غالباً خرید- است که امکانات ساخت میدان را به شدت محدود می کند.
برای هر دو آلیاژ ، پاکیزگی بی عیب و نقص ، ورودی حرارتی کنترل شده و استفاده از گازهای محافظ خلوص بالا-} غیر- برای جلوگیری از معرفی نقص قابل مذاکره است.
4. فراتر از نفت و گاز زیر آب ، چه برنامه های صنعتی شدید دیگری نیاز به استفاده از لوله 625 یا 725 دارد؟
خصوصیات استثنایی این آلیاژها باعث می شود که آنها در صنایع مختلفی که در محدوده عملکرد مواد فعالیت می کنند ، بسیار مهم باشد.
پردازش شیمیایی: در لوله ها و راکتورهایی که اسیدهای بسیار خورنده (به عنوان مثال ، گوگرد ، هیدروکلریک) ، کلریدها و سایر مواد شیمیایی تهاجمی در درجه حرارت و فشارهای بالا استفاده می شوند ، که در آن فولادهای ضد زنگ دچار گودال سریع و خرابی می شوند.
تولید برق:
سیستم های سولفوریزاسیون گاز دودکش (FGD): دست زدن به بخار اسید سولفوریک مرطوب و کلریدها در واحدهای اسکراب.
سیستم های هسته ای پیشرفته: کاندیدای بالقوه لوله ها در سیستم هایی که دارای خنک کننده های خورنده هستند.
دریایی و دریایی: لوله های سیستم خنک کننده آب دریا ، به ویژه در مواردی که جریان زیاد می تواند باعث فرسایش- خوردگی مواد کمتر مقاوم شود.
پالایش نفت و گاز: لوله کشی پایین دست در هیدروکروکرها و واحدهای دیگر که در آن -} دمای سولفیدیک دما نگرانی است.
هوافضا: در حالی که به طور معمول به شکل لوله نیست ، از آلیاژها در اجزای موتور و هوا استفاده می شود که نیاز به مقاومت بالایی دارند- to {1} نسبت وزن و مقاومت در برابر خوردگی.
5. چگونه استانداردهای صنعت و پروتکل های تضمین کیفیت برای این لوله های "فوق العاده ضد زنگ" با لوله های استاندارد فولاد ضد زنگ متفاوت است؟
استانداردها و QA برای این مقدار - بالا ، ایمنی-} اجزای بحرانی از نظر ظاهری دقیق تر هستند.
استانداردهای مواد: آنها طبق استانداردهای خاص ASTM/ASME اداره می شوند:
لوله INCONEL 625: ASTM B444 / ASME SB-444 (برای لوله بدون درز) و ASTM B705 / ASME SB-705 (برای لوله جوش داده شده).
لوله INCONEL 725: ASTM B424 / ASME SB-424 (برای صفحه / ورق مورد استفاده برای تهیه لوله ، اغلب از طریق نورد و جوشکاری).
انطباق NACE MR0175/ISO 15156: این یک صلاحیت اجباری برای استفاده در سرویس نفت و گاز ترش (H₂s-} است. شیمی و عملیات حرارتی آلیاژ باید تأیید شود تا در محدوده دقیق این استاندارد قرار بگیرد.
آزمایش مخرب غیر -} (NDT): الزامات بسیار دقیق تر. 100} ٪ آزمایش اولتراسونیک (UT) بدنه لوله برای تشخیص هرگونه نواقص داخلی یا خارجی است. آزمایش نفوذ رنگ (PT) از کلیه جوش ها و آزمایش رادیوگرافی (RT) نیز مورد نیاز استاندارد است.
صدور گواهینامه و قابلیت ردیابی: هر طول لوله دارای گواهینامه سازگاری و غالباً گزارش تست آسیاب (MTR) است که تجزیه و تحلیل شیمیایی کامل و نتایج آزمایشات مکانیکی (کششی ، سختی ، ضربه) را بر روی نمونه های آن از گرمای مواد انجام می دهد. قابلیت ردیابی کامل از ذوب خام به محصول نهایی مورد نیاز است.
کل فرآیند تولید و صدور گواهینامه به گونه ای طراحی شده است که اعتماد به نفس مطلق در یکپارچگی یک مؤلفه را فراهم کند که در آن خرابی می تواند عواقب زیست محیطی ، ایمنی و اقتصادی فاجعه بار داشته باشد.
