1. در محیط های پردازش شیمیایی بسیار خورنده، چرا فلنج های Hastelloy C (به ویژه C-276) اغلب بر روی فلنج های ساخته شده از فولادهای ضد زنگ استاندارد مانند 316L مشخص می شوند و محدودیت های اصلی آنها چیست؟
فلنجهای Hastelloy C{2}}276 برای سختترین شرایط خدماتی که در آن فولادهای ضد زنگ استاندارد زودتر از موعد خراب میشوند، مشخص شدهاند. مزیت اصلی آنها در مقاومت به خوردگی با طیف وسیع و استثنایی آنها نهفته است که توسط ترکیب منحصربهفرد نیکل{4}}کروم{5} مولیبدن- تنگستن (تقریباً Ni-57%, Cr-15.5%, Mo-16%, W-3.7%, Fe-5.5%) فعال میشود.
مقاومت های کلیدی: آنها دفاع فوق العاده ای در برابر:
حمله موضعی: مقاومت عالی در برابر خوردگی حفرهای و شکافی در محلولهای حاوی کلرید{0} (مانند آب دریا، گیاهان سفیدکننده).
محیط های اکسید کننده و کاهنده: مقاومت موثر در برابر اسیدهای اکسید کننده (مانند کلریدهای آهن و مس، کلر مرطوب) و اسیدهای احیا کننده (سولفوریک، هیدروکلریک)، به ویژه در جاهایی که کلریدها وجود دارند.
ترک خوردگی تنشی (SCC): بسیار مقاوم در برابر SCC ناشی از کلرید-، یک حالت شکست متداول برای فولاد ضد زنگ 316 لیتری تحت تنش کششی در محیطهای کلرید گرم.
این امر فلنج های C-276 را برای اتصال لوله ها و مخازن در سیستم های دارویی، شیمیایی، پتروشیمی (گاز ترش)، خمیر/کاغذ و گوگرد زدایی گاز دودکش (FGD) ضروری می کند. محدودیت های اصلی آنها هزینه (به طور قابل توجهی بالاتر از فولاد ضد زنگ) و محدودیت های دما در اتمسفرهای اکسید کننده است. در حالی که در کاهش محیطها تا ~1900 درجه فارنهایت (1040 درجه) عالی استبسیار اکسید کنندهشرایط بالاتر از 1100 درجه فارنهایت (595 درجه)، آلیاژهای با کروم بالاتر (به عنوان مثال، Hastelloy C-22) ممکن است به دلیل چسبندگی بهتر در مقیاس اکسید مناسب تر باشند.
2. مراحل مهم ساخت و کنترل کیفیت برای اطمینان از یکپارچگی و عملکرد فلنج های Hastelloy C-276 فورج شده چیست؟
یکپارچگی ساخت به دلیل نقش فلنج به عنوان یک جزء حاوی فشار بحرانی{0}}مهم است. مراحل کلیدی عبارتند از:
فرآیند آهنگری: فلنجها معمولاً-از میلههای گرد گرم شده یا قالبهای پیش{1} ساخته میشوند. آهنگری ساختار دانه را اصلاح می کند، خواص مکانیکی (استحکام، چقرمگی) را بهبود می بخشد و جریان دانه را که به شکل فلنج (در اطراف توپی و از طریق سوراخ های پیچ) منطبق می شود، تضمین می کند و مقاومت در برابر خستگی را افزایش می دهد.
آنیل محلول: پس از آهنگری و تمام ماشینکاری ها، فلنج ها باید تحت بازپخت کامل محلول قرار گیرند. این شامل حرارت دادن به 2050-2250 درجه فارنهایت (1120-1230 درجه) و سپس خاموش کردن سریع (اسپری آب یا موارد مشابه) است. این مرحله حیاتی هر فاز ثانویه (مانند فاز مو یا کاربیدهای مضر) را که ممکن است در طول پردازش در دمای بالا تشکیل شده باشند، حل می کند و حداکثر مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری را بازیابی می کند.
گواهینامه مواد و قابلیت ردیابی: هر لات فلنج باید قابلیت ردیابی کامل با گواهی تست آسیاب (MTC) به ازای ASTM B574 داشته باشد. این گواهی می دهد که ترکیب شیمیایی مطابق با مشخصات UNS N10276 و خواص مکانیکی (تسلیم / استحکام کششی، ازدیاد طول) به دست آمده است.
آزمایش غیر مخرب (NDT): NDT رایج شامل:
آزمایش نافذ رنگ (PT): برای تشخیص عیوب شکستن{0}سطح بر روی تمام سطوح ماشینکاری شده اعمال می شود.
تست اولتراسونیک (UT): اغلب بر روی قطعه آهنگری برای شناسایی ناپیوستگی های داخلی قبل از ماشینکاری نهایی انجام می شود.
3. هنگام نصب فلنج های Hastelloy C-276 در یک سیستم لوله کشی، چه ملاحظات خاصی باید در مورد انتخاب واشر، پیچ و مهره و مونتاژ برای جلوگیری از خرابی مورد توجه قرار گیرد؟
نصب مناسب برای افزایش مقاومت ذاتی آلیاژ بسیار مهم است. مونتاژ نادرست می تواند نقاط شکست موضعی ایجاد کند.
انتخاب واشر: واشر باید هم با محیط فرآیند و هم با صفحه فلنج سازگار باشد. انتخاب های رایج عبارتند از:
بر اساس PTFE-: گرافیت انعطاف پذیر با موانع PTFE یا میکا برای جلوگیری از خوردگی تنش کلرید در قسمت پشت فلنج.
ورق های غیر{0}آزبست فشرده (NAB) با چسب های مناسب.
واشرهای مارپیچی{0}} با سیم پیچی Hastelloy C-276 و پرکننده گرافیت انعطاف پذیر. حلقه داخلی نیز باید C-276 باشد تا از خوردگی شکاف جلوگیری شود.
پیچ و مهره: پیچها، ناودانیها و مهرهها در حالت ایدهآل باید از آلیاژی با کارایی بالا-سازگار باشند. استفاده از پیچ و مهره های درجه پایین تر، یک جفت گالوانیکی ایجاد می کند. با این حال، در صورت انجام، عایق بندی دقیق (مثلاً آستین/واشر PTFE) مورد نیاز است. سفت کردن باید از یک توالی گشتاور الگوی متقابل پیروی کند (مثلاً ASME PCC-1) تا از تراکم یکنواخت واشر اطمینان حاصل شود و از تاب برداشتن فلنج جلوگیری شود.
ملاحظات انتقادی:
خوردگی شکاف: رابط واشر/فلنج یک سایت اصلی برای حمله شکاف است. یک واشر با اندازه مناسب (غیر آویزان در سوراخ) و بار پیچ کافی برای آب بندی شکاف حیاتی است.
خوردگی گالوانیکی: از تماس مستقیم با تکیه گاه ها یا سازه های فولاد کربنی خودداری کنید. در صورت لزوم از کیت های عایق دی الکتریک استفاده کنید.
تمیزی: همه اجزاء باید عاری از آلودگی آهن باشند (مثلاً از ابزار، گرد و غبار آسیاب) که می تواند لایه اکسید غیرفعال را به خطر بیندازد و باعث ایجاد حفره شود.
4. برای سرویس های ترش (حاوی H2S-) و برنامه های کاربردی دریایی، چه مشخصات و آزمایش های اضافی معمولاً بر خرید فلنج های Hastelloy C-276 نظارت می کند؟
این کاربردها به دلیل خطر ترک خوردگی استرس سولفیدی (SSC) تحت اثر ترکیبی تنش کششی، H2S مرطوب و کلریدها، تضمین کیفیت بالاتری را می طلبند.
مشخصات حاکم: فلنج ها باید با NACE MR0175/ISO 15156{3}}3 (مواد برای استفاده در محیط های حاوی H2S در تولید نفت و گاز) مطابقت داشته باشند. این استاندارد الزامات مواد برای مقاومت در برابر SSC را مشخص می کند.
الزامات اضافی:
کنترل سختی: حد اکثر سختی به شدت اعمال می شود (معمولا Rockwell C 22 HRC یا Brinell 237 HB برای C-276). سختی نشانگر مستقیم حساسیت است. فراتر از حد مجاز، خطر SSC را افزایش می دهد. سختی باید روی هر فلنج (اغلب در انتهای جوش یا توپی) بررسی شود.
تمرین ذوب پیشرفته: اغلب لازم است که مواد از طریق ذوب مجدد الکتریکی-سرباره (ESR) یا ذوب مجدد قوس خلاء (VAR) تولید شوند. این فرآیندهای پالایش ثانویه، همگنی برتر، فولاد تمیزتر (گوگرد/فسفر کمتر)، و از نظر ضخامت{2}}خواص بهتری را ارائه می دهند.
مستندات: MTC باید به صراحت مطابقت با NACE MR0175 را اعلام کند و مقادیر سختی واقعی را گزارش کند.
5. جوشکاری لولهها به فلنجهای Hastelloy C-276 چه تفاوتی با جوشکاری فلنجهای فولاد کربنی دارد و چه اقداماتی برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی در محل اتصال جوش ضروری است؟
جوشکاری C{1}}276 برای حفظ ریزساختار مقاوم در برابر خوردگی در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) به روشهای دقیقی نیاز دارد.
تفاوت اساسی: برخلاف فولاد کربنی، هدف دستیابی به استحکام بالا از طریق تبدیل فاز نیست، بلکه به حداقل رساندن تغییرات ریزساختاری است که مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد.
تمرین های ضروری:
فلز پرکننده: برای الکترودهای GTAW (TIG) یا SMAW (چوب) مانند ENiCrMo-4 از فلز پرکننده بیش از- با مقاومت خوردگی مشابه یا بهتر، مانند ERNiCrMo-4 (معادل سیم جوش C-276) استفاده کنید.
طراحی و تمیزی مفصل: سطوح اریب باید به دقت از اکسید، روغن و رطوبت تمیز شوند. هر گونه ذرات آهن جاسازی شده (از برس های سیمی فولادی) باعث ایجاد حفره سریع می شود. از برس های فولادی ضد زنگ مخصوص آلیاژهای نیکل استفاده کنید.
کنترل گرمای ورودی: از تکنیکهای ورودی حرارت کم استفاده کنید: آمپر کم، سرعت حرکت سریع و از بافتن زیاد خودداری کنید. گرمای ورودی زیاد یا خنکسازی آهسته باعث رسوب فازهای بینفلزی مضر (فاز mu{1}}) در HAZ میشود و منطقهای مستعد حمله خورنده ایجاد میکند.
دمای بین گذر: به شدت تا حداکثر، معمولاً 250 درجه فارنهایت (120 درجه) کنترل کنید. این امر از صرف زمان بیش از حد ناحیه جوش در محدوده دمای مضر جلوگیری می کند.
پست-درمان جوش: از کاهش تنش حرارتی پس از جوش-خودداری کنید. فلنج و جوش به گونهای طراحی شدهاند که در شرایط جوشکاری- کار کنند. تنها فعالیت پس از جوشکاری باید تمیز کردن کامل و عملیات غیرفعال سازی (مثلاً با اسید نیتریک) برای بازیابی لایه اکسید محافظ باشد.
