حالت های رایج شکست مخصوص لوله هاستلوی جوشی چیست و چگونه در هنگام ساخت و نصب کاهش می یابد؟

1. مزایای اولیه استفاده از لوله هاستلوی جوشی نسبت به لوله های بدون درز در کاربردهای صنعتی چیست؟

لوله های هاستلوی جوش داده شده چندین مزیت متمایز نسبت به همتایان بدون درز دارند، به ویژه برای پروژه های صنعتی در مقیاس بزرگ-. مهمترین مزیت، مقرون به صرفه بودن برای قطرهای بزرگ و دیوارهای نازک است. فرآیند تولید لوله‌های جوشی-شامل صفحه یا نوار نورد به شکل استوانه‌ای و سپس جوشکاری درز-در مقایسه با اکسترود کردن یا سوراخ کردن یک شمش جامد برای ایجاد لوله‌های بدون درز یا تقریباً برای نتایج PS1 در اندازه‌های بالاتر، نسبت به اکسترود کردن یا سوراخ‌کردن یک شمش یکپارچه، به‌ویژه برای لوله‌های بدون درز در اندازه‌های 4 بالاتر،-بهتر از مواد-کارآمدتر و کار کمتری-است. ثانیاً، لوله‌های جوش داده شده یکنواختی ابعادی و ضخامت دیواره را ارائه می‌دهند. برای لوله های جوش داده شده بهتر است، زیرا آنها از صفحه یا سیم پیچ به راحتی در دسترس ساخته می شوند، در حالی که لوله های بدون درز به دلیل عدم وجود درز جوش به طور سنتی برای کاربردهای فشار بالا ترجیح داده می شوند، جوشکاری مدرن و فن آوری های غیرمخرب{18} (NDT) باعث شده است که لوله های هاستلوی جوش داده شده در محدوده طراحی گسترده ای قابل اعتماد نباشد.

2. برای اطمینان از مقاومت در برابر خوردگی لوله های جوش داده شده Hastelloy، چه فرآیندهای مهم جوشکاری و{1}} پس از جوشکاری مورد نیاز است؟

درز جوش بحرانی ترین منطقه در لوله های جوشی هاستلوی است، زیرا عملیات حرارتی نامناسب می تواند ساختار متالورژیکی متعادل آلیاژ را از بین ببرد. فرآیندهای کلیدی عبارتند از:

تکنیک جوشکاری: جوشکاری خودکار با گاز تنگستن مداری (GTAW/TIG) استاندارد صنعتی برای درزهای لوله Hastelloy با یکپارچگی بالا-است. این فرآیند کنترل دقیقی بر ورودی گرما و محافظت از گاز محافظت می کند و از اکسیداسیون و آلودگی جلوگیری می کند. از جوشکاری قوس پلاسما (PAW) نیز برای نفوذ عمیق و سرعت بالا استفاده می شود. فلز پرکننده باید با ترکیب فلز پایه مطابقت داشته باشد یا بیش از{4}}آلیاژ داشته باشد (به عنوان مثال، ERNiCrMo-4 برای لوله C276).

ورودی گرما و کنترل بین گذر: برای به حداقل رساندن زمانی که Heat{0}}منطقه تحت تأثیر حرارت (HAZ) در محدوده دمایی «حساسیت» (تقریباً 550 درجه - 1150 درجه برای آلیاژهای سری C{3}}) سپری می‌کند، به شدت کنترل‌شده و گرمای کم اجباری است. در این محدوده، فازهای ثانویه مضر (مانند μ-فاز و کاربیدها) می‌توانند در مرز دانه‌ها رسوب کنند و کروم و مولیبدن را تخلیه کنند و مسیری برای خوردگی بین دانه‌ای ایجاد کنند. دمای بینگذر زیر 125 درجه (250 درجه فارنهایت) نگه داشته می شود.

پاکسازی برگشتی: در حین جوشکاری، یک گاز محافظ بی اثر (آرگون) باید در قسمت داخلی (سمت ریشه) اتصال جوش حفظ شود. این امر از تشکیل رسوب اکسید ("شکر دادن") و رسوب کاربید کروم بر روی مهره جوش داخلی جلوگیری می کند، که می تواند محل شروع مستقیم خوردگی در سیال فرآیند باشد.

عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT): لوله های جوش داده شده Hastelloy عموماً در شرایط-جوشکاری و محلول آنیل شده- استفاده می شوند. کل لوله تحت یک محلول بازپخت قرار می‌گیرد-که تا دمای بالا (مثلاً ~1121 درجه /2050 درجه فارنهایت برای C276) گرم می‌شود تا هر فاز رسوب‌شده را حل کند، و به دنبال آن خاموش کردن سریع (کوئنچ آب یا اسپری آب) برای "قفل کردن" ریزساختار همگن و خوردگی{10} این یک مرحله{12}}غیر قابل مذاکره برای خدمات با عملکرد بالا است.

3. مشخصات و آزمایش لوله هاستلوی جوشی با لوله فولادی کربنی، به ویژه در مورد تضمین کیفیت، چه تفاوتی دارد؟

پروتکل QA/QC برای لوله های جوش داده شده Hastelloy بسیار دقیق تر از لوله های فولادی کربنی استاندارد است که نشان دهنده استفاده از آن در خدمات مهم و خورنده است.

گواهی مواد: هر صفحه یا سیم پیچی که استفاده می شود باید با گزارش تست مواد تایید شده (MTR) همراه باشد که تأیید می کند ترکیب شیمیایی حرارت مطابق با مشخصات ASTM/ASME است (به عنوان مثال، B619 برای لوله، B575 برای صفحه) و اغلب شامل داده های خواص مکانیکی است.

صلاحیت روش جوشکاری (WPQ): روش جوشکاری خاص برای درز لوله باید به شدت مطابق با بخش IX ASME باشد. این شامل ایجاد و آزمایش مخرب نمونه‌های جوش (آزمایش‌های کششی، خمشی، ماکرو-اچ) است تا ثابت شود که این روش جوش‌هایی از نظر مکانیکی قوی تولید می‌کند.

آزمایش غیر مخرب (NDE): 100٪ درز جوش بررسی می شود. این همیشه شامل موارد زیر است:

آزمایش رادیوگرافی (RT): تصویربرداری با اشعه ایکس یا گاما-برای تشخیص عیوب حجمی داخلی مانند تخلخل، سرباره یا عدم همجوشی.

آزمایش نافذ رنگ (PT): برای تشخیص سطح ریز-ترک‌های شکسته یا عدم نفوذ، بر روی مهره‌های خارجی و داخلی جوش اعمال می‌شود. برای لوله های صیقلی داخلی، این امر ضروری است.

تست خوردگی (برای{0}}سفارش‌های بحرانی بالا): کوپن‌های درز جوش و HAZ ممکن است تحت آزمایش‌های استاندارد خوردگی تسریع‌شده، مانند روش A ASTM G28 (برای تشخیص حساسیت) یا ASTM G48 (برای مقاومت در برابر خوردگی حفره‌ای/شکاف)، برای تأیید عملکرد فلز پایه قرار گیرند.

بازرسی نهایی و مستندات: این شامل بررسی ابعادی، بازرسی سطح (به عنوان مثال، پولیش داخلی)، و یک بسته داده جامع است که همه MTRها، WPS/PQRها، گزارش‌های NDE و نمودارهای عملیات حرارتی را جمع‌آوری می‌کند و قابلیت ردیابی کامل را فراهم می‌کند.

4. بخش های اصلی کاربرد لوله های جوشی Hastelloy چیست و ملاحظات طراحی معمولی در این بخش ها چیست؟

لوله های جوش داده شده Hastelloy در بخش هایی که یکپارچگی خوردگی بر مهار فشار به عنوان محرک طراحی اولیه غلبه می کند، ضروری است.

فرآوری شیمیایی و پتروشیمی: بزرگترین کاربرد. برای خطوط فرآیند و پساب که اسیدهای داغ و آلوده (سولفوریک، کلریدریک، فسفریک)، جریان‌های حاوی کلرید-و مواد شیمیایی آلی فعال را مدیریت می‌کنند، استفاده می‌شود. طراحی بر میزان مجاز خوردگی (اغلب به دلیل مقاومت آلیاژ حداقل)، سرعت سیال (برای جلوگیری از فرسایش-خوردگی)، و تنش های انبساط حرارتی تمرکز دارد.

کنترل آلودگی و گوگردزدایی از گازهای دودکش (FGD): در برج های جاذب، کانال کشی و خطوط دوغاب. این محیط ها حاوی SO2 مرطوب، کلریدها و خاکستر بادی در دماهای مختلف هستند. طراحی باید فرسایش ناشی از ذرات، رژیم تراکم و سازگاری گالوانیکی را هنگام اتصال به مواد دیگر (مثلاً بخش‌های پلاستیکی تقویت‌شده با فایبرگلاس{4}) در نظر بگیرد.

مواد شیمیایی دارویی و خوب: برای آب{0}فوق العاده خالص (WFI)، توزیع اسید با خلوص بالا{{1}، و خطوط فرآیندی که آلودگی محصول غیرقابل قبول است. در اینجا، پرداخت سطح داخلی بسیار مهم است. لوله ها اغلب به صورت داخلی تا یک مقدار Ra (متوسط ​​زبری) بسیار پایین (مثلاً < 15 µin) برای جلوگیری از چسبندگی باکتری ها و تسهیل تمیز کردن (CIP/SIP) به صورت الکتریکی پرداخت می شوند.

نفت و گاز دریایی: برای حمل و نقل لوله‌های فرآیند از بالا، سیالاتی با H2S، CO2 و کلرید تولید می‌شود (سرویس ترش). ملاحظات طراحی شامل صلاحیت خدمات ترش (NACE MR0175/ISO 15156)، مقاومت در برابر سوراخ شدن زیر عایق (PUI) و استحکام مکانیکی برای طرح‌های مدولار سمت بالا است.

5. حالت های رایج شکست مخصوص لوله هاستلوی جوشی چیست و چگونه در هنگام ساخت و نصب کاهش می یابد؟

خرابی ها، اگرچه نادر هستند، معمولاً از محل جوش یا به دلیل عوامل خارجی ایجاد می شوند.

پوسیدگی جوش (چاقو- حمله خط): شکلی از خوردگی بین دانه ای در HAZ بلافاصله در مجاورت خط جوش جوش، که در اثر حساس شدن در حین جوشکاری ایجاد می شود. کاهش: پایبندی دقیق به روش‌های جوشکاری کم-حرارت-، خنک‌سازی موثر بین پاسی، و آنیل کامل محلول پس از جوشکاری برای بازیابی ساختار متالورژیکی.

خوردگی شکاف در عیوب جوش: نفوذ ناقص، زیر بریدگی یا سرباره‌ها شکاف‌هایی ایجاد می‌کنند که در آن کلریدها می‌توانند تمرکز کنند و باعث ایجاد خوردگی حفره‌ای/شکافی شوند. کاهش: 100% NDE (RT و PT) برای اطمینان از نقص-پروفایل جوش آزاد، چه در داخل و چه در خارج.

آلودگی-خوردگی القایی: ورود آهن (از ابزارهای فولاد کربنی)، گوگرد (از قلم‌های علامت‌گذاری، گریس)، یا فلزات با نقطه ذوب پایین (روی، مس) می‌تواند باعث حمله موضعی شدید گالوانیکی یا سولفیداسیون شود. کاهش: پروتکل‌های سختگیرانه «فقط آلیاژ ضد زنگ/نیک{4}}» را در کارگاه اجرا کنید. از ابزارهای اختصاصی و تمیز و مواد علامت گذاری تایید شده و بدون کلر-استفاده کنید. لوله ها را از زباله های مغازه و جرقه های سنگ زنی محافظت کنید.

ترک خوردگی ناشی از تنش (SCC): در حالی که هاستلوی بسیار مقاوم است، می تواند تحت شرایط شدید تنش پسماند، دما و مواد خورنده خاص (به عنوان مثال، سوزاننده غلیظ داغ) حساس باشد. کاهش: طراحی مناسب برای به حداقل رساندن تنش پسماند ناشی از تناسب{3}} و فشار سیستم. تکنیک‌های کاهش استرس{5}}را در نظر بگیرید (اگرچه کاهش استرس حرارتی برای هاستلوی پیچیده است). اطمینان حاصل کنید که محیط در محدوده مقاومت ثابت شده آلیاژ قرار دارد.

فرسایش-خوردگی در خمیدگی ها: در دوغاب یا سرویس ذرات با سرعت بالا، تقویت کننده جوش یا هندسه داخلی می تواند آشفتگی ایجاد کند که منجر به نازک شدن موضعی شود. کاهش: پروفیل های جوش داخلی صاف را مشخص کنید، ضخامت دیوار سرویس ساینده را در نظر بگیرید، و طرح های لوله کشی را طراحی کنید تا تغییرات جهت ناگهانی در پایین دست اتصالات جوش داده شده را به حداقل برسانید.