1. چه چیزی "دیواره ضخیم" را برای لوله Hastelloy B-2 تعریف می‌کند، و در چه کاربردهایی با شدت بالا به لوله استاندارد استاندارد نیاز است؟
در عمل صنعتی، آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی{1}«ضخیم-دیواره» مانند Hastelloy B-2 معمولاً به لوله‌هایی اطلاق می‌شود که ضخامت دیواره آنها به طور قابل‌توجهی فراتر از برنامه‌های استاندارد ASME (مثلاً جدول 80S، 160 یا XXS) یا لوله‌هایی که با حد مجاز خوردگی طراحی شده‌اند (0.25 اینچ) و اغلب در حدود 0.25 اینچ شروع می‌شوند. (50 میلی متر) یا بیشتر.
این لوله ها برای کاربردهایی که لوله استاندارد به دلیل ترکیبی از نیازهای مکانیکی و خورنده از کار می افتد، مشخص شده اند:
خدمات اسیدی با فشار بالا، دمای بالا-(HPHT): انتقال اسید هیدروکلریک یا سولفوریک داغ، غلیظ تحت فشار قابل توجه، جایی که تنش حلقه ای دیواره ضخیم را الزامی می کند.
فرسایش-خدمات خورنده: رسیدگی به دوغاب اسیدی یا جریان با مواد جامد حباب شده (به عنوان مثال، ذرات کاتالیزور، مواد جامد فرآیند). دیواره ضخیم امکان خوردگی{4}}فرسایش را فراهم می‌کند و عمر طولانی را تضمین می‌کند زیرا مواد به تدریج فرسوده می‌شوند.
خطوط فرآیند بحرانی با تحمل صفر-: در خطوط API دارویی یا پردازش مجدد هسته‌ای که نشت فاجعه‌بار است. دیوار اضافی حاشیه ایمنی زیادی در برابر خوردگی دیوار ایجاد می کند.
سوکت‌های ترموول و لوله‌های پایه ابزار: بخش‌های ضخیم برای قرار دادن ترموکوپل‌ها یا کاوشگرها ماشین‌کاری می‌شوند و یک مهر و موم عمیق و محکم{0}} در مایعات تهاجمی ایجاد می‌کنند.
پل زدن با نرخ های بالای خوردگی: در فرآیندهایی که حتی B-2 دارای نرخ خوردگی قابل اندازه گیری و قابل پیش بینی است، دیوار ضخیم برای ارائه یک طول عمر طراحی شده (مثلاً 20 سال) قبل از تعویض محاسبه می شود.
2. چالش های مهم در جوشکاری لوله های ضخیم- Hastelloy B-2 چیست و چگونه می توان آنها را کاهش داد؟
جوشکاری لوله ضخیم B-2 حساسیت ذاتی آلیاژ به گرما را تقویت می‌کند و کنترل روش را برای جلوگیری از ایجاد یک اتصال شکننده و مستعد خوردگی کاملاً حیاتی می‌کند.
چالش های اولیه:
ورودی گرمای بیش از حد و حساسیت HAZ: حجم جوش بزرگ به پاس های متعدد نیاز دارد، که باعث می شود منطقه تحت تأثیر حرارت (HAZ) مکرراً در محدوده شکنندگی (550-1065 درجه / 1020-1950 درجه فارنهایت) گرم شود. این می‌تواند منجر به بارش شدید بین‌فلزی‌های شکننده Ni-Mo شود.
تنش‌های پسماند بالا: محدودیت قابل‌توجه دیوارهای ضخیم منجر به تنش‌های کششی پسماند بالا می‌شود و خطر ترک خوردگی انجماد جوش و ترک خوردگی تنشی (SCC) در سرویس را افزایش می‌دهد.
کنترل دمای بین پاسی: جلوگیری از داغ شدن بیش از حد لوله در بین عبورها دشوار اما ضروری است.
استراتژی های کاهش:
مشخصات روش جوشکاری دقیق (WPS): واجد شرایط با استفاده از رکورد صلاحیت روش (PQR) در ضخامت منطبق است. جوشکاری قوسی تنگستن گازی (GTAW/TIG) را برای گذرگاههای ریشه و گرم برای دقت الزامی می کند، به طور بالقوه جوشکاری قوس فلزی محافظت شده (SMAW) با الکترودهای ENiMo-7 برای پر کردن، همه در ورودی گرمای بسیار کم.
کنترل دمای بین گذر تهاجمی: حداکثر دمای بین گذر، اغلب به 93 درجه (200 درجه فارنهایت)، اعمال می شود. جوشکارها از مداد رنگی نشان‌دهنده دما-استفاده می‌کنند و ممکن است از خنک‌کننده هوای اجباری (با هوای تمیز و خشک) بین مسیرها استفاده کنند.
دنباله مهره و هندسه: برای به حداقل رساندن حجم جوش از یک آماده سازی جوش با شیار باریک- استفاده کنید. از یک تکنیک مهره‌های خنثی یا پاس‌هایی که به دقت ترتیب داده شده‌اند برای اصلاح (تصفیه) ساختار دانه‌های پاس‌های قبلی استفاده کنید.
تمیزی دقیق: تمام سطوح باید سالم و عاری از آلاینده‌ها (گوگرد، فسفر، روغن) باشد که می‌تواند باعث ترک‌خوردگی داغ شود.
3. تهیه و ساخت لوله B-2 با دیواره ضخیم- چه تفاوتی با لوله استاندارد دارد که بر زمان و هزینه تولید تأثیر می گذارد؟
دیواره ضخیم{0}B-2 یک محصول تخصصی با زنجیره تامین متمایز است.
مسیر تولید: لوله استاندارد B-2 اغلب از صفحه نورد یا سیم پیچ جوش داده می شود. لوله های دیواره ضخیم اغلب به عنوان تولید می شوندبدون درزاز طریق اکستروژن یا حفاری تفنگ میله جامد، یا به عنوانجوش داده شدهاز صفحه بیش از حد ضخیم
بدون درز: برای بالاترین یکپارچگی، از بین بردن جوش طولی ترجیح داده می شود. با اکسترود کردن یک شمش گرم شده روی سنبه ساخته شده است. محدود به نسبت قطر/ضخامت معین.
جوش داده شده: ساخته شده از رول و درز-صفحه جوش داده شده. چالش اصلی این است که اطمینان حاصل شود که جوش درز طولی همان کنترل دقیق جوش های محیطی را دریافت می کند و به دنبال آن یک محلول کامل آنیل کل بخش لوله انجام می شود.
تأثیر بر زمان و هزینه سرب: به دلیل ظرفیت محدود آسیاب برای اکستروژن/ آهنگری آلیاژ نیکل دیوار سنگین و عملیات حرارتی پیچیده مورد نیاز، زمان‌های تولید به‌طور قابل توجهی طولانی‌تر است (اغلب 20-40 هفته). هزینه به طور تصاعدی بالاتر است-نه فقط به دلیل مواد بیشتر، بلکه به دلیل ساخت تخصصی، آزمایش های دقیق و بازده تولید پایین تر. این یک آیتم-ساختار-سرمایه فشرده است.
4. چه آزمایش‌های دقیق غیرمخرب (NDE) و آزمایش‌هایی برای لوله‌های ضخیم-B-2 قبل از راه‌اندازی الزامی است؟
لوله با دیواره ضخیم-با توجه به بحرانی بودن آن، بسیار فراتر از تأییدیه مواد استاندارد، آزمایشات زیادی را پشت سر می‌گذارد.
گواهی مواد: ASTM B622/B626 MTR کامل با شیمی{2} و مکانیک خاص.
100% حجم NDE:
تست اولتراسونیک (UT): تست اولتراسونیک خودکار (AUT) کل بدنه لوله (هم بدون درز و هم جوش داده شده) برای تشخیص لایه‌ها، آخال‌ها و حفره‌ها. جوش طولی (در صورت وجود) از نظر عدم ذوب، ترک و سرباره بررسی می شود.
تست رادیوگرافی (RT): 100% RT تمام جوش‌ها (طولی و اگر از قبل ساخته شده باشند، محیطی) با استانداردهای حجمی مانند ASME BPVC بخش V.
تأیید عملکرد خوردگی (مرحله بحرانی):
تست خوردگی بین دانه ای: کوپن های بدنه لوله و جوش HAZ تحت آزمایش ASTM G28 روش A قرار می گیرند. این ثابت می کند که فلز پایه و اتصال جوش داده شده از ساخت بدون ایجاد حساسیت جان سالم به در برده اند. حداکثر نرخ خوردگی (به عنوان مثال،<0.5 mm/yr for base, <0.75 mm/yr for weld) are contractually specified.
تست نهایی هیدرواستاتیک: در آسیاب با فشار 1.5 برابر فشار طراحی برای اثبات یکپارچگی فشار انجام می شود.
5. برای سیستم های موجود، هنگام طراحی تعمیرات میدانی یا اتصال انشعاب جوشی روی لوله-دیواره ضخیم B-2، چه ملاحظات حیاتی وجود دارد؟
کار میدانی روی دیوار ضخیم-B-2 پرخطر است و نیاز به برنامه ریزی دقیق دارد.
پیش{0}}ارزیابی تعمیر: تعیین کنید که آیا لوله موجود قبلاً از خدمات قبلی حساس شده است یا خیر. شناسایی مواد مثبت (PMI) و احتمالاً در{2}}تکثیر متالوگرافی سایت می‌تواند سلامت مرز دانه را ارزیابی کند.
روش جوشکاری: باید یک WPS از قبل واجد شرایط برای ضخامت و هندسه اتصال خاص باشد (به عنوان مثال، تنظیم-روی شاخه، زین تقویت شده). ریشه GTAW، دمای بینگذر کنترل‌شده را الزامی می‌کند و ممکن است به کاهش تنش پس از جوش از طریق گرمایش القایی{6}}به‌صورت موضعی نیاز داشته باشد، فرآیندی ظریف که باید زیر دمای حساسیت باقی بماند.
کاربرد هیت سینک: برای کنترل پخش حرارت و اندازه HAZ در لوله برق، سینک های حرارتی مسی یا سرامیکی ممکن است در مجاورت ناحیه جوش گیره شوند.
پست{0}}تعمیر NDE: 100% PT و RT جوش جدید اجباری است. بررسی سختی در سراسر جوش و HAZ ممکن است برای اطمینان از عدم سخت شدن بیش از حد مورد نیاز باشد.
محافظ نهایی – قرقره جایگزینی: برای حیاتی ترین تعمیرات، ایمن ترین روش اغلب بریدن بخش آسیب دیده و نصب یک قطعه قرقره از پیش ساخته شده و از قبل آزمایش شده در شرایط کارگاهی کنترل شده، به حداقل رساندن جوشکاری مخاطره آمیز است.
نتیجه‌گیری: لوله Hastelloy B 2 ضخیم- دفاع خط مقدم را در تنبیه‌کننده‌ترین ترکیبات فشار، دما و شیمی خورنده نشان می‌دهد. مهندسی، ساخت و ساخت آن برای خود رشته هایی هستند که توسط نیاز بی امان به مدیریت حساسیت حرارتی آلیاژ کنترل می شوند. استفاده از آن سرمایه گذاری قابل توجهی است که فقط در مواردی قابل توجیه است که پیامد شکست-چه اقتصادی، چه ایمنی یا زیست محیطی غیرقابل قبول باشد.
