1. خواص مواد اصلی Hastelloy B-2 چیست که آن را برای لوله های جوش داده شده در محیط های شیمیایی تهاجمی مناسب می کند؟
Hastelloy B-2 یک آلیاژ نیکل-مولیبدن است که به طور خاص برای مقاومت استثنایی در برابر محیط های کاهنده مهندسی شده است. خواص اصلی آن از محتوای بالای نیکل آن (تقریباً 65-70٪) و افزودن مولیبدن قابل توجه (حدود 26-30٪) با حداقل کردن عمدی آهن، کروم و کربن ناشی می شود.
مقاومت در برابر اسیدهای کاهنده بی‌نظیر: در محیط‌های غیر اکسیدکننده، به‌ویژه در برابر اسید هیدروکلریک در تمام غلظت‌ها و دماها تا نقطه جوش، مقاومت در برابر خوردگی فوق‌العاده‌ای از خود نشان می‌دهد. همچنین گاز هیدروژن کلرید مرطوب، اسیدهای سولفوریک، استیک و فسفریک را به خوبی مدیریت می کند.
مقاومت در برابر خوردگی موضعی: محتوای کم کربن و سیلیکون، همراه با ترکیب متعادل، مقاومت عالی در برابر ترک خوردگی ناشی از استرس ناشی از کلرید (SCC) و حفره شدن در این محیط‌ها ایجاد می‌کند.
پایداری حرارتی: آلیاژ خواص مکانیکی خوب و مقاومت در برابر خوردگی را در محدوده دمایی وسیع در شرایط کاهش حفظ می کند.
این ویژگی‌ها، لوله‌های جوش‌شده B-2 را برای پردازش و انتقال اسیدهای کاهنده داغ، غلیظ و اغلب آلوده در صنعت فرآیند شیمیایی (CPI) ضروری می‌سازد، جایی که خرابی تجهیزات می‌تواند منجر به خطرات شدید ایمنی و محیطی شود.
2. چالش اولیه جوشکاری با لوله های Hastelloy B-2 چیست و چگونه در طول ساخت کاهش می یابد؟
مهمترین چالش در جوشکاری Hastelloy B-2 مستعد بودن آن به میکرو-شکاف و کاهش شکل پذیری در ناحیه تحت تأثیر گرما- (HAZ) است. این پدیده که اغلب «حساسیت HAZ» نامیده می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که آلیاژ در محدوده‌های دمایی خاص (تقریباً 550-1050 درجه / 1020{9}}1920 درجه فارنهایت) در حین جوشکاری نگه داشته شود. در این محدوده‌ها، فازهای غنی از مولیبدن (مانند فاز P و فاز مو) می‌توانند در امتداد مرزهای دانه‌ها رسوب کنند و مواد را ترد کنند.
استراتژی‌های کاهش شدیداً در کدهای صنعتی (مانند ASME BPVC بخش IX و ASTM B619/B626) به اجرا در می‌آیند:
ورودی گرمای کنترل شده: جوشکاری با کمترین میزان حرارت ورودی ممکن (با استفاده از تکنیک هایی مانند GTAW/TIG) انجام می شود تا مدت زمانی که فلز در محدوده دمایی بحرانی سپری می کند به حداقل برسد.
خنک‌سازی سریع: پس از جوش{0}}به لوله اجازه داده می‌شود تا در محدوده حساس‌سازی به سرعت خنک شود. این اغلب به معنای جوشکاری بدون پیش گرم کردن و اجتناب از هر روش خنک کننده کند است.
انتخاب فلز پرکننده: AWS A5.14 ERNiMo-فلز پرکننده 7 منحصراً استفاده می‌شود. به طور خاص بیش از حد آلیاژ می شود تا یک ماده شیمیایی جوش ایجاد کند که در برابر بارش فاز مقاومت کند.
تمیزی شدید: پاکیزگی مطلق برای جلوگیری از آلودگی (به وسیله گوگرد، فسفر، سرب یا فلزات با نقطه ذوب پایین) که می تواند ترک را تشدید کند، بسیار مهم است.
3. لوله های جوشی Hastelloy B-2 در چه کاربردهای خاصی به عنوان ماده انتخابی در نظر گرفته می شوند و در کجا باید از آنها اجتناب کرد؟
کاربردهای ایده آل: لوله های جوش داده شده B-2 معیاری برای جابجایی هستند:
اسید کلریدریک: در تمام غلظت ها، به ویژه گرم و هوادهی شده.
اسید سولفوریک: در شرایط غلیظ و غیر اکسید کننده (<10% aerated or >60٪ بدون هوادهی).
اسید استیک: در تمام غلظت ها و دماها.
جریانهای فرآیندی حاوی کاتالیزورهایی مانند هالوژنیدها (به عنوان مثال در تولید انیدرید استیک، آلکیلاسیون و PVC).
سیستم های ترشی و بازیابی اسید
کاربردهایی که باید از آن اجتناب کنید: مهمتر از همه، Hastelloy B-2 برای محیط هایی با عوامل اکسید کننده حتی جزئی مناسب نیست. کمبود کروم (که مقاومت در برابر اکسیداسیون در آلیاژهایی مانند C-276 ایجاد می کند) آن را آسیب پذیر می کند.
اسیدهای اکسید کننده: اسید نیتریک، اسید کرومیک یا اسید سولفوریک با نمک های آهن یا مس.
وجود نمک های اکسید کننده: FeCl3، CuCl2.
گاز کلر مرطوب یا هیپوکلریت.
رسانه های هوادهی در دمای بالا.
4. عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) چگونه برای لوله های جوش داده شده Hastelloy B-2 اعمال می شود و ملاحظات مهم چیست؟
PWHT برای Hastelloy B-2 یک روش استاندارد نیست و به طور کلی برای اکثر شرایط خدماتی توصیه نمی شود. دلیل اصلی این است که چرخه حرارتی یک PWHT می‌تواند به خودی خود باعث ایجاد بارش مضر فاز ثانویه در فلز جوش و HAZ شود که روش‌های جوشکاری سعی در اجتناب از آن دارند.
با این حال، در موارد بسیار خاص و بحرانی که شرایط سرویس شامل قرار گرفتن در معرض دمایی در محدوده حساس‌سازی برای دوره‌های طولانی است (مثلاً در مخازن تحت فشار{2}بالا)، ممکن است محلولی برای عملیات حرارتی آنیلینگ مشخص شود. این شامل گرم کردن سریع کل مجموعه جوش داده شده تا دمای بالاتر از 1065 درجه (1950 درجه فارنهایت) برای حل کردن هر فاز رسوبی است و به دنبال آن یک خاموش کردن سریع (معمولاً آب) برای "یخ زدن" ریزساختار همگن و انعطاف پذیر است.
این فرآیند گران است، خطر اعوجاج دارد و به کنترل بسیار دقیق جو کوره برای جلوگیری از اکسیداسیون نیاز دارد. بنابراین، فقط در صورت لزوم انجام می شود و بر اساس یک مورد توسط مهندسان مواد مشخص می شود.
5. پروتکل های کلیدی بازرسی و آزمایش برای اطمینان از یکپارچگی سیستم های لوله جوشی Hastelloy B-2 چیست؟
با توجه به حساسیت مواد، بازرسی فراتر از بررسی های استاندارد جوش است. یک پروتکل دقیق شامل موارد زیر است:
بازرسی بصری (VT): برای اطمینان از پروفیل جوش مناسب، عدم وجود نقص سطح و تمیزی کلی.
آزمایش نافذ رنگ (PT): برای تشخیص ترک‌های سطحی ریز یا ریزشکاف‌هایی که خطر اصلی این آلیاژ هستند ضروری است.
تست رادیوگرافی (RT): استانداردی برای بررسی حجمی درزهای جوش برای شناسایی عیوب داخلی مانند تخلخل، آخال ها، یا عدم همجوشی.
تست خوردگی جوش‌ها: این یک آزمایش حساس و آلیاژی{0}}خاص است. روش A ASTM G28 (آزمایش اسید سولفوریک فریک-) معمولاً در یک کوپن آزمایش تولید نماینده استفاده می‌شود، اما آزمایش‌های خاص‌تری مانند "آزمون استریچر" (ASTM A262 تمرین B) یا محلول "مرگ سبز" (11.5% H2SO{7}}% H2SO{7}}% Fe{2}Cl}% برای غربالگری تهاجمی از نظر حساسیت به حمله بین دانه ای در HAZ و جوش استفاده می شوند. یک روش جوش تایید شده نرخ خوردگی عبور / شکست را مشخص می کند.
تست هیدرواستاتیک/پنوماتیک: برای بررسی یکپارچگی فشار سیستم لوله‌کشی نهایی بر اساس کدهای طراحی.
به طور خلاصه، کاربرد موفقیت‌آمیز لوله‌های جوش‌شده Hastelloy B-2 به درک عمیق از استحکام خوردگی منحصر به فرد، آسیب‌پذیری‌های متالورژی جوشکاری آن، و اجرای یک رژیم ساخت و صلاحیت کاملاً کنترل‌شده از آسیاب لوله تا نصب نهایی بستگی دارد.
