1. Incoloy 800, 800H, 800HT ve Incoloy 825 arasındaki temel bileşim farkları nelerdir ve bu farklılıklar, bunların petrol ve gaz ile kimyasal işleme endüstrilerindeki birincil uygulama sektörlerini nasıl belirliyor?
Hepsi nikel-demir-krom alaşımları olsa da, bunların özel bileşimleri ve sonuçta ortaya çıkan özellikleri farklı hizmet ortamlarını hedefler.
Incoloy 800 serisi, yüksek-sıcaklık dayanımı ve oksidasyon direnci için tasarlanmıştır. Temel bileşimi yaklaşık %32,5 Ni, %21 Cr ve kontrollü titanyum ve alüminyum ilaveleriyle dengeli Fe'dir.
Incoloy 800: Standart karbon içeriğine sahip temel kalite.
Incoloy 800H: "H" yüksek sıcaklık anlamına gelir. Daha yüksek bir karbon içeriğine sahiptir (%0,05-0,10%) ve kaba taneli bir yapı oluşturmak için tavlanır, 540°C'nin (1000°F) üzerindeki sıcaklıklarda üstün sürünme kopma mukavemeti sağlar.
Incoloy 800HT: 800H'ye benzer ancak daha iyi yüksek-sıcaklık kararlılığı ve dayanıklılığı için alüminyum ve titanyum (Al+Ti ≥ %0,85) üzerinde daha sıkı kontrollere sahiptir.
Birincil Uygulamalar (800H/HT): Niş alanları yüksek-sıcaklıklı, aşındırıcı proses ortamlarıdır. Petrol ve gazda buna, karbürleme ve oksitleyici atmosferlerde 850°C ila 1100°C arasındaki sıcaklıklara dayanabilen etilen parçalama fırınlarındaki piroliz tüpleri, ısıtıcı tüpler ve radyant tüpler dahildir. Kimyasal işlemede buhar metan reformer düzeneklerinde, hidrojen tesislerinde ve atık yakma sistemlerinde kullanılırlar.
Incoloy 825 ise aksine, özellikle indirgeyici asitlere karşı olağanüstü sulu korozyon direnci için optimize edilmiştir. Bileşimi (yaklaşık %. 42 Ni, %21,5 Cr, %3 Mo, %2,2 Cu, dengeli Fe) açıkça farklıdır. Yüksek nikel içeriği, klorür-iyon stresi-korozyon çatlamasına (SCC) karşı direnç sağlar. Molibden, klorür ortamlarında çukurlaşma ve çatlak korozyonuna karşı direnç sağlarken bakır, sülfürik ve fosforik asitlere karşı direnci artırır.
Birincil Uygulamalar (825): Etki alanı agresif, ıslak ve genellikle daha düşük-sıcaklık kimyasıdır. Petrol ve gazda, kuyu içi borular, ekşi servis bileşenleri ve klorür, H₂S ve CO₂ içeren su üretilen proses borularının taşınması için kritik öneme sahiptir. Kimyasal işlemede, sülfürik ve fosforik asit temizleme sistemleri, deniz suyu soğutma boruları, nükleer yakıtın yeniden işlenmesi ve açık deniz tuzlu su boruları için standarttır. Dikişsiz boru formu, kaynaklı borularda kaynak bütünlüğünün sorun teşkil edebileceği yüksek-basınçlı, kritik hizmet için gereklidir.
2. Yüksek-basınç, yüksek{-sıcaklık veya aşındırıcı hizmet için tasarlanan Incoloy 800/825 borular için "kesintisiz" üretim süreci neden özellikle kritiktir?
Borunun katı bir kütükten ekstrüzyona tabi tutulduğu veya delindiği dikişsiz işlem,-kaynaklı (dikişli) boruya göre üç temel avantajı nedeniyle zorlu uygulamalar için tartışılamaz:
Homojen Yapı ve Üstün Bütünlük: Dikişsiz bir borunun tüm çevresi boyunca sürekli, düzgün bir tanecik yapısı vardır. Bu, aşağıdakiler için potansiyel bir alan olan uzunlamasına kaynak dikişinin doğal zayıflığını ortadan kaldırır:
Korozyon Başlatma: Kaynak bölgeleri, klorürler veya ıslak H₂S gibi agresif ortamlarda çukurlaşma, çatlak korozyonu veya gerilimli korozyon çatlamasına daha duyarlı olan mikro yapıda (ısıdan-etkilenen bölgeler) küçük değişiklikler gösterebilir.
Kusurlar: Gelişmelere rağmen, kaynaklar, döngüsel basınç (yorulma) veya yüksek sıcaklıklarda sürünme altında arızanın başlangıç noktaları ve stres yoğunlaştırıcıları olan kalıntılar, gözeneklilik veya eksik füzyon içerebilir.
Gelişmiş Basınç Muhafazası: Kaynak dikişinin olmaması, borunun her yerinde tutarlı mekanik özelliklere sahip olduğu anlamına gelir. Bu, kuyu içi borular, hidrolik hatlar veya yüksek-basınçlı ısı eşanjörü boruları gibi yüksek-basınçlı sistemlerde daha yüksek güvenlik marjlarına ve güvenilir performansa olanak tanır. Duvar kalınlığı da daha düzgündür.
Geliştirilmiş Yüksek-Sıcaklık Performansı: Sünme rejimlerinde kullanılan 800H/HT gibi kaliteler için tekdüze, kontrollü bir mikro yapı çok önemlidir. Sorunsuz süreç, ardından uygun çözelti tavlaması ve (800H/HT için) tanecik-kabalaştırma ısıl işlemi, öngörülebilir ve optimum sürünme-kopma mukavemeti sağlar. Kaynak dikişi, lokalize ince tanecikli bir alan veya değiştirilmiş çökelti yapısı olabilir ve bu durum,-sıcaklıkta uzun süreli stres altında erken arızaya neden olabilir.
Temelde, dikişsiz boru, arızanın bir seçenek olmadığı en kritik hizmetler için seçilmiştir ve bu da kaynaklı alternatiflere kıyasla daha yüksek maliyetini haklı çıkarmaktadır.
3. Incoloy 825 dikişsiz borunun özellikle mücadele etmek üzere tasarlandığı temel korozyon mekanizmaları nelerdir ve bileşimi her birini nasıl ele alıyor?
Incoloy 825, aşındırıcı maddelerden oluşan bir kokteylle başa çıkmak için tasarlanmış çok yönlü bir "kimyasal savaşçıdır". Bileşimi belirli başarısızlık mekanizmalarına doğrudan bir yanıttır:
Klorür-İndüklenmiş Gerilim Korozyon Çatlaması (Cl-SCC): Bu, normalde sünek olan malzemenin klorür ve oksijen varlığında çekme gerilimi altında kırılgan bir kırılmasıdır. Yüksek nikel içeriği (≥%42) birincil savunmadır ve çoğu proses ortamındaki tüm pratik amaçlar için alaşımı Cl-SCC'ye karşı bağışık hale getirir. Bu, deniz suyunun soğutulması, açık deniz uygulamaları ve tuz-içeren proses akışları için çok önemlidir.
Çukurlaşma ve Aralık Korozyonu: Durgun klorür çözeltilerinde veya birikintilerin/contaların altında lokalize saldırı. %3 Molibden ilavesi, alaşımın kritik çukurlaşma sıcaklığını (CPT) ve çatlak korozyonuna karşı direncini önemli ölçüde yükselterek onu acı su, deniz suyu ve klorür- yüklü proses sıvıları için uygun hale getirir.
İndirgeyici Asitler (Sülfürik, Fosforik): Sülfürik asite karşı dayanıklılık önemli bir güçtür. Nikel ve bakır kombinasyonu, seyreltik sülfürik asite karşı mükemmel direnç ve fosforik asite karşı iyi direnç sağlar. Bu, 825'i asit temizleme hatları, asit maden drenaj sistemleri ve fosfatlı gübre işleme ekipmanları için ideal kılar.
Oksitleyici Ortamlar ve Politiyonik Asit SCC: %21,5 Krom, stabil, koruyucu bir krom oksit (Cr₂O₃) pasif film oluşturarak nitrik asit, nitratlar ve oksitleyici tuzlara karşı direnç sağlar. Bu krom seviyesi aynı zamanda alaşımın, rafineri/petrokimya hizmetindeki kapatmalar sırasında uygun pasivasyon prosedürleri yoluyla politiyonik asit stresli korozyon çatlamasına (PASCC) karşı etkili bir şekilde stabilize edilmesini sağlar.
Sülfürik ve Ekşi Korozyon: H₂S (ekşi servis) içeren petrol ve gaz ortamlarında, alaşımın yüksek nikel ve krom içeriği, özellikle sıcaklıklar ve klorür seviyeleri de yükseldiğinde sülfit pullaşmasına ve çatlamasına karşı iyi bir direnç sağlar.
4. Üretimde, Incoloy 800/825 dikişsiz boru sistemlerinin kaynak ve-kaynak sonrası ısıl işlemine (PWHT) ilişkin kritik hususlar nelerdir?
Yanlış üretim, bu birinci sınıf alaşımların doğal korozyon ve-yüksek sıcaklık özelliklerini tamamen baltalayabilir.
Kaynak Konuları:
İlave Metal Seçimi: Uyumlu veya aşırı{0}}alaşımlı ilave metaller kullanılmalıdır.
Incoloy 800/800H/800HT: Tipik olarak Inconel 82 (ERNiCr-3) veya Incoloy 800HT dolgu maddesi (ERNiFeCr-1) ile kaynak yapılır. Bu dolgu maddeleri, ana metalin yüksek sıcaklık dayanımına ve oksidasyon direncine uygundur.
Incoloy 825: INCO-Weld 825/INCO-Dolgu 825 (ERNiCrMo-3) ile kaynaklanmıştır. Paslanmaz çelik dolgu maddesinin (309 gibi) kullanılması, çukurlaşmaya karşı koyamayan, düşük-molibden içeren, çatlamaya duyarlı bir kaynak oluşturacaktır.
Proses ve Teknik: Korozyon direncini korumak amacıyla kök ve sıcak pasolarda Gaz Tungsten Ark Kaynağı (GTAW/TIG) gibi düşük ısı girdili işlemler tercih edilir. Doldurma ve kapatma için Korumalı Metal Ark (SMAW/Çubuk) kullanılabilir. Yağı, gresi ve kükürt/kurşun kirleticilerini gidermek için sıkı temizlik hayati önem taşır. "Tereyağı ve kaynak" tekniği genellikle karbon çeliğine benzemeyen bağlantılar için kullanılır.
Kaynak Sonrası{0}Isıl İşlem (PWHT):
Incoloy 800H/HT: PWHT genellikle 540°C'nin (1000°F) üzerindeki servisler için gereklidir. Standart, 1100-1175°C'de (2012-2147°F) çözelti tavlaması ve ardından hızlı soğutmadır (suyla söndürme). Bu, kaynak HAZ'ında çöken krom karbürleri yeniden çözer, sünekliği geri kazandırır ve 800H/HT için gerekli iri taneli yapının geliştirilmesine olanak tanır.Daha düşük sıcaklıklarda (örn. 850°C) gerilimin azaltılması önerilmezçünkü duyarlılığa yol açabilir.
Incoloy 825: Standart korozyon servisi için PWHT genellikle gerekli DEĞİLDİR veya tavsiye edilmez. Alaşım çözeltide-tavlanmış durumda kullanılır. Şiddetli imalattan sonra gerilimin hafifletilmesi için PWHT'nin gerekli olduğu düşünülürse, zararlı krom karbürlerin ve metallerarası fazların oluştuğu ve korozyon direncini yok ettiği kritik 425-870°C aralığında hassasiyeti önlemek için tam çözelti tavlaması (900-925°C ve ardından hızlı söndürme) yapılmalıdır.
5. Bir proje için Incoloy 800H/HT veya 825 dikişsiz boruyu belirtirken, kaliteyi ve amaca-uygunluğu-sağlamak için referans alınması gereken temel ASTM/ASME malzeme ve test standartları nelerdir?
Hassas standardizasyon güvenilirliğin anahtarıdır. Aşağıdakiler temel standartlardır:
Incoloy 800/800H/800HT Dikişsiz Boru için:
Malzeme Standardı: ASTM B407 / ASME SB407 - Nikel-Demir-Krom Alaşımlı Dikişsiz Boru ve Boru için Standart Şartname. Bu standart kimyasal bileşimi, mekanik özellikleri ve genel gereklilikleri kapsar.
Derece Farklılaşması: Belirli UNS numarasının söylenmesi gerekir:
Incoloy 800: UNS N08800
Incoloy 800H: UNS N08810 (karbon ≥%0,05, Al+Ti ≥%0,85)
Incoloy 800HT: UNS N08811 (karbon ≥%0,05, Al+Ti ≥%0,85)
Test Standartları:
ASTM A999 / ASME SA999: Alaşımlı çelik borular için genel gereksinimler. Genellikle hidrostatik test,-tahribatsız elektrik testi (NDE) ve sertifikasyon gibi tamamlayıcı gereksinimler için başvurulur.
Hidrostatik Test: ASTM B407'ye göre, genellikle standart formülle hesaplanan bir basınca göre test edilir.
-Tahribatsız Muayene (NDE): Kusur tespiti için ASTM E213 (Ultrasonik Test) veya ASTM E709 (ferromanyetik malzemeler için Manyetik Parçacık Testi -, bunlar için daha az yaygın) belirtilebilir.
800H/HT için Tane Boyutu Kontrolü: ASTM E112, optimum sürünme direnci için gereken kaba tane boyutunu (tipik olarak ASTM No. 5 veya daha kaba) doğrulamak için kullanılır.
Incoloy 825 Dikişsiz Boru için:
Malzeme Standardı: ASTM B423 / ASME SB423 - Nikel-Demir-Krom-Molibden-Bakır Alaşımı (UNS N08825) Dikişsiz Boru ve Boru için Standart Şartname.
Test Standartları:
ASTM A999 / ASME SA999 yine genel boru gereksinimleri için geçerlidir.
Korozyon Testi (belirtilmişse): Her zaman zorunlu bir teslimat koşulu olmasa da, malzemenin uygun şekilde çözeltiyle-tavlanmış,-hassaslaştırılmamış durumda olduğundan emin olmak amacıyla kritik hizmet için ASTM G28 Yöntem A'ya göre taneler arası korozyon testleri (krom tükenmesini tespit etmek için) belirtilebilir.
Hidrostatik ve NDE: UT'nin birincil NDE yöntemi olduğu yukarıdakine benzer gereksinimler.
Tüm projeler için geçerli ASME B31.3 Proses Boru Tesisatı Kodu, kurulu boru sisteminin tasarımını, imalatını, denetimini ve testini bu malzeme standartlarına referansla yönetir.
