1. ASTM B730, kaynaklı nikel ve nikel alaşımlı boru ve tüpler için standarttır. Bir tasarımcı hangi özel uygulamalar ve ekonomik nedenlerden dolayı dikişsiz (ASTM B161/163) boru üzerine kaynaklı Nikel 201 boruyu tercih eder?
Kaynaklı ve dikişsiz Nikel 201 boru arasındaki seçim, tüm hizmetlerin kalite hiyerarşisine göre değil, çap, duvar kalınlığı, teslim süresi ve proje ekonomisine göre yapılır.
Kaynaklı Boruyu Tercih Eden Uygulamalar (ASTM B730):
Büyük Çaplı Borular: 10" NPS'yi (Nominal Boru Boyutu) aşan proses hatları, kanallar ve tanklar için dikişsiz üretim geometrik olarak imkansız hale gelir veya astronomik olarak pahalı hale gelir. Haddelenmiş levhadan kaynaklı boru tek uygulanabilir seçenektir.
İnce-Duvarlı, Büyük-Çaplı Uygulamalar: Havalandırma davlumbazları, egzoz bacaları veya duvar kalınlığının birincil basınç sınırlaması olmadığı kimya fabrikalarındaki düşük-basınçlı transfer hatları için.
Özel veya{0}Standart Olmayan Boyutlar: Kaynak, dikişsiz haddelerde kolaylıkla bulunamayan hassas, standart dışı-çaplarda ve uzunluklarda borular üretmek için daha fazla esneklik sunar.
Büyük-Ölçekli Kostik İşleme Sistemleri: Alümina rafine etme veya kağıt hamuru ve kağıt fabrikalarında, geniş-çaplı kostik boru ağları ideal olarak kaynaklı Nikel 201 borudan yapılmıştır.
Ekonomik ve Teslim Süresi Avantajları:
Maliyet: Her ikisinin de mevcut olduğu boyutlar için (örneğin, 4" ila 10" NPS), kaynaklı boru genellikle dikişsizden %15-30 daha ucuzdur. Daha büyük boyutlarda ise maliyet farkı daha da belirgindir.
Kullanılabilirlik: Kaynak için levha stoku (ASTM B162), genellikle büyük-çaplı dikişsiz oyuklara göre daha kolay temin edilebilir, bu da projeler için daha kısa teslim sürelerine yol açar.
Kalite Eşitliği: Kaynaklı Nikel 201 boru, uygun kontrollerle (otojen kaynak, kaynak sonrası tavlama, %100 NDE) ASTM B730'a göre üretildiğinde, kaynak bölgesinde korozyon direncine ve işlevsel olarak ana metale eşdeğer mekanik özelliklere ulaşabilir, bu da onu en şiddetli, yüksek-basınçlı hizmetler dışında tümü için uygun hale getirir.
Karar: Dikişsiz borunun maliyet ve lojistiğinin fahiş olduğu büyük-çaplı, düşük- ila-orta basınçlı sistemler için ASTM B730 Kaynaklı Boruyu belirtin. Küçük çaplar, yüksek-basınç uygulamaları veya eski kod veya aşırı hizmet nedeniyle proje spesifikasyonunun açıkça dikişsiz çalışmayı zorunlu kıldığı durumlar için dikişsiz boruyu belirtin.
2. Kaynaklı Nikel 201 borunun bütünlüğü, uzunlamasına kaynağına bağlıdır. ASTM B730, bu kaynağın bir arıza noktası olmadığından emin olmak için hangi spesifik kaynak işlemini,-kaynak sonrası ısıl işlemi ve-tahribatsız muayeneyi gerektirir?
ASTM B730, kaynak dikişinin bir yükümlülük değil, bir varlık olmasını sağlamak için kontrollü bir üretim hattını zorunlu kılar.
Kaynak İşlemi (ASTM B730, Bölüm 7.1):
Standart, otojen kaynak (ilave metal olmadan) veya aynı sınıflandırmaya sahip ilave metalle kaynak yapılmasını gerektirir.
Uygulamada, yüksek-kaliteli boru fabrikaları Otojen Tungsten İnert Gaz (TIG) Kaynağı veya Lazer Kaynağını kullanır. Bu işlemler hassas kontrol, minimum ısı girişi ve mükemmel tekrarlanabilirlik sunar. İlave metalin bulunmaması, metalürjik uyumsuzluk riskini ortadan kaldırır.
Zorunlu-Kaynak Sonrası Isıl İşlem (PWHT - ASTM B730, Bölüm 9):
Bu,-pazarlık konusu olamaz. Tüm kaynaklı borular kaynak sonrası ısıl işleme tabi tutulmalıdır.
Gerekli işlem, Nikel 201 için 1600°F - 1750°F (870°C - 955°C) sıcaklık aralığına ısıtmayı ve ardından hızlı soğutmayı (suyla söndürme veya hızlı hava) içeren tam çözelti tavlamasıdır.
Amaç: Bu tavlama üç kritik fonksiyona hizmet eder:
Karbürleri Çözer: Isıdan- Etkilenen Bölgede (HAZ) çökmüş olabilecek tüm krom karbürleri çözerek korozyon direncini geri kazandırır.
Stresi Azaltır: Artık kaynak streslerini ortadan kaldırır.
Mikroyapıyı Homojenleştirir: Kaynağı ve HAZ'ı yeniden kristalleştirerek ana metalle eşleşen tekdüze bir tane yapısı oluşturur.
-Tahribatsız Muayene (NDE - ASTM B730, Bölüm 14):
Kaynak Dikişinin %100 Muayenesi gereklidir.
Standart, Radyografik Teste (RT) veya Girdap Akımı Testine (ET) izin verir.
Radyografik Test (RT), gözeneklilik, füzyon eksikliği ve çatlaklar gibi hacimsel kusurları tespit edebilen kaynaklı boru için altın standarttır.
Girdap Akımı Testi (ET), yüzey ve yüzeye yakın{0}}kusurları tespit etmek için mükemmeldir ancak belirli dahili kusurlara karşı daha az duyarlıdır.
Kritik hizmet için proje spesifikasyonları, tanımlanmış bir kabul kriterleriyle (örneğin, ASME BPVC Bölüm VIII) ASTM E94/E1032'ye atıfta bulunarak bu gereksinimi sıklıkla %100 RT'ye yükseltir.
3. Yüksek- sıcaklıktaki hizmetlerde (örneğin, 800°F/425°C'deki kostik buharlaştırıcı tüpler), Nikel 201 kaynaklı boru neden geçerli bir seçimdir ve uzun vadeli performansı garantilemek için kaynağın hangi spesifik özelliğinin sertifikalandırılması gerekir?
Nikel 201, duyarlılığı önleyen düşük karbon içeriği (≤%0,02 maksimum) nedeniyle yüksek-sıcaklıkta hizmet için özel olarak tasarlanmıştır. Kaynaklı boru, yalnızca kaynak bölgesinin aynı mikro yapısal stabiliteye sahip olduğu kanıtlanırsa geçerlidir.
Kritik Özellik: Kaynak ve HAZ'da Hassaslaşmaya Karşı Bağışıklık.
Kaynaklamadaki tehlike, HAZ'ın kaynak çevrimi sırasında karbür yağış sıcaklık aralığına (~800-1400°F / 425-760°C) maruz kalabilmesidir.
Uygun bir kaynak sonrası çözüm tavlaması (B730'a göre) bu tür karbürleri çözmek için tasarlanmıştır. Ancak bunun doğrulanması gerekir.
Performansı Sağlamak İçin Sertifikasyon ve Testler:
ASTM B730 tüpü için Değirmen Test Raporu (MTR), gerçekleştirilen ısıl işlemi belirtmelidir. Yüksek-geçici hizmet için ek doğrulama akıllıca olacaktır:
Sertlik Geçişi: Kaynak, HAZ ve ana metal boyunca yapılan bir sertlik araştırması, HAZ'da kontrolsüz yağışa işaret edecek önemli bir yükselme göstermemelidir.
Kaynak Kuponunda Korozyon Testi (Kritik Hizmet İçin): En kesin kanıt, boyuna kaynağı enine içeren bir numune üzerinde ASTM G28 Yöntem A (Streicher Testi) veya benzer tanecikler arası korozyon testinin gerekli olmasıdır. Kaynaktan-etkilenen alanın korozyon hızı belirli bir sınır dahilinde olmalıdır (örneğin, ana metalden ≤ 1,0 mil daha fazla).
Metalografik İnceleme: Kaynak kesitinin bir fotomikrografisi{0}}istek üzerine mevcut olmalıdır; bu fotoğraf, yeniden kristalize edilmiş HAZ'a sahip ve sürekli tane sınırı ağları olmayan, sağlam, tamamen nüfuz etmiş bir kaynağı gösterir.
Temel Tedarik Şartnamesi: *"Yüksek-sıcaklık hizmeti için boru, üretim kaynak kuponunun rapor edilen kaynak bölgesi sonuçlarıyla birlikte ASTM G28 Yöntem A testini geçtiğini gösteren sertifikayla sağlanacaktır."*
4. Kaynaklı Nikel 201 borudan bir sistem üretirken, saha çevresel (çevre) kaynaklarının yapılmasına yönelik özel prosedürler nelerdir ve bunların karbon veya paslanmaz çelik boru kaynağından farkı nedir?
Nikel 201'in saha kaynağı, çelikten daha sıkı, disiplinli, temiz bir teknik gerektirir.
Dolgu Metali: Düşük-karbonlu nikel dolgu maddesi kullanılmalıdır-ERNi-1 (AWS A5.14), ana metal bileşimini eşleştirmek ve kaynağa karbon girmesini önlemek için standart seçimdir.
Temizlik (En Kritik Fark):
Kirlenme, kaynak hatalarının 1 numaralı nedenidir. Nikel, kükürt (S), fosfor (P), kurşun (Pb), çinko (Zn) veya diğer düşük-erime- noktalı elementlerle kirlenmişse sıcak çatlamaya karşı hassastır.
Prosedür: Kaynak bölgeleri, kaynaktan hemen önce özel paslanmaz çelik fırçalarla fırçalanmalı ve asetonla silinmelidir. Karbon çeliğinde kullanılan hiçbir taşlama diski, alet veya işaretleme kalemi kaynak alanına temas edemez.
Bağlantı Tasarımı ve Kaynak Tekniği:
İç çaptaki oksidasyonu ("şekerlenmeyi") önlemek için kök geçişinde bir destek gazı (%100 argon) kullanın.
Düşük ısı girdisine sahip şerit boncuklar (dokuma yok) kullanın ve düşük pasolar arası sıcaklığı koruyun (<250°F / 120°C). This minimizes time in the sensitization range and reduces distortion.
Taşlama: Özel, temiz alümina veya zirkonya taşlama diskleri kullanın-daha önce çelik üzerinde kullanılan diskleri asla kullanmayın.
Saha Kaynaklarının Kaynak Sonrası{0}Isıl İşlemi (PWHT):
~600°F (315°C) üzerindeki servisler için, çevre kaynağının yerel kaynak sonrası-çözüm tavlaması şiddetle tavsiye edilir, ancak bu sahada genellikle zordur.
Bu genellikle bir termokupl tarafından kontrol edilen, kaynağın ve HAZ'ın çözelti tavlama aralığına kadar ısıtıldığı ve ardından hızlı soğutma (zorlamalı hava veya su-sprey söndürme kullanılarak) tarafından kontrol edilen elektrik dirençli ısıtma bobinleri ile yapılır.
PWHT gerçekleştirilmezse, çevre kaynağının HAZ'ı, yüksek-sıcaklık hizmetinde korozyon için potansiyel bir zayıf halka olarak kalır.
5. ASTM B730'a göre temel malzeme sertifikasyonu ve izlenebilirlik gereklilikleri nelerdir ve ASME basınçlı kaplarda veya nükleer yapılarda kullanılan kaynaklı borular için hangi ek belgeler talep edilmelidir?
B730 temel çizgiyi sağlar; kritik uygulamalar ek kanıt gerektirir.
ASTM B730 Minimum Sertifikasyonu (MTR):
Isı Analizi: UNS N02201 ve C ≤ %0,02'yi doğrulayan plaka malzemesinin kimyası.
Ürün Analizi: B730'a göre isteğe bağlıdır, ancak bitmiş tüpün kimyasının doğrulanması talep edilmelidir.
Mekanik Testler: Çekme ve yassılaştırma test sonuçları.
Isıl İşlem: Borunun kaynak sonrası tavlandığını belirten ifadedir.
NDE Raporu: Kaynağın RT veya ET tarafından %100 incelendiğini ve kabul edilebilir bulunduğunu belirten beyan.
Kritik Hizmet için Ek Belgeler (ASME, Nükleer):
ASME "SA" Tanımı: Malzemenin ASME Kodu yapımına uygun olması için SB-730'a sipariş edilmesi gerekir. MTR bunu belirten bir Uygunluk Sertifikası olmalıdır.
Geliştirilmiş NDE Raporu: Nükleer için (ASME Bölüm III), tüm kaynak uzunluğunun belirli bir prosedüre göre (örneğin, SNT-TC-1A) incelendiğini ve sıkı kriterlere göre kabul edildiğini (örneğin, doğrusal gösterge yok) gösteren, film veya dijital görüntüler içeren ayrıntılı bir RT raporu gerektirir.
Kaynak Prosedürü Spesifikasyonu (WPS) ve Kalifikasyon: Nitelikli bir prosedür olduğundan emin olmak için, uzunlamasına kaynak prosesine ilişkin fabrikanın PQR/WPQ'sunu talep edin.
İzlenebilirlik: Her tüp uzunluğu, plakanın Isı Numarası, Üretici, Boyut, Sınıf (N02201) ve standart (SB-730) ile kalıcı olarak işaretlenmelidir. Bu MTR ile eşleşmelidir.
Üçüncü-Taraf Denetimi: Satın alma siparişi, Yetkili Nükleer Denetçiye (ANI) veya ASME-yetkili denetçisine fabrikadaki testlere tanıklık etme ve kayıtları inceleme hakkını vermelidir.
Kritik Hizmet için Tedarik Şartnamesi Örneği:
*"Kaynaklı Boru, ASTM B730/SB-730, UNS N02201'e uygundur. Tüm borular, ASTM E94'e göre %100 Radyografik olarak incelenecektir. Fabrika, Sertifikalı MTR'leri, boylamasına kaynak için nitelikli WPS'nin bir kopyasını ve tam izlenebilirlik işaretini sağlayacaktır. Malzeme ASME Bölüm III, Sınıf 2 yapımı içindir; tüm malzeme, kaynak ve NDE, Denetçi tarafından kabul edilebilir bir Kalite Sistem Programı kapsamında gerçekleştirilecektir."*
Özetle, ASTM B730 Nikel 201 Kaynaklı Boru, büyük-ölçekli korozyona-dirençli sistemler oluşturmak için yüksek-performanslı, uygun maliyetli-bir çözümdür. Güvenilirliği, standartta yer alan kaynak, ısıl işlem ve muayene protokollerine sıkı sıkıya bağlı kalınmasına ve en zorlu hizmetler için ek doğrulama katmanlarına bağlıdır.
