Deniz suyu ve agresif klorür hizmetlerinde neden 25-6HN alaşımlı boru tercih edilir?

1. S: Incoloy 330 ve 25-6HN alaşımlı borular arasındaki temel bileşim ve özellik farklılıkları nelerdir?

A:Incoloy 330 ve 25-6HN temelde farklı uygulamalara hizmet eder-biri yüksek sıcaklıkta hizmet için tasarlanmıştır, diğeri ise agresif klorür ortamlarında sulu korozyon direnci için optimize edilmiştir.

Incoloy 330 (UNS N08330)yüksek-sıcaklıkta oksidasyon, karbürizasyon ve termal yorulma direnci için tasarlanmış östenitik nikel-demir-krom alaşımıdır. Nominal bileşimi %34–37 nikel, %17–20 krom, %1,0–1,5 silikon, %0,08–0,12 karbon ve denge demirden oluşur. Alaşım molibden veya nitrojen içermez. Yüksek nikel içeriği (~%35) klorür stresli korozyon çatlamasına ve karbürizasyona karşı mükemmel direnç sağlar. Kontrollü silikon ilavesi (%1,0–1,5) yüksek sıcaklıklarda oksidasyon direncini önemli ölçüde artırır. Incoloy 330, çökeltme sertleştirme ilavesi olmadan-güçlendirilmiş katı{21}}çözeltidir. Tipik akma dayanımı oda sıcaklığında 30–45 ksi'dir (207–310 MPa), kısa süreli hizmet için yaklaşık 2000 derece F'ye (1093 derece) kadar ve uzun süreli hizmet için 1800 derece F'ye (982 derece) kadar faydalı sürünme mukavemeti{32}} vardır. En ayırt edici özelliği, termal yorgunluğa ve döngüsel oksidasyona karşı olağanüstü dirençtir.

25-6HN Alaşımı (UNS N08925)özellikle deniz suyu ve asidik klorür ortamlarında aşırı sulu korozyon direnci için tasarlanmış süper-östenitik paslanmaz çeliktir. Nominal bileşimi %24-26 nikel, %19-21 krom, %6,0-7,0 molibden, %0,8-1,5 bakır, %0,10-0,20 nitrojen ve denge demirden oluşur. Alaşım aynı zamanda "6 Moly" veya "Süper Östenitik %6 Mo" olarak da bilinir. Yüksek molibden (%6-7) ve nitrojenin (%0,10-0,20) kombinasyonu, yaklaşık 40-45'lik çukurlaşma direnci eşdeğer sayısı (PREN) ile olağanüstü çukurlaşma ve çatlak korozyon direnci sağlar. Bakır ilavesi, sülfürik asit. 25-6HN gibi indirgeyici asitlere karşı direnci artırır, aynı zamanda oda sıcaklığında 35–45 ksi (241–310 MPa) tipik akma dayanımıyla güçlendirilmiş katı-çözeltidir, ancak korozyon direncinin bozulabileceği ve gevrekleşme fazlarının oluşabileceği yaklaşık 600 derece F'nin (316 derece) üzerindeki yüksek-sıcaklıklarda hizmet için TASARLANMAMIŞTIR.

Metalurjik çıkarımlar:Incoloy 330 aşağıdakiler için tasarlanmıştır:kuru, yüksek-sıcaklıktaki ortamlar(1000–2000 derece F / 538–1093 derece) fırın bileşenlerinde, ısıl işlem sepetlerinde ve petrokimya ısıtıcılarında. Yüksek silikon içeriği, krom oksit tabakasının altında koruyucu bir silika (SiO₂) tabakasının oluşumunu destekleyerek olağanüstü oksidasyon ve karbürizasyon direnci sağlar. 25-6HN, aşağıdakiler için tasarlanmıştır:ıslak, düşük{0}}ile-orta sıcaklıktaki sulu ortamlar(600 derece F / 316 dereceye kadar) deniz suyu taşıma, kimyasal işleme ve baca gazı kükürt gidermede. Kuru servis için yetersiz krom ve silikon nedeniyle yüksek sıcaklıklarda hızla oksitlenir ve kireçlenir.

Aralarında seçim yapmak:Uygulama şunları içeriyorsayüksek-sıcaklıkta kuru hizmet (fırın bileşenleri, ısıl işlem ekipmanı), Incoloy 330'u seçin. Uygulama şunları içeriyorsaOrta sıcaklıklarda deniz suyu, tuzlu su veya asidik klorür çözeltileri25-6HN'yi seçin. Her iki alaşımın da geçerli alternatifler olduğu neredeyse hiçbir uygulama yoktur.

---

2. S: Incoloy 330 ve 25-6HN alaşımlı dikişsiz borularda hangi endüstri standartları ve spesifikasyonlar geçerlidir?

A:Bu iki alaşım, 330 için -yüksek{-yüksek sıcaklıkta endüstriyel ısıtma ve 25-6HN için kimyasal/denizcilik gibi farklı pazarlarını yansıtan belirgin şekilde farklı spesifikasyon çerçevelerine tabidir.

Incoloy 330 dikişsiz boru için:

ASTM B535 / ASME SB535– Dikişsiz nikel-demir-krom-silikon alaşımlı boru (UNS N08330) için standart spesifikasyon. Bu, kimyayı, çekme özelliklerini ve boyutsal gereklilikleri kapsayan birincil boru spesifikasyonudur.

ASTM B163 / ASME SB163– Dikişsiz kondenser ve ısı eşanjörü boruları, genellikle yüksek-sıcaklıktaki ısı eşanjörlerindeki Incoloy 330 boruları için çağrılır.

ASTM B366– Fabrikada-yapılan dövme nikel ve nikel alaşımlı bağlantı parçaları için standart spesifikasyon (bağlantı parçaları için N08330'u kapsar).

ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu Bölüm II, Kısım D– Uzun-dönemli hizmet için 1650 derece F'ye (899 derece) kadar sıcaklıklarda N08330 için izin verilen gerilim değerlerini sağlar.

AMS 5592– Incoloy 330 levha, şerit ve plaka için Havacılık ve Uzay Malzemesi Şartnamesi (genellikle havacılık uygulamalarındaki borular için başvurulur).

25-6HN alaşımlı dikişsiz boru için:

ASTM B677 / ASME SB677– Dikişsiz nikel-demir-krom-molibden-bakır-nitrojen alaşımlı boru (UNS N08925) için standart spesifikasyon. Bu birincil boru spesifikasyonudur.

ASTM B673– Kaynaklı boru için standart özellikler (kritik hizmet için dikişsiz tercih edilmesine rağmen).

ASTM B625– Levha, levha ve şerit için standart spesifikasyon (genellikle kimya ve özellik gereklilikleri için başvurulur).

NORSOK M-630– Deniz suyu ve tuzlu su hizmeti için 25-6HN'yi içeren Norveç petrol ve gaz standardı.

ASME Kazan ve Basınçlı Kap Kodu Bölüm II, Kısım D– Yaklaşık 600 derece F'ye (316 derece) kadar sıcaklıklarda N08925 için izin verilen gerilim değerlerini sağlar.

Tedarik hususları:Incoloy 330 dikişsiz boru, genellikle ASME B36.19'a göre standart programlarda (Sch 10S, 40S, 80S) çeşitli fabrikalardan ticari olarak temin edilebilir. Teslimat süreleri 8-14 haftadır. 25-6HN de ticari olarak mevcuttur ancak Incoloy 926'ya (benzer %6 Mo alaşımı) göre daha az yaygındır. Teslim süreleri genellikle 10-16 haftadır. Her iki alaşım için de malzeme test raporunun daima doğru UNS numarasını ve 25-6HN için nitrojen içeriğini (%0,10–0,20) ve molibden içeriğini (%6,0–7,0) belgelediğini doğrulayın.

---

3. S: Incoloy 330 dikişsiz boru neden yüksek-sıcaklıklı fırın ve ısıl işlem uygulamaları için tercih edilen malzemedir?

A:Incoloy 330 dikişsiz boru, benzersiz kombinasyonu sayesinde endüstriyel ısıtma uygulamalarında hakim bir konum kazanmıştır.yüksek-sıcaklık dayanımı, oksidasyon direnci, karbürizasyon direnci ve termal yorulma direnci. Dört spesifik özelliği, 310H gibi standart paslanmaz çeliklere göre üstünlüğünü açıklamaktadır.

Birincisi, kontrollü silikon ilavesinden kaynaklanan olağanüstü oksidasyon direnci.Tüm östenitik paslanmaz çelikler, oksidasyon koruması için krom oksit (Cr₂O₃) ölçeğine dayanır. Bununla birlikte, 1800 derece F'nin (982 derece) üzerindeki sıcaklıklarda, Cr₂O₃ giderek daha uçucu hale gelir ve termal döngü sırasında parçalanır. Incoloy 330, krom oksit tabakasının altında sürekli, amorf bir silika (SiO₂) alt- katmanının oluşumunu destekleyen %1,0–1,5 silikon içerir. Bu silika tabakası son derece stabildir, oksijen difüzyonunu azaltır ve termal döngü sırasında kireç yapışmasını önemli ölçüde artırır. Döngüsel oksidasyon testinde (2000 derece F / 1093 dereceye kadar 15-dakikalık döngüler), Incoloy 330, 500 döngü sonrasında Tip 310H paslanmaz çeliğin metal kaybının %10'undan daha azını sergiler. Bu, onu sık sık açılıp kapanan fırın bileşenleri için tercih edilen malzeme haline getiriyor.

İkincisi, olağanüstü karbürizasyon direnci.Hidrokarbon- içeren atmosferlerde (örneğin, petrokimya fırınları, endotermik gazla ısıl işlem), karbon difüzyonu (karbürizasyon) standart paslanmaz çelikleri kırılganlaştırır. Incoloy 330'un yüksek nikel içeriği (%34-37) östenitik matristeki karbon çözünürlüğünü ve yayılımını azaltır. Silikon ilavesi ayrıca karbon difüzyon bariyeri görevi gören bir silika tabakasının oluşumunu da destekler. Incoloy 330, 1600–1700 derece F'de (871–927 derece) karbürleme atmosferlerine maruz kalan buhar metan dönüştürücü pigtaillerinde ve transfer hatlarında, 310H'den önemli ölçüde daha iyi karbürizasyon direnci göstermiştir ve Incoloy 800HT gibi daha yüksek-nikel alaşımlarıyla karşılaştırılabilir.

Üçüncüsü, mükemmel termal yorulma direnci.Pek çok fırın bileşeni tekrarlanan termal döngüye maruz kalır ve bu da çatlamaya neden olabilecek termal gerilimlere neden olur. Incoloy 330'un orta dereceli termal genleşme katsayısı (diğer östenitik alaşımlara benzer), yüksek süneklik ve iyi yüksek-sıcaklık mukavemetiyle birleştiğinde olağanüstü termal yorulma direnci sağlar. Alaşımın termal geçişler sırasında çatlamadan plastik olarak deforme olma yeteneği, daha yüksek-mukavemetli, çöktürme-sertleştirilmiş alaşımlardan üstündür. Tavlama fırınları için radyant tüp hizmetinde (her 24 saatte bir ortam sıcaklığından 1850 derece F / 1010 dereceye kadar döngü), Incoloy 330 tüpleri genellikle 5-8 yıl dayanırken, 310H için 2-3 yıl kullanılır.

Dördüncüsü, yüksek sıcaklıklarda iyi sürünme mukavemeti.Incoloy 330, çökeltmeyle sertleşen bir alaşım olmasa da-krom, nikel ve silikondan katı çözeltiyle güçlendirme yoluyla yararlı sürünme dayanımı elde eder. 1600 derece F'de (871 derece) 100.000-saatlik sürünme kopma mukavemeti yaklaşık 2,5–3,5 ksi'dir (17–24 MPa); bu, kasnak gerilimlerinin düşük olduğu (tipik olarak 0,5–1,5 ksi) çoğu fırın tüpü uygulaması için yeterlidir.

Tipik uygulamalar:Tavlama ve karbürleme fırınlarındaki radyant tüpler, ısıl işlem sepetleri ve ızgaraları, petrokimya fırını pigtailleri ve transfer hatları, reformer tüp destekleri, brülör nozulları, çimento fırını bileşenleri ve atık ısı kazanı tüp destekleri.

---

4. S: Deniz suyu ve agresif klorür hizmeti için neden 25-6HN alaşımlı boru tercih ediliyor?

A:25-6HN alaşımlı boru (UNS N08925), çukurlaşma, aralık korozyonu ve klorür stresli korozyon çatlamasına karşı olağanüstü direnci nedeniyle deniz suyu işleme, tuzdan arındırma ve kimyasal işlemede yaygın kabul görmüş süper-östenitik bir paslanmaz çeliktir. Üç spesifik özelliği, dubleks paslanmaz çeliklere ve düşük alaşımlı östenitiklere göre üstünlüğünü açıklamaktadır.

İlk olarak, son derece yüksek oyuklanma direnci eşdeğer numarası (PREN).PREN, %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N olarak hesaplanır. 25-6HN için:

Krom: %19–21

Molibden: %6,0–7,0

Azot: %0,10–0,20

Bu yaklaşık 40-45'lik bir PREN verir. Karşılaştırıldığında:

316L paslanmaz çelik: PREN ∼24–26

Dubleks 2205: PREN ∼35–38

Incoloy 825: PREN ∼30–33

Daha yüksek bir PREN, klorür-içeren ortamlarda çukurlaşma ve çatlak korozyonuna karşı daha fazla direnç olduğunu gösterir. Sıcak deniz suyunda (80–100 derece F / 27–38 derece), haftalar içinde 316L çukurlar. Duplex 2205 daha iyi performans gösterir ancak yine de biyolojik kirlilik veya birikintiler altında çatlak korozyonu yaşayabilir. 25-6HN, deniz suyunda yaklaşık 120–140 derece F'ye (49–60 derece) kadar çukurlaşmaya karşı dayanıklıdır, bu da onu tropik deniz suyu soğutma sistemleri, yangın suyu hatları ve balast boruları için uygun kılar.

İkincisi, klorür stresli korozyon çatlamasına (SCC) karşı olağanüstü direnç.Östenitik paslanmaz çelikler (304L, 316L), özellikle buharlaşma koşullarında, yaklaşık 140 derece F'nin (60 derece) üzerinde klorür SCC'ye karşı oldukça hassastır. 25-6HN'nin yüksek nikel içeriği (%24–26) ve molibden içeriği, SCC davranışını temelden değiştirir. Alaşım, konsantre tuzlu sular, klorür taşınan buhar yoğuşması ve deniz atmosferi koşulları da dahil olmak üzere sulu hizmette karşılaşılan tüm sıcaklıklarda SCC'ye direnç gösterir. Bu, onu açık deniz platform boruları, tuzdan arındırma tesisleri ve kıyı kimyasal tesisleri için mükemmel bir seçim haline getirir.

Üçüncüsü, asit direncini azaltmak için bakır ilavesi.%0,8-1,5 bakır içeriği, indirgen asitlere, özellikle sülfürik ve fosforik asitlere karşı olağanüstü direnç sağlar. Baca gazı kükürt giderme (FGD) sistemlerinde-ıslak yıkayıcıların enerji santrali egzozundan SO₂'yi uzaklaştırdığı-ortam düşük pH'ta (2-4) sülfürik asit, klorürler ve florürler içerir. Bakır ilavesi, 25-6HN'nin bu karışık asit ortamlarındaki saldırılara karşı direncine yardımcı olur. Birçok FGD emici kule sprey başlığı ve buğu giderici destek borusu, 25-6HN gibi %6 Mo alaşımları olarak belirtilmektedir.

Karşılaştırmalı arıza modları:Contaların altında durgun yarıklar bulunan, 90 derece F (32 derece) sıcaklıkta-deniz suyuyla soğutulan bir ısı eşanjöründe:

316L tüplerde 6-12 ay içinde iğne deliği sızıntıları gelişiyor

Duplex 2205 2-5 yıl dayanabilir ancak contalarda çatlak korozyonu başlar

25-6HN, genellikle ekipman tasarım ömrünü aşan 15–20+ yıllık hizmet sağlar

Tipik uygulamalar:Deniz suyu soğutma boruları (enerji santralleri, LNG terminalleri), yangın suyu sistemleri (açık deniz platformları), tuzdan arındırma tesisi ara bağlantı boruları, kimyasal tanker kargo hatları, FGD emici sprey başlıkları, kağıt hamuru ve kağıt ağartma tesisi boruları (klor dioksit servisi) ve farmasötik reaktör transfer hatları.

---

5. S: Incoloy 330 ve 25-6HN alaşımlı borular için kritik kaynak gereksinimleri nelerdir?

A:Bu iki alaşımın kaynaklanması farklı konulara dikkat edilmesini gerektirir: Incoloy 330'un yüksek silikon içeriği, sıcak çatlamayı önlemek için kontrol gerektirirken, 25-6HN, çukurlaşma direncini koruyan dolgu metalleri gerektirir.

Incoloy 330 boru için (yüksek silikon, yüksek nikel):

Dolgu metali seçimi:KullanmakER330(eşleşen kompozisyon) veyaER310paslanmaz çelik dolgu maddeleri.ER330Oksidasyon ve karbürizasyon direncinin eşleştirilmesi için tercih edilir. Asla düşük-alaşımlı dolgu maddeleri veya standart 308L/316L dolgu maddeleri kullanmayın-bunlar yüksek sıcaklıktaki servis için gerekli nikel ve silikondan-yoktur.

Isı girişi kontrolü:Maksimum geçiş sıcaklığı: 300 derece F (149 derece). Isı girişi 25–45 kJ/inç (10–18 kJ/cm) ile sınırlıdır. Aşırı ısı girişi silikonun ayrışmasına neden olabilir ve sıcak çatlama riskini artırabilir. Dokuma yerine stringer boncuklar kullanın.

Sıcak çatlamanın önlenmesi:%1,0-1,5 silikon içeriği oksidasyon direnci açısından faydalı olsa da sıcak çatlamaya duyarlılığı artırır. Önlemler şunları içerir:

Yüzeyleri iyice temizleyin-kesme sıvılarından veya işaretleme kalemlerinden kaynaklanan kükürt kirliliği özellikle zararlıdır

Hafif dışbükey kaynak boncuk profili kullanın-içbükey boncuklar çatlama riskini artırır

Kaynak kısıtlamasını en aza indirin

Kaynak sonrası ısıl işlem-(gerekli değildir):Incoloy 330,-kaynaklı durumda kullanılır. Kaynak sonrası-çözüm tavlaması, maksimum sünekliği geri kazandıracaktır ancak saha kaynağı için pratik değildir ve nadiren belirtilir.

25-6HN alaşımlı boru için (süper-östenitik):

Dolgu metali seçimi:KullanmakERNiCrMo-3(Inconel 625) standart dolgu maddesi olarak. Çukurlaşma direncini korumak için dolgu maddesinin ana metalin molibden içeriğini (%6-7) karşılaması veya aşması gerekir.ERNiCrMo-10(Inconel 622) de kabul edilebilir. Asla paslanmaz çelik dolgu maddeleri (308L, 316L) kullanmayın;-galvanik korozyon hücresi oluştururlar ve molibden içermezler.

Isı girişi kontrolü:Maksimum geçiş sıcaklığı: 250 derece F (121 derece). Isı girişi 20–40 kJ/inç (8–16 kJ/cm) ile sınırlıdır. Daha yüksek ısı girişi molibden-zengin faz çökelmesine (sigma veya chi fazları) neden olabilir ve bu da çukurlaşma direncini %50 veya daha fazla azaltır.

Kaynak öncesi-temizlik:Asetonla veya özel paslanmaz çelik fırçayla temizleyin. Nikel alaşımları için ayrılmış taşlama disklerini kullanın. Tüm karbon çeliği kirliliğini giderin-gömülü demir parçacıkları paslanacak ve çukurlaşmayı başlatacaktır.

Kaynak sonrası ısıl işlem-(genellikle gerekli değildir):Çoğu uygulama için, kaynaklı durumda 25-6HN kullanılır. Zorlu ortamlarda (örneğin, durgun koşullardaki sıcak deniz suyu) maksimum korozyon direnci için, 1950–2050 derece F'de (1066–1121 derece) çözelti tavlaması ve ardından hızlı su söndürme, tam oyuklanma direncini geri kazandırır. Bu, distorsiyon riskleri nedeniyle boru üzerinde nadiren gerçekleştirilir.

Kritik uyarılar:

Incoloy 330 için:Düşük-kromlu dolgu maddeleri (308L, 316L) kullanmayın-bunlar oksidasyon ve karbürizasyon saldırısı için zayıf bir halka oluşturur. Aşırı ısı girişi kullanmayın-bu sıcakta çatlama riskini artırır. Kükürdü gidermek için iyice temizleyin.

25-6HN için:Paslanmaz çelik dolgu maddeleri kullanmayın-bunlar molibden içermez ve korozyona- yatkın bir kaynak bölgesi oluşturur. Aşırı ısınmayın-sigma fazı oluşumu tam çözelti tavlaması olmadan geri döndürülemez. Kirlenmiş taşlama çarklarını kullanmayın-gömülü karbon çeliği parçacıkları çukurlaşmaya neden olur.

Yeterlilik gereksinimleri:

Yüksek-sıcaklık döngüsel servisindeki Incoloy 330 için kaynak prosedürü kalifikasyonu, sıcak çatlama olmadığını doğrulamak için termal döngü testini veya en azından çapraz-kesit mikroskopisini içermelidir.

Deniz suyunda veya FGD hizmetinde 25-6HN için kaynak prosedürü kalifikasyonu, kaynaklı ve ısıdan- etkilenen bölgelerin PREN eşdeğeri performansı koruduğunu doğrulamak amacıyla ASTM G48 (ferrik klorür) uyarınca çukurlaşma korozyon testini içermelidir. Standart kabul kriteri, 77 derece F'de (25 derece) 72 saat sonra çukurlaşmanın olmamasıdır.