1. Sp.: Hver er grundvallarsamsetning og málmvinnslubygging Nikkel 200 og hvernig hafa þessir eiginleikar áhrif á tæringarþol þess og vélræna eiginleika?
A:Nikkel 200 (UNS N02200) er viðskiptahreint unnu nikkelblendi sem inniheldur að lágmarki 99,0% nikkel, með vandlega stjórnuðum snefilefnum þar á meðal kolefni (≤0,15%), járn (≤0,40%), mangan (≤0,35%), sílikon (≤0,5%) og kopar (≤0,5%). Efnið sýnir andlits-miðaða kúbika (FCC) austenítíska örbyggingu yfir öll hitastig, sem veitir einstaka sveigjanleika, mótunarhæfni og seigleika frá frostaskilyrðum upp í um það bil 315°C (600°F).
Tæringarþol Nikkel 200 stafar af eðlislægri göfgi nikkelmálmsins sjálfs, frekar en frá óvirku oxíðlagi eins og með ryðfríu stáli. Þessi grundvallaraðgreining er mikilvæg: Nikkel 200 sýnir einstaka viðnám gegn ætandi basum (natríum-, kalíum- og kalsíumhýdroxíðum) í öllum styrkjum og hitastigi, þ. Það skilar sér einnig einstaklega vel í afoxandi umhverfi, eins og ó-oxandi sýrur (þynntar brennisteins- og saltsýrur) við súrefnis-lausar aðstæður og í þurrum halógenum eins og klór og flúor við hærra hitastig.
Hins vegar, Nikkel 200 hefur takmarkanir. Vélrænni styrkur þess er verulega lægri en austenítískt ryðfríu stáli; glæðuþolinn er venjulega 103–207 MPa (15–30 ksi), samanborið við 207–310 MPa (30–45 ksi) fyrir 304/316 ryðfrítt stál. Þetta krefst þykkari vegghluta fyrir samsvarandi þrýstings-getu. Þar að auki er Nikkel 200 næmt fyrir grafítbroti þegar það verður fyrir hitastigi yfir 315°C í langan tíma, takmörkun sem bregst við með litlu-kolefnisafbrigði þess, Nikkel 201. Skilningur á þessum grundvallareiginleikum er nauðsynlegur fyrir rétta efnisval í efnavinnslu, ætandi meðhöndlun og sérhæfingu.
2. Sp.: Í efnavinnslu sem felur í sér óblandaðan ætandi gos (NaOH) við hærra hitastig, hvað gerir nikkel 200 að ákjósanlegu efni umfram austenítískt ryðfrítt stál og hvaða sérstakar bilunaraðferðir dregur úr því?
A:Nikkel 200 er almennt viðurkennt sem fyrsta efnið til að meðhöndla óblandaðan ætandi gos við hærra hitastig vegna einstakrar samsetningar þess af almennu tæringarþoli og ónæmi fyrir ætandi tæringarsprungum (CSCC).
Austenitískt ryðfrítt stál, þar á meðal 304 og 316 gráður, er mjög viðkvæmt fyrir ætandi tæringarsprungum þegar það verður fyrir natríumhýdroxíðstyrk yfir 50% við hitastig yfir 60°C (140°F). Þetta skaðlega bilunarkerfi kemur fram sem millikorna eða transkornótta sprunga undir samsettri áhrifum togspennu og ætandi ætandi umhverfisins. CSCC bilanir eiga sér stað án verulegrar fyrri þynningar á veggjum, sem leiðir til skelfilegra, ófyrirhugaðrar losunar á heitri ætandi lausn með alvarlegum öryggis-, umhverfis- og rekstrarafleiðingum.
Nikkel 200, hins vegar, sýnir nánast ekkert næmi fyrir CSCC á öllu styrkleika- og hitastigi natríumhýdroxíðþjónustu. Óvirka filman sem myndast á nikkel í ætandi umhverfi er stöðug, sjálf-græðandi og ónæm fyrir staðbundnu niðurbroti sem er á undan spennutæringu. Almennt tæringarhraði er venjulega undir 0,025 mm/ári (1 mpy) jafnvel í 50% NaOH við 150°C (302°F), sem gerir líftíma yfir 25 ár án verulegs veggtaps.
Ennfremur þolir Nikkel 200 ætandi stökk-fyrirbæri sem hefur áhrif á kolefnisstál í svipuðu umhverfi-og viðheldur sveigjanleika þess og seigleika allan endingartímann. Af þessum ástæðum er Nikkel 200 óaðfinnanlegur pípa staðlað forskrift fyrir:
Húðuppgufunarrör og flutningslínur í klór-alkalíplöntum
Há-hitakerfi fyrir ætandi endurheimt í súrálshreinsun (Bayer ferli)
Framleiðsla á gervitrefjum (rayon- og nylonframleiðsla)
Sápu- og þvottaefnisframleiðsla sápunarílát
Lyfjavinnsla þar sem ætandi hreinsun-á-stað (CIP) kerfi eru notuð
Þó að stofnfjárútgjöld fyrir nikkel 200 séu umtalsvert hærri en fyrir ryðfríu stáli, er líftímakostnaðurinn réttlættur með því að afnema tæringarheimildir, koma í veg fyrir bilanir í tæringarálagi og að ná áreiðanlegri,-langtímaþjónustu í mikilvægum há-hitabúnaði.
3. Sp.: Hver eru mikilvæg suðu- og framleiðsluþættir fyrir Nikkel 200 rör, sérstaklega varðandi samskeyti, val á fylliefni og hitameðhöndlun eftir -suðu?
A:Welding Nikkel 200 krefst nákvæmrar athygli að hreinleika og ferlistýringu, þar sem efnið er mjög viðkvæmt fyrir stökkun af snefilefnum eins og brennisteini, blýi og fosfór sem eru góðkynja í kolefnisstáli og ryðfríu stáli.
Sameiginlegur undirbúningur og hreinlæti:Áður en suðu hefst verður að fita vandlega af öllum yfirborðum innan 50 mm (2 tommur) frá suðumótinu með asetoni, ísóprópýlalkóhóli eða álíka ó-klóraðan leysi. Klóraðir leysiefni eru stranglega bönnuð þar sem leifar af klóríðum geta valdið streitutæringu eftir-þjónustu. Slípiverkfæri sem notuð eru á kolefnisstál verða að vera tileinkuð nikkelvinnu til að koma í veg fyrir kross-mengun; jafnvel örfáar járnagnir geta valdið galvanískri tæringu eða suðugalla. Vírburstar úr ryðfríu stáli eru ásættanlegir til að undirbúa yfirborð, að því gefnu að þeir hafi ekki verið notaðir á kolefnisstál.
Val á fylliefni:Venjulegur áfyllingarmálmur fyrir suðu Nikkel 200 erNikkel 61 (UNS N9961), samsvarandi fylliefni sem viðheldur tæringarþol og vélrænni eiginleika grunnmálmsins. Fyrir ólíkar suðu-eins og nikkel 200 í ryðfríu stáli eða kolefnisstáli-ENiCrFe-2eðaENiCrFe-3(Inconel 182-gerð) fylliefni eru venjulega notuð. Þessi háa-nikkel króm-járn fylliefni taka við mismun á hitaþenslu milli nikkels og stáls á sama tíma og þau veita fullnægjandi styrk og tæringarþol.
Suðuferli:Gaswolframbogasuðu (GTAW/TIG) er æskilegt fyrir rótarleiðir til að tryggja nákvæma stjórn og lágmarks mengun. Varmainntak verður að vera vandlega stjórnað; á meðan forhitun er almennt ekki nauðsynleg, ætti að halda hitastigi milli leiða undir 150°C (300°F) til að koma í veg fyrir heita sprungur og kornvöxt. Suðulaugin ætti að vera varin með há-hreinleika argon eða helíum, og bakhlið rótargöngsins verður að hreinsa með óvirku gasi til að koma í veg fyrir oxun. Nikkel 200 sýnir hægan, deigandi suðulaugareiginleika sem krefst sérstakrar suðuþjálfunar fyrir nikkelblendi.
Eftir-suðuhitameðferð (PWHT):Í flestum forritum er PWHT hvorki krafist né mælt með því fyrir nikkel 200. Efnið er venjulega notað í glæðu ástandi og hitameðferð eykur ekki tæringarþol þess. Hins vegar, ef lagnakerfið hefur orðið fyrir verulegri köldu vinnu við framleiðslu, má framkvæma álagsglæðingu við 595–705°C (1100–1300°F) til að endurheimta sveigjanleika. Þessi meðferð er aðeins árangursrík ef efnið er laust við brennisteinsmengun; að öðrum kosti getur orðið alvarlegt stökkvandi. Fyrir þjónustu yfir 315°C ætti ekki að nota Nikkel 200 óháð PWHT; Nikkel 201 þarf.
4. Sp.: Hverjar eru takmarkanir Nikkel 200 í háum-hitaþjónustu og hvernig ræður hættan á grafítbroti hámarks öruggum rekstrarhita fyrir viðvarandi þjónustu?
A:Þó Nikkel 200 sýni framúrskarandi tæringarþol í fjölmörgum umhverfi, þá setur kolefnisinnihald þess ákveðna hitatakmörkun sem þarf að virða til að koma í veg fyrir grafítískt brot-, niðurbrotskerfi sem getur leitt til skelfilegrar bilunar án sýnilegrar viðvörunar.
Nikkel 200 inniheldur hámarks kolefnisinnihald 0,15%. Þegar það verður fyrir hitastigi yfir 315°C (600°F) í langan tíma fellur yfirmettað kolefnið út sem grafíthnúðar meðfram kornamörkum. Þetta fyrirbæri, þekkt semgrafítgerð, hefur í för með sér alvarlega stökkun sem einkennist af stórkostlegri minnkun á sveigjanleika (lenging sem fellur úr 40–50% í minna en 5%) og höggstyrk, án þess að sjáanlegar breytingar verða á veggþykkt eða yfirborðsútliti. Lagnakerfi sem virðist ósnortið getur bilað skelfilega við hitalost, vélrænt álag eða þrýstingssveiflur.
Grafítunarferlið er tíma-háð hitastigi. Við 315°C getur það tekið mörg ár að verða stökkt; við 400°C getur það komið fram innan mánaða. Vélbúnaðurinn er óafturkræfur; þegar grafitization hefur átt sér stað getur engin hitameðferð endurheimt upprunalega sveigjanleika efnisins.
Fyrir þjónustu yfir 315°C,Nikkel 201 (UNS N02201)-lágt-kolefnisafbrigðið með hámarki 0,02% kolefnis-er krafist. Nikkel 201 útilokar hættuna á grafítmyndun á sama tíma og það heldur sömu tæringarþol og sambærilega vélrænni eiginleika. Í reynd, ábyrgar verkfræðilegar forskriftir kveða á um:
Nikkel 200fyrir þjónustuhita allt að 315°C (600°F)
Nikkel 201fyrir þjónustuhita á milli 315°C og 425°C (600–800°F)
Fyrir viðvarandi þjónustu yfir 425°C eru hærri-blendiefni eins og Alloy 600 eða Alloy 601 venjulega tilgreind
Í klór-alkalíverksmiðjum, framleiðslu á gervitrefjum og öðrum háum-hitaefnum er val á Nikkel 200 á móti Nikkel 201 ekki spurning um hagræðingu kostnaðar heldur grundvallarsamhæfi og öryggi efnis. Fjölmargar sögulegar bilanir hafa átt sér stað þar sem nikkel 200 var óvart notað í hærra-hitabúnaði, sem leiddi til stökks og skelfilegrar bilunar.
5. Sp.: Frá sjónarhóli innkaupa og gæðatryggingar, hverjar eru mikilvægar ASTM forskriftir, prófunarkröfur og skjalastaðlar fyrir Nikkel 200 óaðfinnanlega rör í þrýstingi-sem innihalda þjónustu?
A:Innkaup á Nikkel 200 óaðfinnanlegu röri fyrir þjónustu sem inniheldur þrýsti- krefst þess að farið sé við sérstakar ASTM forskriftir og viðbótarprófunarkröfur sem tryggja efnisheilleika, rekjanleika og samræmi við hönnunarkóða.
Aðal ASTM forskriftir:Gildandi forskrift fyrir Nikkel 200 óaðfinnanlega rör erASTM B161 / B161M(Staðlað forskrift fyrir nikkel óaðfinnanlegur rör og rör). Þessi forskrift nær yfir efnasamsetningu, vélræna eiginleika, mál og vikmörk fyrir hreint nikkelpípa í atvinnuskyni. Fyrir varmaskipti og ketilslöngur,ASTM B163 / B163M(Staðalforskrift fyrir óaðfinnanlega nikkel- og nikkelblendiþéttara og hita-skiptirör) á við.
Sannprófun á efnasamsetningu:Innkaupalýsingar verða að krefjast sannprófunar á nikkelinnihaldi (lágmark 99,0%) og snefilefnamörkum. Kolefnisinnihald er sérstaklega mikilvægt þar sem það ákvarðar háan-hitatakmarkanir efnisins. Greining er venjulega framkvæmd með ljósrófsgreiningu eða innrauða brunagreiningu, með niðurstöðum skjalfestar á efnisprófunarskýrslunni (MTR).
Vélræn prófun:Samkvæmt ASTM B161 felur vélrænni prófun í sér:
Togprófun:Lágmarks uppskeruþol 103 MPa (15 ksi) og lágmarks togstyrkur 345 MPa (50 ksi) fyrir glóðað ástand
Flettingarpróf:Fyrir rörstærðir, til að sýna sveigjanleika og frelsi frá göllum
Vatnsstöðupróf:Hver rörlengd verður að standast vatnsstöðuþrýstingsprófun án leka, venjulega við þrýsting sem framkallar 70% af tilgreindum lágmarksflæðistyrk
Viðbótarkröfur fyrir mikilvæga þjónustu:Fyrir alvarlegt ætandi umhverfi eða þrýsting-sem innihalda forrit, tilgreina kaupendur venjulega:
100% ekki eyðileggjandi skoðun (NDE):Ultrasonic prófun (UT) eða hvirfilstraumsprófun til að greina lagskiptingar, innfellingar eða veggþykktarbreytingar
Jákvæð efni auðkenning (PMI):100% PMI af öllum pípulengdum til að staðfesta nikkelinnihald og sannreyna að ekki sé til efnisblöndun-
Hörkuprófun:Hámarks hörkumörk til að tryggja framleiðni og koma í veg fyrir sprunguþol gegn streitutæringu
Skjölunarstaðlar:Fullur rekjanleiki er áskilinn, venjulega krefst þessEN 10204 Gerð 3.1vottun (skoðunarvottorð frá framleiðanda) fyrir staðlaða notkun, ogTegund 3.2(óháð skoðun þriðju-aðila) fyrir mikilvæg forrit eins og samræmi við tilskipun um þrýstibúnað (PED), kjarnorkuþjónustu eða olíu- og gasstöðvar. Vottorð verða að innihalda:
Hitatala og bræðsluefnafræði
Niðurstöður vélrænna prófa
Sannprófun á vatnsstöðuprófun
NDE niðurstöður (ef tilgreindur er)
Víddarskoðunarskrár
Yfirborðsfrágangur og umbúðir:Fyrir notkun með miklum-hreinleika, má tilgreina Nikkel 200 pípa með súrsuðum og óvirkum yfirborðum til að fjarlægja kvarnastein og tryggja hreint, tæringarþolið- yfirborð. Pípuendarnir eru venjulega sniðnir til að suðu, með endalokum settir á til að koma í veg fyrir mengun við flutning. Fyrir lyfja- og hálfleiðaranotkun gæti verið krafist viðbótar hreinlætisvottana (td ASTM G93, -laus við kolvetni).
Rétt innkaup og gæðatrygging tryggja að Nikkel 200 óaðfinnanlegur pípa uppfylli krefjandi kröfur um meðhöndlun ætandi efnis og draga úr sýruþjónustu, sem skilar -langtíma áreiðanleika og tæringarþoli sem réttlætir val þess fyrir mikilvæga iðnaðarnotkun.
