1. Málmvinnslustöðugleiki: Hvers vegna er Hastelloy B-3 tilgreint yfir upprunalega B-2 í þykkum-hlutaplötuframleiðslu til að koma í veg fyrir sprungur á hitaáhrifasvæðinu við suðu?
Sp.: Við erum að búa til þungt-veggað reactor-ker með 50 mm þykkri Hastelloy-plötu. Eldri forskriftir okkar kölluðu á B-2, en nýja endurskoðunin kveður á um B-3. Við fundum fyrir sprunguvandamálum með B-2 áður. Hvað breyttist málmfræðilega í B-3 plötunni sem kemur í veg fyrir þessar sprungur?
A: Umskiptin frá Hastelloy B-2 í B-3 í þykkum plötusmíði er ein mikilvægasta endurbótin í nikkelblendimálmvinnslu. Sprungan sem þú upplifðir með B-2 var líklega ekki rekstrarvilla - það var grundvallarmálmvinnsluveikleiki sem B-3 var sérstaklega hannað til að leysa.
B-2 varnarleysið:
Í þykkum plötum (yfir 12 mm) kólnar hita-áhrifasvæðið (HAZ) sem liggur að suðu með hóflegum hraða. Hastelloy B-2 er viðkvæmt fyrir tveimur skyldum fyrirbærum:
Skammdrægarröðun: Á hitabilinu 550-850 gráður F (290-455 gráður) endurraðast atómin í B-2 í skipaða byggingu. Þetta gerir efnið mjög hart og brothætt.
Karbíðúrkoma: B-2 fellur auðveldlega út karbíð og millimálmfasa (Mu fasa) við kornamörk í HAZ við suðu.
Niðurstaðan er HAZ sem missir alla sveigjanleika. Þegar suðumálmurinn kólnar og dregst saman togar hann að þessu brothætta HAZ og sprungur breiðist út meðfram kornamörkum-sem oft eru ósýnilegar með berum augum en greinanlegar með NDT.
B-3 lausnin (efnafræðistjórnun):
Hastelloy B-3 heldur sömu frábæru tæringarþoli og B-2 en breytir efnafræðinni (með stýrðri viðbótum af járni og krómi, og strangari stjórn á kolefni og kísil) til að hægja á hreyfihvörfum röðunar og úrkomu um nærri 100 stuðul.
Hagnýt vísbending um plötuframleiðslu:
Með B-3 plötu er HAZ sveigjanlegt við kælingu. Suðan getur dregist saman án þess að rífa aðliggjandi grunnmálm. Þetta þýðir:
Engin skylda eftir-suðuhitameðferð (PWHT) er nauðsynleg til að endurheimta sveigjanleika.
Fjöl-suðu á þykkum hlutum er örugg; hitauppstreymi frá síðari göngum gerir ekki fyrri ferðir stökkva.
Hægt er að nota plötuna í-soðnu ástandi í þjónustu upp að hækkuðu hitastigi án þess að hætta sé á að-skemmist í notkun.
2. Saltsýraþjónusta: Hvaða tæringarhraða er hægt að búast við frá Hastelloy B-3 plötu í azeotropic HCl reaktorum og hvernig tekur þykktarhönnun til raunverulegra sýruóhreininda?
Sp.: Við erum að hanna reactor til að meðhöndla aseotropic saltsýru (u.þ.b. . 20% HCl) við 150 gráður. Við höfum valið 25 mm þykka Hastelloy B-3 plötu. Hvaða tæringarhraða ættum við að nota fyrir lífstímaútreikninga okkar og hvað gerist ef snefiljárnjónir (Fe+3) birtast í sýrustraumnum?
A: Í hreinu aseotropic HCl við 150 gráður, býður Hastelloy B-3 framúrskarandi frammistöðu. Hins vegar er spurning þín um óhreinindi mikilvæg vegna þess að B-3 hefur ákveðna varnarleysi sem verður að skilja í raunverulegum efnaferlum.
Grunntæringarhraði:
Í hreinni, súrefnis-fríri saltsýru við 150 gráður sýnir Hastelloy B-3 venjulega tæringarhraða sem er innan við 0,1 mm á ári (4 mpy). Þetta gerir ráð fyrir tiltölulega þunnum tæringarheimildum á 20 ára hönnunarlífi. Hátt mólýbdeninnihald (28-30%) veitir þessa viðnám með því að mynda hlífðarfilmur í afoxandi sýruumhverfinu.
Ferric Ion Threat ("Oxandi jóna" gildran):
Þetta er eina mikilvægasta rekstrarsjónarmiðið fyrir B-3 búnað.
The Mechanism: Hastelloy B-3 er hannaður fyrirdraga úrsýrur. Það hefur lágt króminnihald (1-3%) sérstaklega vegna þess að króm er skaðlegt í hreinu HCl. Hins vegar, ef vinnslustraumurinn verður mengaður af oxandi tegundum -venjulega járnjónum (Fe+3) frá andstreymis tæringu, kúpríjónum (Cu+2) eða uppleystu súrefni - breytist tæringarkerfið algjörlega.
The Failure Mode: Óvirka kvikmyndin á B-3 þolir ekki oxandi aðstæður. Í nærveru Fe+3 getur tæringarhraðinn rokið upp úr öllu valdi<0.1 mm/year to >5 mm á ári. Oft er litið á þetta sem „hníf-lína“ eða hröð almenna þynningu.
Hönnunaraðlögun:
Tæringarheimild: Þó 0,1 mm/ár sé grunnlínan, bæta reyndir hönnuðir oft við 3 mm „fáfræðistuðli“ til viðbótar til að gera grein fyrir hugsanlegri röskun á ferlinu sem kynnir oxandi tegundir.
Ferlisstýring: Raunveruleg vörn fyrir B-3 plötu er andstreymisstýring sem tryggir að sýrustraumurinn haldist laus við járnmengun og súrefnisinngang.
Vöktun: Hafið tæringarmælingar í kjarnaofninum til að greina skyndilega aukningu á tæringarhraða sem gefur til kynna að oxandi tegundir hafi komist inn í kerfið.
3. Myndun og tilbúningur: Hver eru hagnýt takmörk fyrir kaldmyndandi Hastelloy B-3 plötu, og hvenær þarf heitt mótun til að koma í veg fyrir sprungur?
Sp.: Við þurfum að mynda 40 mm þykka Hastelloy B-3 plötu í hálfkúlulaga höfuð fyrir þrýstihylki. Verslunin okkar er venjulega kaldform úr ryðfríu stáli. Getum við kalt B-3, eða þurfum við að heita það? Hverjar eru áhætturnar?
A: Að mynda 40 mm þykka Hastelloy B-3 plötu í heilahvel er alvarleg mótunaraðgerð. Við þessa þykkt og með þessari málmblöndu er eindregið mælt með heitmótun, ef ekki skylda. Tilraun til kaldmyndunar myndi hætta á tafarlausri sprungu eða seinkun á bilun.
Vinnuherðingaráskorunin:
Hastelloy B-3 hefur mjög mikla vinnu-herðingarhraða - miklu hærri en austenítískt ryðfrítt stál. Þegar þú kaldur myndar plötuna verður hún fljótt sterkari en missir einnig sveigjanleika. Til að draga djúpt eins og hálfkúlulaga haus er álagið á hnúaradíusnum mikill.
Að mæla mörkin:
Ryðfrítt stál: Þolir oft 20-25% köldu minnkun áður en græðslu er krafist.
Hastelloy B-3: Hagnýt kaldmyndunarmörk eru venjulega 10-15% hámarks álag. Hálfkúlulaga höfuð frá flatri plötu mun staðbundið fara yfir þetta, sérstaklega við umbreytingarradíus.
Heit mótunarfæribreytur:
Ef þú mótar heitt er nákvæmni mikilvæg:
Hitastig: Tilvalið hitamyndunarsvið fyrir B-3 er 1000 gráður til 1200 gráður (1830 gráður F til 2190 gráður F).
Hættusvæðið: Þú verður að forðast stökkleikasviðið 550 gráður til 850 gráður (1020 gráður F til 1560 gráður F). Ef platan kólnar hægt í gegnum þetta svið við mótun getur röðun og stökkun átt sér stað.
Hitameðferð eftir-mótun: Eftir heita mótun verður að -gleypa höfuðið aftur í lausn (hitað yfir 1060 gráður og fljótt slökkt) til að endurheimta einsleita, mjúka, tæringarþolna- örbyggingu. Myndunarferlið, jafnvel þótt það sé heitt, getur skapað ó-samræmda kornbyggingu.
Undantekningin á kaldmyndun:
Ef þú varst að mynda þunna plötu (<6mm) into simple bends (e.g., for a duct), cold forming is possible. However, even then, the formed area will be work-hardened. If the component will be used in a corrosive environment, the cold-formed area (now stressed and harder) may corrode preferentially. A full solution anneal after forming is always the safest practice.
4. ASME kóða samræmi: Hvaða hönnunarspennugildi eiga við um Hastelloy B-3 plötu undir ASME kafla VIII, deild 1, og hvernig hefur suðu áhrif á leyfilegt álag?
Sp.: Við erum að hanna þrýstihylki fyrir ASME Section VIII, Div 1 með Hastelloy B-3 plötu. Við erum að suða saumana. Hvert er hámarks leyfilegt álagsgildi sem við getum notað fyrir plötuna og dregur suðusamskeyti skilvirknistuðullinn úr þessu gildi?
A: Hastelloy B-3 plata er vel einkennist af ASME ketils- og þrýstihylkinu. Skilningur á samspili álagsgilda grunnmálms og skilvirkni suðusamskeyti er mikilvægt fyrir örugga og hagkvæma hönnun.
Efnislýsing:
Hastelloy B-3 plata er venjulega framleidd samkvæmt ASTM B333 (nikkel-mólýbdenblendiplötu). Þessi forskrift er samþykkt af ASME hluta II, hluta A, og leyfilegt álag er skráð í ASME kafla II, hluta D.
Leyfilegt álagsgildi:
Leyfilegt togálag fyrir B-3 plötu við stofuhita er venjulega um 180-190 MPa (26-27,5 ksi), allt eftir tilteknu vöruformi og hitameðferð. Þessi gildi eru fengin af togstyrknum deilt með 4, eða flæðistyrknum deilt með 1,5, hvort sem er lægra.
The Weld Joint Efficiency Factor (E):
Þetta er þar sem hönnunarverkfræðingurinn verður að vera varkár. Leyfilegt álag frá kafla II, hluta D á við umgrunnmálmur. Þegar þú kynnir suðusaum verður þú að margfalda grunnmálmálagið með samnýtingarstuðli (E) á UG-27 og UW-12.
Tegund 1 (Full RT): Ef þú framkvæmir 100% röntgenrannsókn á öllum suðu í flokki A og B, geturðu notað samskeyti E=1.0. Þetta þýðir að suðu er talin 100% jafn sterk og grunnmálmur og þú getur notað fullt leyfilegt álagsgildi í þykktarútreikningnum þínum.
Tegund 2 (Spot RT): Ef þú framkvæmir aðeins blettaröntgenmyndatöku, lækkar skilvirknin í E=0.85.
Tegund 3 (engin RT): Ef þú framkvæmir enga röntgenmyndatöku er skilvirknin venjulega E=0.70 fyrir suðu í flokki A (langsaumar í skeljum).
Hagnýt vísbending:
Fyrir mikilvægan reactor muntu næstum örugglega tilgreina 100% röntgenmyndatöku (E=1.0) til að hámarka leyfilegt álag og lágmarka veggþykkt. Hins vegar verða suðuaðferðirnar og suðumenn að vera hæfir til ASME kafla IX og fyllimálmur (venjulega ERNiMo-7 eða ERNiMo-10) verður að vera samhæfður.
Lækkun fyrir hitastig:
Mundu að leyfileg álagsgildi lækka þegar hönnunarhiti hækkar. Þú verður að skoða töflurnar í ASME kafla II, hluta D fyrir tiltekið hitastig umsóknarinnar (td 150 gráður, 200 gráður osfrv.).
5. Viðgerðarsuðu: Ef galli finnst í Hastelloy B-3 plötu við framleiðslu, hver er þá rétta aðferðin við viðgerðarsuðu án þess að skerða tæringarþol?
Sp.: Við NDT á tilbúnu B-3 skipinu okkar fundum við grunnan yfirborðsgalla (hring eða innlimun) í móðurplötunni. Við þurfum að slípa það út og sjóða viðgerð. Hver er sérstök aðferð til að tryggja að viðgerðarsvæðið hafi sömu tæringarþol og upprunalega platan?
A: Viðgerðarsuðu á Hastelloy B-3 plötu er leyfileg, en það krefst nákvæmrar athygli að smáatriðum. Illa framkvæmd viðgerð getur skapað „harðan blett“ eða efnafræðilega aðskilið svæði sem tærist helst í notkun. Hér er skref-fyrir-skref siðareglur fyrir málmvinnsluheilbrigða viðgerð.
Skref 1: Fjarlæging og staðfesting galla:
Mala: Notaðu áloxíð eða kísilkarbíð hjóleingöngu tileinkað nikkelblendi. Notaðu aldrei hjól sem hafa verið notuð á járn eða stál, þar sem innfelldar járnagnir valda ryð og gryfju.
NDT sannprófun: Eftir mölun, framkvæmið litargengnisprófun (PT) til að staðfesta að gallinn sé að fullu fjarlægður. Holið ætti að vera slétt-útlínur án skörpra horna (radíus er nauðsynlegur til að koma í veg fyrir streitustyrk).
Skref 2: Val á fyllingarmálmi:
Notaðu réttan fyllingarmálm: ERNiMo-7 (fyrir B-2) eða ERNiMo-10 (oft mælt með því fyrir B-3 til að passa við stöðuga efnafræði). Með því að nota almennt nikkelfylliefni verður til þynningarsvæði með mismunandi tæringareiginleika.
Skref 3: Suðufæribreytur (hitainntaksstýring):
Lágt hitainntak: Notaðu GTAW (TIG) ferli með lágum straumstyrk. Markmiðið er að leggja fyllimálminn fyrir án þess að bræða óhóflegan grunnmálm. Mikil þynning á grunnmálmi inn í suðulaugina getur skapað mólýbden-eydd svæði sem eru næm fyrir árás.
Millihitastig: Stýrðu strangt millihitastig. Haltu því undir 100 gráður (212 gráður F). Of mikil hitauppsöfnun getur stuðlað að röðun eða karbíðútfellingu á hita-svæði viðgerðarinnar.
Stringer perlur: Notaðu litlar, stringer perlur frekar en breiðar vefnaðarpönnur. Vefnaður eykur varmainntak og breidd hita-svæðisins.
Skref 4: Eftir-suðumeðferð (mikilvæga skrefið):
Fyrir viðgerð á þykkri plötu skapar hitinn frá suðu lítið HAZ. Þó að B-3 sé ónæmur fyrir pöntun, mun viðgerðarsvæðið hafa afgangsálag og örlítið aðra örbyggingu.
Ef allt ílátið hefur þegar verið lausnargloett: Staðbundin eftir-suðuhitameðferð (PWHT) á viðgerðarsvæðinu er áhættusöm. B-3 krefst ekki streitulosunar og tilraun til staðbundinnar upphitunar gæti skapað hitastig og óæskilega afgangsspennu.
Bestu starfshættirnir: Hin fullkomna atburðarás er að klára allar viðgerðiráðurlokalausnarglæðing skipsins. Ef ílátið er of stórt til að-græðslu aftur, verður viðgerðin að fara fram með svo litlum hitaálagi að HAZ er í lágmarki og svæðið er samþykkt í -soðnu ástandi-að því tilskildu að fyllimálmur passi við tæringarþol.
Skref 5: Lokaskoðun:
Eftir suðu, mala viðgerðina skola og slétta.
Framkvæmdu nýja PT skoðun til að tryggja að viðgerðin sé góð.
Ef mögulegt er skaltu framkvæma Feritscope próf (þó B-3 ætti að vera ekki segulmagnaðir; öll segulsvörun gefur til kynna mengun eða ranga örbyggingu).
