C1: Mewn dewis tiwb cyfnewidydd gwres, mae Alloy 825 (UNS N08825) ac Alloy 800 (UNS N08800) yn aml yn ddryslyd. Beth yw'r gwahaniaeth metelegol pwysicaf sy'n pennu pa un y dylid ei nodi ar gyfer gwasanaeth cemegol cyrydol?
A: Er bod Alloy 825 ac Alloy 800 yn perthyn i deulu Incoloy o aloion cromiwm haearn, mae'r gwahaniaeth diffiniol yn gorwedd yn ychwanegu sefydlogi Molybdenwm a Titaniwm yn Alloy 825, wedi'i beiriannu'n benodol i frwydro yn erbyn lleihau asidau a chorydiad lleol.
Y Gwahaniaeth Cyfansoddiadol:
Aloi 800 (UNS N08800): Yn bennaf aloi Fe-Ni-Cr (tua. 32.5% Ni, 21% Cr). Nid yw'n cynnwys unrhyw Molybdenwm arwyddocaol. Mae wedi'i gynllunio ar gyfer ymwrthedd ocsideiddio tymheredd uchel ac ymwrthedd i garbureiddio a sylffidiant.
Alloy 825 (UNS N08825): Yn cynnwys Molybdenwm sylweddol (2.5-3.5%) a Copr (1.5-3.0%) , ynghyd â sefydlogi Titaniwm. Datblygwyd y cemeg benodol hon i bontio'r bwlch rhwng dur di-staen ac aloion nicel uchel.
Goblygiad Perfformiad:
Mae Tiwbiau Alloy 800 yn rhagori mewn-amgylcheddau tymheredd uchel (ee, stêm-diwygio hydrocarbonau, oeri pyrolysis). Maent yn gwrthsefyll ocsidiad ac ymgripiad ond yn cynnig ymwrthedd cymedrol yn unig i asidau rhydwytho.
Tiwbiau Alloy 825 yw'r "ceffyl gwaith" ar gyfer cymwysiadau cyrydiad gwlyb ar dymheredd cymedrol. Mae'r Molybdenwm yn darparu ymwrthedd penodol i gyrydiad tyllu a holltau mewn dyfroedd sy'n cario clorid, tra bod y Copr yn darparu ymwrthedd eithriadol i asidau sylffwrig a ffosfforig.
Y Rheol Dethol:
Os yw'ch cyfnewidydd gwres yn trin dŵr môr neu asid sylffwrig poeth wedi'i halogi ar dymheredd cymedrol, nodwch Alloy 825. Os yw'r cyfnewidydd mewn ffwrnais neu wasanaeth nwy tymheredd uchel dros 550 gradd , nodwch Alloy 800.
C2: Mae gwaith cemegol yn profi methiannau tyllu mewn tiwbiau cyfnewidydd gwres dur di-staen sy'n oeri dŵr halogedig asid sylffwrig. Pam mai Alloy 825 yw'r uwchraddiad a ffefrir, a pha fecanwaith sy'n ei gwneud yn gwrthsefyll lle mae 316L yn methu?
A: Mae hwn yn senario methiant clasurol lle mae dur di-staen safonol 316L yn cyrraedd ei derfyn. Mae'r uwchraddiad i Alloy 825 yn mynd i'r afael ag achos sylfaenol methiant trwy ddau ychwanegiad aloi penodol: Molybdenwm a Copr.
Pam mae 316L yn Methu:
Mewn asid sylffwrig sydd wedi'i halogi â chloridau, mae dau fecanwaith yn ymosod ar 316L:
Cyrydiad Cyffredinol: Mae asid sylffwrig, hyd yn oed gwanedig, yn ymosod ar yr haen goddefol.
Cyrydiad Pitting: Mae cloridau yn y dŵr oeri yn achosi i'r ffilm oddefol chwalu'n lleol, gan arwain at byllau dwfn sy'n tyllu wal y tiwb.
Pam mae Alloy 825 yn Llwyddo:
Effaith Molybdenwm (Mo): Mae'r cynnwys Molybdenwm 2.5-3.5% yn cynyddu'n sylweddol Nifer Cyfwerth â Resistance Resistance (PREN) yr aloi. Mae molybdenwm yn cyfoethogi'r ffilm oddefol ac yn blocio'r safleoedd lle byddai ïonau clorid fel arall yn cychwyn pyllau. Mae'n sefydlogi'r ffilm mewn amgylcheddau lleihau asid.
Effaith Copr (Cu): Dyma'r ychwanegiad hanfodol ar gyfer asid sylffwrig. Mae copr yn rhoi ymwrthedd eithriadol i asid sylffwrig ar draws ystod crynodiad eang (yn enwedig crynodiad o dan 50% a hyd at dymheredd cymedrol). Mae copr yn addasu cineteg yr adwaith cathodig, gan leihau'r gyfradd cyrydiad gyffredinol.
Cynnwys Nicel: Ar 38-46% Nickel, mae'r aloi yn cynnal strwythur austenitig sy'n gynhenid wrthsefyll cracio cyrydiad straen clorid (SCC), risg y mae 316L yn ei hwynebu mewn amgylcheddau clorid wedi'u gwresogi.
Yn ei hanfod, mae Alloy 825 yn gweithredu fel dur di-staen "uwch-austenitig", gan ddarparu rhwystr cost-effeithiol yn erbyn ymosodiad cyfunol asid sylffwrig a chloridau heb neidio i aloion nicel uchel drud fel C-276.
C3: Ar gyfer -cyfnewidwyr gwres tymheredd uchel, fel y rhai mewn diwygwyr methan stêm, mae tiwbiau Alloy 800 yn gyffredin. Beth yw arwyddocâd y gymhareb "sefydlogi" (Ti:C) mewn tiwbiau Alloy 800 ar gyfer gwasanaeth tymheredd uchel tymor hir?
A: Mewn cymwysiadau tymheredd uchel fel diwygwyr methan stêm (SMRs) neu ffwrneisi pyrolysis, mae uniondeb hirdymor tiwbiau Alloy 800 yn dibynnu'n hollbwysig ar y gymhareb Titaniwm:Carbon. Dyma pam mae manylebau fel ASTM B163 ar gyfer tiwbiau cyfnewidydd gwres yn aml yn cynnwys gofynion sefydlogi penodol.
Y Risg Sensiteiddio:
Ar dymheredd uchel (500-800 gradd), gall carbon gyfuno â chromiwm i ffurfio gwaddod cromiwm carbid ar ffiniau grawn. Mae'r "sensiteiddio" hwn yn disbyddu'r ardaloedd cyfagos i ffiniau grawn o gromiwm, gan eu gwneud yn agored i ymosodiad rhyng-gronynnog ac, yn bwysicach yn y cyd-destun hwn, yn lleihau hydwythedd ymgripiad tymheredd uchel.
Yr Ateb Sefydlogi:
Mae Alloy 800 yn cynnwys Titaniwm, sydd â chysylltiad uwch â charbon na chromiwm. Mae titaniwm yn ffurfio carbidau Titaniwm (TiC) yn ffafriol, gan adael y cromiwm mewn hydoddiant solet i gynnal ymwrthedd cyrydiad a chryfder ffin grawn.
Cymhareb Ti:C:
Cymhareb Isafswm: Mae manylebau yn aml yn gofyn am isafswm cymhareb Ti:C, fel arfer tua 4:1 neu uwch (a gyfrifir fel Ti / (C - 0.008) yn dibynnu ar y radd benodol).
Pam Mae'n Bwysig i Diwbiau: Mae cymhareb Ti:C isel yn golygu nad oes digon o Titaniwm i glymu'r holl garbon. Yn y pen draw, bydd carbon am ddim yn ffurfio carbidau cromiwm yn ystod gwasanaeth, gan arwain at:
Llai o Fywyd Crip: Gall carbidau cromiwm ar ffiniau grawn weithredu fel safleoedd cychwyn ar gyfer gwagleoedd ymgripiad.
Embrittlement: Mae'r microstrwythur yn dod yn llai hydwyth dros amser.
Post{0}}Materion Cyrydiad Weld: Os yw'r tiwb yn cael ei weldio byth, mae'n bosibl y bydd yr HAZ yn dod yn sensiteiddiedig.
Ar gyfer tiwbiau ffwrnais critigol, mae nodi Alloy 800H (UNS N08810) neu 800HT (UNS N08811) gyda chynnwys carbon rheoledig a chymhareb Ti:C uchel yn sicrhau bod y microstrwythur yn aros yn sefydlog am ddegawdau o weithrediad tymheredd uchel.
C4: Rydym yn ail-diwbio cyfnewidydd gwres ac mae angen i ni rolio tiwbiau Alloy 825 yn ddalen tiwb dur carbon. Beth yw'r ystyriaethau penodol ar gyfer ehangu tiwbiau er mwyn osgoi niweidio'r tiwbiau neu greu llwybrau gollwng?
A: Mae rholio tiwb aloi 825 i mewn i ddalen tiwb dur carbon yn gofyn am reolaeth ofalus oherwydd y gwahaniaeth sylweddol mewn priodweddau mecanyddol rhwng y ddau ddeunydd. Mae rholio amhriodol yn arwain at ollyngiadau, teneuo waliau tiwb, neu risgiau cracio cyrydiad straen.
Ystyriaethau Allweddol ar gyfer Tiwbiau Rholio Alloy 825:
Cyfradd caledu gwaith:
Mae gwaith aloi 825 yn caledu'n gyflym o'i gymharu â dur carbon neu hyd yn oed dur di-staen. Wrth i'r mandrel treigl ehangu'r tiwb, mae'r deunydd yn dod yn gryfach. Mae hyn yn golygu bod yn rhaid i'r modur rholio gael torque digonol, a rhaid i'r gweithredwr fod yn fanwl gywir i gyflawni'r gostyngiad wal gofynnol heb or-rolio.
Straen Gweddilliol:
Mae gor-rolio yn achosi straen tynnol gweddilliol uchel yn wal y tiwb. Ar gyfer Alloy 825 mewn amgylchedd cyrydol, gall straen gweddilliol uchel ynghyd â chloridau (hyd yn oed mewn symiau hybrin yn y dŵr oeri) arwain at Cracio Cyrydiad Straen Clorid (CSCC). Er bod 825 yn gwrthsefyll iawn, nid yw'n imiwn os yw straen yn eithafol.
Y drefn dreigl:
Gostyngiad Wal Targed: Anelwch at ostyngiad penodol mewn trwch wal (fel arfer 3-8% o drwch y wal wreiddiol, yn dibynnu ar y cod a'r dyluniad). Mae hyn yn sicrhau cryfder digonol ar y cyd heb or-bwysleisio'r tiwb.
Gorffen Arwyneb: Rhaid i'r tyllau yn y tiwb diwb dur carbon fod yn llyfn ac yn lân. Gall unrhyw farciau sgorio neu beiriannu greu bylchau sy'n atal sêl dynn.
Iro: Defnyddiwch ireidiau priodol ar gyfer rholio tiwb i atal carlamu rhwng yr Alloy caled 825 a'r Tubesheet dur carbon.
Post-Ehangu: Ystyriwch leddfu straen ar yr uniadau rholio os yw'r gwasanaeth yn arbennig o ymosodol, er bod hyn yn anodd ar gyfer bwndel cyfan. Yn aml, defnyddir "pasio terfynol" rholio ysgafn neu "rolio cusan" i fireinio-yr uniad.
Amgen: Sêl Weldio
O ystyried yr heriau, mae llawer o gyfnewidwyr critigol â thiwbiau Alloy 825 yn pennu sêl weldio y tiwb-i-ar y cyd â thiwb yn ogystal â rholio. Mae hyn yn darparu sêl fetelegol gadarnhaol sy'n annibynnol ar straen gweddilliol rhag rholio.
C5: Mae rheolwr caffael yn cymharu dyfynbrisiau ar gyfer tiwbiau Alloy 825. Mae un cyflenwr yn cynnig tiwbiau "weldio" ac mae un arall yn cynnig tiwbiau "di-dor" fesul ASTM B163. Ar gyfer gwasanaeth cyfnewidydd gwres, beth yw'r risgiau a'r manteision gwirioneddol o ddewis weldio yn erbyn di-dor?
A: Mae'r dewis rhwng tiwbiau Alloy 825 wedi'u weldio a di-dor ar gyfer gwasanaeth cyfnewidydd gwres yn benderfyniad risg clasurol cost- yn erbyn-. Gall y ddau fod yn dderbyniol o dan ASTM B163, ond nid ydynt yn union yr un fath o ran perfformiad.
Tiwbiau di-dor (ASTM B163):
Gweithgynhyrchu: Allwthiol neu gylchdro tyllu o biled solet.
Mantais: Nid oes unrhyw wythïen weldio hydredol yn golygu nad oes risg o gyrydiad neu fethiant sy'n gysylltiedig â weldio. Dyma'r "safon aur" draddodiadol ar gyfer gwasanaethau hanfodol lle byddai unrhyw ollyngiad tiwb yn achosi amser segur trychinebus neu faterion diogelwch.
Anfantais: gryn dipyn yn ddrutach. Cyfyngiadau llymach ar y gadwyn gyflenwi.
Tiwbiau wedi'u Weldio (ASTM B163):
Gweithgynhyrchu: Wedi'i ffurfio o stribed fflat ac wedi'i weldio'n hydredol gan ddefnyddio proses awtogenaidd neu lenwi (GTAW/TIG fel arfer), yna wedi'i weithio'n oer a-hydoddiant corff llawn wedi'i anelio.
Y Gofyniad Critigol: Er mwyn i diwbiau wedi'u weldio fod yn gyfwerth â di-dor, mae'r fanyleb yn mynnu bod y glain weldio yn cael ei weithio'n oer (wedi'i blanhigyn neu ei faint) a bod y tiwb cyfan yn cael ei anelio'n hydoddiant uwchlaw 1750 gradd F (954 gradd). Mae hyn yn sicrhau bod y parth weldio yn ailgrisialu ac yn cyflawni microstrwythur a gwrthiant cyrydiad sy'n cyfateb i'r rhiant-fetel.
Dadansoddiad Risg/Budd:
| Ffactor | Tiwb Wedi'i Weldio | Tiwb di-dor |
|---|---|---|
| Cost | Is (arbedion 15-30% fel arfer) | Uwch |
| Amser Arweiniol | Yn aml yn fyrrach (stribed mwy ar gael) | Hirach (yn dibynnu ar biled) |
| Risg Cyrydiad | Isel iawn OS wedi'i anelio'n iawn. Gall y parth weldio, os na chaiff ei brosesu'n berffaith, fod yn safle cyrydiad ffafriol. | Dim parth weldio, felly ymateb cyrydiad unffurf. |
| Goddefgarwch Dimensiynol | Ardderchog (rheolaeth well ar OD/ID o'r stribed) | Da, ond gall amrywio. |
Y dyfarniad:
Dewiswch Welded: Ar gyfer gwasanaeth cemegol cyffredinol, cyfnewidwyr gwres nad ydynt yn hanfodol, neu lle mae arbedion cost yn hollbwysig. Sicrhewch fod y cyflenwr yn ardystio aneliad y corff llawn a bod y weldiad "100% wedi'i wisgo" (oer gweithio).
Dewiswch Ddi-dor: Ar gyfer gwasanaethau hanfodol (ee, generaduron stêm pwysedd uchel, gwasanaeth hydrogen, gwasanaeth angheuol), lle mae unrhyw ddiffyg weldio yn annerbyniol, a lle mae'r angen am ddibynadwyedd llwyr yn cyfiawnhau'r gost.
