Apakah pertimbangan perolehan utama dan masalah biasa untuk paip dikimpal ASTM B514 UNS N08800

1. S: Apakah paip dikimpal ASTM B514 UNS N08800 dan bagaimana ia berbeza daripada paip lancar untuk perkhidmatan petrokimia?

A:ASTM B514 ialah spesifikasi standard untuk paip aloi kromium-besi-nikel yang dikimpal, khususnya meliputi UNS N08800 (Incoloy 800) dan aloi yang berkaitan. Memahami perbezaannya daripada paip lancar adalah penting untuk aplikasi yang betul dalam perkhidmatan petrokimia.

Gambaran keseluruhan ASTM B514:Spesifikasi ini meliputi paip yang dikimpal membujur yang dihasilkan daripada anil,-digulung atau panas-jalur atau kepingan nikel-besi-aloi kromium. Untuk UNS N08800, paip dihasilkan dengan membentuk jalur rata ke dalam bentuk silinder diikuti dengan kimpalan gabungan di sepanjang jahitan membujur. Proses kimpalan lazimnya ialah kimpalan arka tungsten gas (GTAW) atau kimpalan arka plasma (PAW), selalunya tanpa penambahan logam pengisi (kimpalan autogen). Selepas kimpalan, paip menjalani rawatan penyepuhlindapan penyelesaian penuh (1800–2100 darjah F / 982–1149 darjah ) diikuti dengan penyejukan pantas untuk memulihkan rintangan kakisan dan kemuluran. Jahitan kimpalan kemudiannya dikerjakan secara sejuk (planished atau bersaiz) untuk mencapai keseragaman dimensi dan memperbaiki sifat zon kimpalan.

Perbezaan utama daripada paip lancar (ASTM B407):

Pertimbangan jahitan kimpalan untuk perkhidmatan petrokimia:Jahitan kimpalan membujur adalah kebimbangan utama apabila menentukan paip yang dikimpal. Walau bagaimanapun, ASTM B514 memerlukan jahitan kimpalan dirawat haba (larutan anil) selepas dikimpal, yang melarutkan sebarang karbida kromium yang mungkin terbentuk dan memulihkan rintangan kakisan. Selain itu, jahitan kimpalan mesti lulus ujian tegangan melintang, ujian merata, dan sama ada ujian elektrik hidrostatik atau tidak musnah. Untuk kebanyakan persekitaran petrokimia yang tidak sangat menghakis (cth, -suhu tinggi gas kering, perkhidmatan sulfur sederhana), jahitan kimpalan berfungsi dengan secukupnya. Untuk perkhidmatan yang sangat menghakis (cth, asid sulfurik basah,{10}}persekitaran kaya klorida pada suhu tinggi), paip lancar lebih disukai untuk menghapuskan risiko jahitan kimpalan.

Bila hendak memilih paip dikimpal ASTM B514:Ia sesuai untuk aplikasi dinding-besar, nipis-di mana persekitaran kakisan tidak terlalu agresif, seperti saluran gas serombong relau, tiub prapemanas udara dan-perpaipan proses tekanan rendah. Ia juga kos-efektif untuk perkhidmatan yang tidak-kritikal di mana penjimatan kos paip dikimpal membenarkan faktor reka bentuk tekanan yang berkurangan sedikit.

---

2. S: Apakah keperluan khusus ASTM B514 untuk paip dikimpal UNS N08800?

A:ASTM B514 mengenakan keperluan komprehensif untuk kimia, sifat mekanikal, kualiti jahitan kimpalan, toleransi dimensi dan ujian. Memahami keperluan ini memastikan paip yang diperolehi memenuhi piawaian industri petrokimia.

Komposisi kimia (UNS N08800):Spesifikasi memerlukan:

Nikel: 30.0–35.0%

Kromium: 19.0–23.0%

Besi: 39.5% minimum (baki)

Karbon: 0.10% maksimum

Aluminium: 0.15–0.60%

Titanium: 0.15–0.60%

Silikon: 1.0% maksimum

Mangan: 1.5% maksimum

Sulfur: 0.015% maksimum

Penambahan aluminium dan titanium adalah penting untuk-kestabilan suhu tinggi, membentuk mendakan Ni₃(Al,Ti) yang memberikan pengukuhan semasa perkhidmatan.

Keperluan harta mekanikal:

Kekuatan tegangan: 75 ksi (517 MPa) minimum

Kekuatan hasil (0.2% offset): 30 ksi (207 MPa) minimum

Pemanjangan (2 inci atau 50 mm): 30% minimum

Sifat-sifat ini digunakan pada kedua-dua logam asas dan jahitan kimpalan. Ujian tegangan kimpalan melintang mesti mencapai sekurang-kurangnya 95% daripada kekuatan tegangan minimum yang ditentukan.

Keperluan jahitan kimpalan:Spesifikasi termasuk beberapa ujian khusus untuk integriti jahitan kimpalan:

Ujian meratakan:Satu bahagian paip diratakan antara plat selari dengan jarak tertentu (biasanya 2/3 OD asal untuk OD Kurang daripada atau sama dengan 2 inci, atau 3/4 OD asal untuk diameter yang lebih besar). Tiada retakan atau bukaan pada jahitan kimpalan dibenarkan.

Ujian merata terbalik:Untuk paip melebihi 2 inci OD, spesimen yang diratakan diputar 90 darjah dan diratakan lagi. Jahitan kimpalan tidak boleh retak.

Ujian tegangan melintang:Spesimen yang dipotong merentasi jahitan kimpalan mesti memenuhi keperluan kekuatan tegangan.

Ujian lentur berpandu:Spesimen melintang dibengkokkan di atas mandrel (bengkokan akar dan muka) untuk mengesahkan kemuluran kimpalan.

Peperiksaan tidak rosak (NDE):ASTM B514 memerlukan sama ada ujian hidrostatik atau ujian elektrik tidak musnah (arus pusar atau ultrasonik). Kebanyakan spesifikasi petrokimia memerlukan kedua-duanya:

Ujian hidrostatik:Paip mesti menahan tekanan yang dikira daripada ketebalan dinding dan tegasan yang dibenarkan (biasanya 60–80% daripada kekuatan hasil minimum yang ditentukan) tanpa kebocoran.

Ujian arus pusar (ECT):Setiap ASTM E426, mengesan kecacatan permukaan dan hampir-permukaan pada jahitan kimpalan dan logam asas.

Toleransi dimensi:

Diameter luar: ±0.5% untuk OD Kurang daripada atau sama dengan 2 inci, ±0.375% untuk OD yang lebih besar (atau seperti yang dipersetujui)

Ketebalan dinding: ±12.5% ​​daripada nominal

Panjang: ±1/4 inci untuk panjang tertentu, atau panjang rawak 12–25 kaki

Keperluan rawatan haba:Selepas kimpalan, keseluruhan paip mesti disepuhlindapkan larutan pada 1800–2100 darjah F (982–1149 darjah) dan disejukkan dengan cepat (pelindapkejutan air atau penyejukan udara yang cepat). Rawatan ini:

Melarutkan kromium karbida yang mungkin terbentuk semasa mengimpal

Menghablurkan semula zon kimpalan, memulihkan kemuluran

Menghomogenkan struktur mikro

Mencapai saiz butiran yang ditentukan (biasanya ASTM No. 5 atau lebih kasar)

Penandaan dan pensijilan:Setiap panjang paip mesti ditandakan dengan nama pengilang, ASTM B514, UNS N08800, saiz, ketebalan dinding, nombor haba dan tekanan ujian hidrostatik. Laporan ujian bahan (MTR) mesti mendokumenkan semua kimia, keputusan ujian mekanikal, butiran rawatan haba dan keputusan NDE.

---

3. S: Mengapakah paip dikimpal ASTM B514 UNS N08800 digunakan dalam aplikasi petrokimia tertentu walaupun terdapat jahitan kimpalan?

A:Walaupun paip lancar sering diutamakan untuk perkhidmatan petrokimia kritikal, paip dikimpal ASTM B514 menawarkan kelebihan tersendiri yang menjadikannya bahan pilihan untuk aplikasi tertentu. Tiga faktor menerangkan penggunaannya.

Pertama, kos-keberkesanan untuk-diameter besar, aplikasi dinding-nipis.Kemudahan petrokimia selalunya memerlukan-diameter besar (12–24 inci / 305–610 mm) nipis-paip dinding untuk-perkhidmatan tekanan rendah seperti saluran gas serombong, tiub prapemanas udara dan selongsong relau. Paip lancar dalam saiz ini sama ada tidak tersedia (penekan penyemperitan mempunyai had praktikal sekitar 8–10 inci OD) atau sangat mahal disebabkan oleh proses pembuatan khusus. Paip dikimpal boleh dihasilkan secara ekonomi daripada{11}jalur bergulung berketepatan berdiameter sehingga 24 inci dengan ketebalan dinding serendah 0.065 inci (1.6 mm). Penjimatan kos boleh menjadi 25–40% berbanding alternatif yang lancar.

Kedua, prestasi yang mencukupi dalam persekitaran petrokimia sederhana.Tidak semua perkhidmatan petrokimia sangat menghakis. Aplikasi seperti:

Saluran gas serombong relau:Gas pembakaran kering pada 1000–1400 darjah F (538–760 darjah ) dengan kandungan sulfur yang rendah

Tiub prapemanas udara:Udara panas (800–1200 darjah F / 427–649 darjah ) dengan spesies menghakis yang minimum

Salur penjana stim pemulihan haba (HRSG):Talian pintasan gas panas

Barisan penjanaan semula pemangkin:Atmosfera yang sedikit mengoksida

Dalam persekitaran ini, kadar kakisan adalah rendah, dan risiko serangan jahitan kimpalan keutamaan adalah minimum. Penyelesaian-kelim kimpalan anil mempunyai rintangan kakisan yang serupa dengan logam asas dan pengalaman medan telah menunjukkan prestasi yang boleh diterima selama 10–20 tahun.

Ketiga, ketersediaan faktor reka bentuk tekanan tinggi dengan keperluan tambahan.ASME B31.3 (Paip Proses) memberikan faktor kualiti sambungan kimpalan 0.85 kepada paip yang dikimpal, bermakna tegasan yang dibenarkan untuk reka bentuk tekanan dikurangkan sebanyak 15% berbanding dengan paip lancar. Walau bagaimanapun, jika paip memenuhi keperluan tambahan-seperti pemeriksaan radiografik 100% pada jahitan kimpalan, atau pengeluaran kimpalan menggunakan-proses kimpalan berganda (dikimpal dari dalam dan luar)-faktor kualiti yang lebih tinggi (sehingga 1.0) mungkin dibenarkan. Banyak spesifikasi petrokimia untuk paip dikimpal memerlukan 100% pemeriksaan radiografi untuk mencapai faktor kualiti 0.90 atau 0.95.

Contoh kes – prapemanas udara penapisan:Prapemanas udara penapisan menggunakan paip dikimpal dinding 18-inci OD, 0.120-inci (ASTM B514, UNS N08800) untuk mengendalikan udara pembakaran yang dipanaskan terlebih dahulu 1100 darjah F (593 darjah). Perkhidmatan ini sedikit mengoksida dengan sulfur rendah. Paip lancar diameter ini tidak tersedia, dan bahan alternatif (cth, keluli tahan karat 310H) akan mempunyai hayat perkhidmatan yang jauh lebih pendek disebabkan pengoksidaan. Paip yang dikimpal telah menyediakan perkhidmatan selama 12 tahun tanpa kegagalan jahitan kimpalan.

Garis panduan permohonan:Paip dikimpal ASTM B514 adalah sesuai apabila:

Diameter exceeds seamless manufacturing limits (>8 inci)

Perkhidmatan adalah gas kering dengan kekakisan rendah hingga sederhana

Suhu adalah dalam lingkungan 800–1600 darjah F (427–871 darjah )

Tekanan rendah hingga sederhana (Kurang daripada atau sama dengan 300 psi / 2.1 MPa)

Jahitan kimpalan 100% diradiografi untuk aplikasi kritikal

---

4. S: Apakah pertimbangan kritikal kimpalan dan fabrikasi untuk paip dikimpal ASTM B514 UNS N08800 dalam perkhidmatan petrokimia?

A:Walaupun paip ASTM B514 itu sendiri adalah produk yang dikimpal, ia selalunya memerlukan kimpalan medan selanjutnya untuk sambungan, kelengkapan dan kepingan kili. Memahami interaksi antara jahitan kimpalan longitudinal dan kimpalan medan adalah penting untuk perkhidmatan petrokimia.

Mengendalikan jahitan kimpalan membujur semasa kimpalan medan:Jahitan kimpalan membujur sedia ada hendaklah terletak jauh dari kawasan tekanan tinggi dan dari kimpalan medan berikutnya apabila boleh. Amalan industri mengesyorkan:

Letakkan jahitan membujur dalam paksi neutral lenturan (biasanya 45–90 darjah dari arah tegasan lentur maksimum)

Elakkan meletakkan kimpalan lilitan medan terus di atas jahitan membujur (terhuyung-huyung sekurang-kurangnya 1/2 inci)

Untuk aplikasi kritikal, mengimbangi jahitan membujur daripada haba kimpalan medan-zon terjejas

Pemilihan logam pengisi untuk kimpalan medan:Gunakan logam pengisi yang sama seperti untuk paip Incoloy 800 yang lancar:

ERNiCr-3(AWS A5.14) – Pengisi standard, memberikan kekuatan suhu tinggi-yang baik dan pengembangan terma yang sepadan

ERNiCrCoMo-1(Inconel 617) – Untuk perkhidmatan rayapan suhu tinggi-di atas 1500 darjah F (816 darjah )

Jangan sesekali gunapengisi keluli tahan karat (308L, 309L, 310H) – ia menghasilkan sel galvanik dan mempunyai ciri pengembangan yang berbeza

Kawalan input haba:Langkah berjaga-jaga yang sama digunakan seperti paip lancar, dengan perhatian tambahan pada jahitan kimpalan sedia ada:

Suhu interpass maksimum: 200 darjah F (93 darjah )

Input haba terhad kepada 25–40 kJ/inci (10–16 kJ/cm)

Gunakan manik bertali daripada menganyam

Elakkan meletakkan input haba yang berlebihan terus ke atas jahitan kimpalan membujur

Pasca-rawatan haba kimpalan (PWHT):Untuk kebanyakan perkhidmatan petrokimia, PWHT tidak diperlukan untuk kimpalan medan pada paip ASTM B514, dengan syarat suhu perkhidmatan adalah di bawah julat rayapan (<1100°F / 593°C) and the material is not in a sensitized condition. However, for high-temperature creep service (>1100 darjah F), anil penyelesaian penuh (2100 darjah F / 1149 darjah minimum) diperlukan untuk memulihkan sifat-ini jarang praktikal untuk kimpalan medan. Oleh itu, untuk aplikasi perkhidmatan rayapan, paip lancar biasanya ditentukan dan bukannya paip dikimpal untuk mengelakkan isu ini.

Pemeriksaan kimpalan medan pada paip yang dikimpal:Kaedah NDE standard digunakan:

Ujian radiografi (RT):Setiap ASME Bahagian V, mengesan kecacatan isipadu dalam kimpalan lilitan

Ujian penembus pewarna (PT):Untuk pengesanan retak permukaan, terutamanya berguna untuk memeriksa persilangan kimpalan medan dengan jahitan membujur

Ujian ultrasonik (UT):Untuk paip dinding-tebal ( Lebih daripada atau sama dengan 0.5 inci)

Pertimbangan khusus - padanan jahitan kimpalan:Apabila mengimpal paip ASTM B514 ke kelengkapan atau bebibir, pastikan logam pengisi dan prosedur kimpalan layak untuk gabungan khusus. Jahitan kimpalan membujur mungkin mempunyai struktur dan sifat butiran yang sedikit berbeza daripada logam asas, tetapi prosedur yang layak dengan betul menyumbang untuk ini.

---

5. S: Apakah pertimbangan perolehan utama dan masalah biasa untuk paip dikimpal ASTM B514 UNS N08800 dalam projek petrokimia?

A:Memperoleh paip dikimpal ASTM B514 UNS N08800 memerlukan perhatian kepada beberapa aspek unik berbanding paip lancar. Memahami pertimbangan ini menghalang kesilapan yang mahal dan memastikan paip yang dihantar memenuhi keperluan perkhidmatan petrokimia.

Menentukan gred yang betul – 800 lwn. 800H lwn. 800HT:ASTM B514 meliputi UNS N08800 (standard Incoloy 800). Ia TIDAK biasanya meliputi 800H (N08810) atau 800HT (N08811) kerana gred ini memerlukan kandungan karbon terkawal dan struktur butiran khusus yang sukar dicapai secara konsisten dalam paip yang dikimpal. Jika aplikasi anda memerlukan rintangan rayapan melebihi 1100 darjah F (593 darjah ), nyatakan paip ASTM B407 lancar untuk 800H/800HT sebaliknya. Menggunakan ASTM B514 untuk{16}}perkhidmatan rayapan suhu tinggi biasanya tidak disyorkan.

Menentukan keadaan rawatan haba:ASTM B514 memerlukan penyepuhlindapan penyelesaian selepas kimpalan, tetapi julat suhu khusus adalah luas (1800–2100 darjah F / 982–1149 darjah ). Untuk rintangan kakisan yang optimum dalam perkhidmatan petrokimia, nyatakan suhu penyepuhlindapan larutan minimum 1950 darjah F (1066 darjah ) dan penyejukan pantas (pelindapkejutan air). Ini memastikan pembubaran lengkap kromium karbida dan kemuluran maksimum. Keperluan ini hendaklah dinyatakan dalam pesanan pembelian.

Keperluan NDE jahitan kimpalan – melebihi minimum ASTM:ASTM B514 membenarkan sama ada ujian hidrostatik atau ujian elektrik tidak musnah sebagai ujian pengeluaran. Untuk perkhidmatan petrokimia, nyatakan KEDUANYA:

Ujian hidrostatik (setiap ASTM B514)

Ujian arus pusar 100% (ASTM E426) ATAU ujian ultrasonik 100% (ASTM E213) jahitan kimpalan

Untuk aplikasi kritikal, nyatakan 100% pemeriksaan radiografik (RT) jahitan kimpalan membujur (ini tidak diperlukan oleh ASTM B514 tetapi boleh ditambah sebagai keperluan tambahan)

Toleransi dimensi untuk muat-up:Toleransi dimensi ASTM B514 adalah kurang ketat daripada spesifikasi paip lancar di sesetengah kawasan. Untuk aplikasi yang memerlukan pemasangan-ketat (cth, sambungan bebibir, kelengkapan kimpalan soket), nyatakan had terima tambahan:

Diameter luar: ±0.5% (standard) mungkin terlalu longgar untuk beberapa kelengkapan; nyatakan ±0.010 inci untuk OD Kurang daripada atau sama dengan 4 inci

Kebujuran (diluar-daripada-kebulatan): Tentukan maksimum 1% OD untuk paip yang dimaksudkan untuk sambungan bebibir

Kelurusan: Nyatakan maksimum 0.020 inci setiap kaki (1.7 mm setiap meter)

Keperluan kebolehkesanan dan pensijilan:Untuk aplikasi petrokimia, kebolehkesanan penuh adalah penting. Nyatakan:

Setiap panjang paip mesti ditanda dengan nombor haba, spesifikasi, saiz, ketebalan dinding, dan setem pemeriksaan

Laporan ujian bahan (MTR) mesti termasuk kimia haba, sifat mekanikal (logam asas dan kimpalan melintang), keputusan ujian merata, keputusan NDE dan butiran rawatan haba (suhu, masa tahan, kaedah penyejukan)

Untuk perkhidmatan kritikal, memerlukan MTR menyertakan pernyataan pematuhan NACE MR0175 (jika perkhidmatan masam dijangkakan)

Perangkap perolehan biasa yang perlu dielakkan:

Perangkap 1:Dengan mengandaikan paip dikimpal ASTM B514 adalah bersamaan dengan paip lancar ASTM B407 untuk perkhidmatan rayapan suhu-tinggi.Pembetulan:Gunakan paip yang dikimpal hanya untuk suhu di bawah 1100 darjah F (593 darjah ) atau untuk aplikasi bukan-rayapan.

Perangkap 2:Gagal untuk menentukan keperluan NDE jahitan kimpalan, menerima paip yang diuji hanya dengan ujian hidrostatik (yang mungkin tidak mengesan kecacatan halus).Pembetulan:Nyatakan 100% arus pusar atau ujian ultrasonik jahitan kimpalan.

Perangkap 3:Menerima paip dengan tetulang jahitan kimpalan (manik) tidak dikeluarkan, mewujudkan celah untuk kakisan.Pembetulan:Tentukan bahawa manik kimpalan dalaman dan luaran dikisar dengan logam asas.

Perangkap 4:Tidak mengesahkan suhu penyepuhlindapan larutan pada MTR, menerima paip yang tidak dirawat haba dengan betul.Pembetulan:Memerlukan suhu penyepuhlindapan larutan yang didokumenkan sekurang-kurangnya 1950 darjah F (1066 darjah).

Perangkap 5:Menentukan ASTM B514 untuk diameter kurang daripada 2 inci di mana paip lancar tersedia dan lebih kos-efektif untuk kuantiti yang kecil.Pembetulan:Nilai lancar berbanding dikimpal berdasarkan diameter dan kuantiti; untuk diameter kecil (<2 inches) and small quantities (<500 feet), seamless may be more economical.

Senarai semak spesifikasi perolehan yang disyorkan untuk paip dikimpal ASTM B514 UNS N08800: