1. P: Koje su glavne razlike u kemijskom sastavu i otpornosti na koroziju između bešavnih cijevi Incoloy 800 i Incoloy 825?
A:
Iako su obje austenitne legure nikla-željeza-kroma, njihov sastav prilagođen je različitim korozivnim okruženjima.
Inkoloj 800(UNS N08800) obično sadrži:
Nikal: 30–35%
Krom: 19–23%
Željezo: ravnoteža (približno. 39–50%)
Ugljik: manje od ili jednako 0,10% (s kontroliranim verzijama 800H/800HT)
Njegova snaga leži uotpornost na -oksidaciju pri visokim temperaturamai dobru otpornost na puzanje, ali ima ograničenu otpornost na redukcijske kiseline.
Inkoloj 825(UNS N08825) dodaje značajne legirajuće elemente:
Nikal: 38–46% (više za bolju otpornost na kiseline)
Krom: 19,5–23,5%
Molibden: 2,5–3,5% (omogućuje otpornost na udubljenje)
Bakar: 1,5–3,0% (kritičan za otpornost na sumpornu i fosfornu kiselinu)
Titan: 0,6–1,2% (stabilizira protiv preosjetljivosti)
Usporedba otpornosti na koroziju:
Inkoloj 800ističe se u -visokotemperaturnim oksidacijskim atmosferama, pari i okruženjima za naugljičavanje.
Inkoloj 825je superioran u reducirajućim kiselim medijima (sumporna, fosforna), morskoj vodi i kiselim plinovima (H₂S/CO₂/klorid) okruženjima zbog sadržaja Mo i Cu.
U primjenama bešavnih cijevi,800 se bira za cijevi izmjenjivača topline iznad 500 stupnjeva, dok825 je odabran za mokru korozivnu uslugu do 550 stupnjeva- na primjer, vodovi za protok nafte i plina ili cijevi za kiselinu kemijskog postrojenja.
2. P: Zašto je bešavna cijev Incoloy 825 poželjnija u odnosu na nehrđajući čelik 316L u kiseloj službi (mokro H₂S okruženje)?
A:
U kiseloj službi definiranoj prema NACE MR0175/ISO 15156, materijali moraju biti otpornisulfidne pukotine pod naponom (SSC)ivodikom-inducirano pucanje (HIC). Nehrđajući čelik 316L, iako je otporan na opću koroziju, pati od pitinga i SSC kada kloridi i H₂S koegzistiraju na temperaturama iznad 60 stupnjeva.
Incoloy 825 bešavne cijevi nudi:
Visok sadržaj nikla (38–46%)– stabilizira austenitnu strukturu i smanjuje vodikovu krtost.
Molibden (2,5–3,5%)– povećava ekvivalentni broj otpornosti na piting (PREN > 32), daleko veći od 316L (PREN ~24–26).
Bakar (1,5–3,0%)– posebno se odupire anodnom otapanju uzrokovanom H₂S-om.
Otpornost na pucanje od korozije uslijed naprezanja klorida (SCC)– uobičajeni način kvara za 316L u vrućim, vlažnim H₂S/Cl⁻ okruženjima.
NACE MR0175 izričito navodiIncoloy 825 (UNS N08825)kao prihvatljiv za kiselo posluživanje u svim temperamentima i uvjetima tvrdoće (manje od ili jednako 35 HRC), dok je 316L često ograničen ili zahtijeva strogu kontrolu tvrdoće. Kao rezultat toga, bešavna cijev 825 standardni je izbor za cijevi u bušotini, vodove površinskog protoka i izmjenjivače topline u poljima kiselog plina.
3. P: Koji standardi proizvodnje reguliraju bešavne cijevi Incoloy 800 i 825 i koji su kritični zahtjevi za ispitivanje?
A:
Najčešći standardi su:
ASTM B407– Bešavne cijevi za Incoloy 800, 800H, 800HT
ASTM B423– Bešavne cijevi posebno za Incoloy 825
ASME SB-407 / SB-423– Iste specifikacije usvojene za primjene tlačne posude i kotla prema ASME kodeksu Odjeljku II.
Kritične dimenzije i tolerancijeslijedite ASME B36.19 za veličine cijevi od nehrđajućeg čelika, iako legure nikla mogu imati nešto drugačije dopuštene debljine stjenke.
Obavezni i izborni testovi uključuju:
Hidrostatičko ispitivanje– svaka cijev ispitana na naprezanje od najmanje 60% specificirane minimalne granice razvlačenja.
Vrtložna struja ili ultrazvučni pregled– za NDE (ne-destruktivno ispitivanje) kada je navedeno.
Test spljoštenja(za cijevi do 6″ NPS) – ocjenjuje duktilnost.
Ispitivanje tvrdoće– obično manje ili jednako 85 HRB za žareni 825, manje ili jednako 90 HRB za 800.
Ispitivanje interkristalne korozije(ASTM A262 praksa E ili C) – posebno za 825 za potvrdu stabilizacije (Ti sprječava taloženje Cr karbida).
Pozitivna identifikacija materijala (PMI)– 100% potrebno u većini industrijskih kodova kako bi se izbjeglo miješanje legura.
Osim toga, za nuklearnu ili visokotemperaturnu upotrebu mogu biti potrebni testovi puzanja i loma naprezanja (prema ASTM E139) za bešavne cijevi 800H/800HT.
4. P: Kakva je toplinska stabilnost Incoloy 800 bešavnih cijevi u usporedbi s Incoloy 825 na povišenim temperaturama (600-900 stupnjeva)?
A:
Ovo je ključna razlika:
Inkoloj 800(osobito verzije 800H/800HT) je dizajniran zaotpornost na visoke-temperature. S kontroliranim ugljikom (0,05–0,10%) i minimalnom veličinom zrna ASTM No. 5, otporan je na puzanje i pucanje pod pritiskom do 900 stupnjeva (1652 stupnja F). Taloženje M₂₃C₆ karbida na granicama zrna zapravo poboljšava otpornost na puzanje bez izazivanja krtosti. Također stvara zaštitnu naslagu Cr₂O3 koja je otporna na oksidaciju i karburizaciju.
Inkoloj 825, nasuprot tome, jestne preporučuje se dugotrajno izlaganje iznad 550 stupnjeva (1022 stupnja F). Na višim temperaturama, dodaci molibdena i bakra gube svoju korist od korozije, a legura postaje osjetljiva na stvaranje sigma faze (krhka intermetalna faza), što dovodi do gubitka udarne žilavosti i duktilnosti. Nadalje, stabilizacija titanom ne može u potpunosti spriječiti senzibilizaciju tijekom sporog hlađenja iznad 700 stupnjeva.
Praktični zaključak:
KoristitiIncoloy 800 bešavne cijeviza cijevi peći, kolektore pregrijača i zavojnice za krekiranje etilena (650–900 stupnjeva).
KoristitiIncoloy 825 bešavne cijeviza mokru, korozivnu upotrebu do 550 stupnjeva - nikad za konstrukcijske primjene pri visokim temperaturama.
Ako projekt zahtijeva otpornost na visoku temperaturu i mokru H₂S na srednjim temperaturama (400–550 stupnjeva), Incoloy 825 može i dalje funkcionirati, ali dizajn puzanja mora slijediti ASME-ova smanjena dopuštena naprezanja iznad 500 stupnjeva.
5. P: Koji su uobičajeni načini kvarova bešavnih cijevi Incoloy 825 u proizvodnji na moru i kako se mogu spriječiti?
A:
Unatoč izvrsnoj otpornosti na koroziju, bešavne cijevi Incoloy 825 mogu se pokvariti u offshore okruženjima pod određenim uvjetima:
Uobičajeni načini kvara:
Jamičasta/pukotinska korozija– Javlja se kada morska voda stagnira pod morskim rastom ili kamencem, posebno ako površina cijevi nije pravilno pasivizirana ili ako razina kisika varira.
Kloridno naponsko korozijsko pucanje (Cl‑SCC) – Rare in 825 due to high Ni, but can occur at temperatures >150°C (>302 stupnja F) u visoko koncentriranim slanim otopinama s vlačnim naprezanjem.
Galvanska korozija– U kombinaciji s manje plemenitim metalima (ugljični čelik, niskolegirani čelik) u morskoj vodi, 825 djeluje kao katoda, ubrzavajući napad na anodni materijal.
Vodikova krtost– Moguće ako je katodna zaštita prekomjerno primijenjena (potencijal < –850 mV u odnosu na Ag/AgCl) stvarajući atomski vodik.
Erozija-korozija– U proizvedenim tekućinama koje sadrže pijesak, posebno na zavojima cijevi i reduktorima.
Mjere prevencije:
Završna obrada površine:Odredite dekapirane i pasivizirane unutarnje površine (ne samo mehanički polirane) kako biste uklonili ugrađeno željezo i osigurali stabilan oksidni film bogat Crom.
Dizajn: Avoid crevices (use full penetration welds, continuous gaskets) and maintain flow velocities >1,5 m/s kako bi se spriječilo taloženje ali<4–5 m/s to avoid erosion.
Uparivanje materijala:Koristite komplete za izolaciju ili prijelazne spojeve kada spajate 825 na prirubnice od ugljičnog čelika.
Kontrola katodne zaštite:Ograničite potencijal na –800 mV do –900 mV (Ag/AgCl) i nanesite premaz na površine 825 gdje je to moguće kako biste smanjili naboj vodika.
Obrada nakon zavarivanja:Iako 825 nije sklon senzibilizaciji, žarenje u otopini (940-980 stupnjeva nakon čega slijedi brzo hlađenje) vraća optimalnu otpornost na koroziju nakon jakog hladnog rada ili zavarivanja.
Slijedeći ove prakse, Incoloy 825 bešavne cijevi mogu postići 20-30 godina rada u primjenama na gornjoj strani i podmorju.
