1. ما هو Hastelloy B-3 ، وما الذي يجعلها متفوقة على سلفها ، Hastelloy B-2 ، لتطبيقات الأنابيب؟
Hastelloy B - 3 (UNS N10675) هي سبيكة من النيكل المولدينوم مصممة خصيصًا لتوفير مقاومة استثنائية لحمض الهيدروكلوريك وغيرها من المواد الكيميائية المتقلبة الشديدة عبر مجموعة واسعة من التركيزات ودرجات الحرارة. تناول تطوره مباشرة القيود المفروضة على Hastelloy B-2 (UNS N10665).
التقدم الرئيسي في B - 3 هو استقراره الحراري المحسن بشكل كبير. كان Hastelloy B - 2 ، في حين أن ممتازة ضد HCL ، عرضة لتشكيل مراحل intermetallic الضارة (مثل مركبات Ni-Mo) عندما تتعرض لدرجات حرارة في حدود 550 درجة إلى 850 (1022 درجة F إلى 1562 درجة F). أدى هذا هطول الأمطار ، الذي يحدث غالبًا في المناطق المتأثرة بالحرارة (HAZ) أثناء اللحام ، إلى فقدان كبير للمحونة والمتانة ، مما يجعل المكونات والأنابيب ملفقة معرضة للتكسير في الخدمة.
تم تحسين Hastelloy B-3 بشكل معدني مع الإضافات التي تسيطر عليها عناصر مثل الكروم والحديد. يوفر هذا التكوين الجديد:
الاستقرار الحراري المتفوق: يحتفظ بمقاومة ليونة ومقاومة التآكل حتى بعد التعرض لفترة طويلة لدرجات الحرارة المتوسطة ، مما يجعلها أقل عرضة لتكسير HAZ أثناء اللحام وخدمة درجة الحرارة المرتفعة -.
القابلية المعززة: يتيح انخفاض المخاطر المتمثلة في الانضمام تسهيل اللحام ، والانحناء ، وتشكيل الأنابيب والتجهيزات دون المساس بنزاهةها.
مقاومة التآكل المحفوظة: إنها تمتلك مقاومة متساوية أو أفضل من التآكل من B-2 في معظم البيئات المتقلبة ، وخاصة ضد حمض الهيدروكلوريك ، وحمض الكبريتيك ، وحمض الأسيتيك.
لهذه الأسباب ، تحل B-3 إلى حد كبير محل B-2 للبناء الجديد ، وخاصة بالنسبة لأنظمة الأنابيب الحرجة حيث يمثل اللحام والاستقرار الحراري مخاوف.
2. في أي تطبيقات وبيئات صناعية محددة يتم تحديد أنابيب Hastelloy B-3 الأكثر شيوعًا؟
تم تخصيص أنابيب Hastelloy B-3 لبعض بيئات المعالجة الكيميائية الأكثر عدوانية حيث تفشل الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي أو حتى سبائك النيكل الأخرى بسرعة. مكانهم الأساسي في التعامل مع الأحماض الساخنة.
تتضمن التطبيقات الرئيسية:
معالجة حمض الهيدروكلوريك (HCL): هذا هو التطبيق الأساسي. يتم استخدام أنابيب B-3 لنقل غاز حمض الهيدروكلوريك اللامائي ، و HCl المائي في جميع التركيزات ، وخاصة حلول حمض الهيدروكلوريك الساخنة. هذا أمر بالغ الأهمية في إنتاج الأدوية والكيماويات الزراعية والمركبات العضوية المكلورة.
محاليل حمض الكبريتيك: فهي مقاومة للغاية لحمض الكبريتيك ، خاصة في التركيزات التي تقل عن 70 ٪ وفي درجات حرارة مرتفعة ، وهي منطقة تعاني منها العديد من المواد الأخرى.
إنتاج حمض الأسيتيك: يتم استخدام B-3 في العمليات التي تتضمن حمض الخليك المركّز وأنهيدريد الخليك ، حيث يقاوم كل من التآكل والنفايات العامة.
عمليات الألكلة وإثارة الإسترات: تتضمن تفاعلات التوليف الكيميائية الشائعة هذه مجموعة من الأحماض ، والمحفزات ، ودرجات الحرارة العالية ، مما يخلق حالة استخدام مثالية لقدرات B-3.
أنظمة التخليل واستعادة الأحماض: في محطات المعالجة المعدنية ، يتم استخدام الأحماض الساخنة القوية للتجول ، وتتعامل الأنابيب B-3 مع نقل واستعادة هذه الجداول العدوانية.
في الأساس ، فإن أي تيار عملية يحتوي على أحماض تقلص (الأحماض التي لا تشكل فيلمًا سلبيًا وقائيًا على سطح المعدن) في درجات حرارة مرتفعة وضغوط هو مرشح لنظام أنابيب Hastelloy B-3.
3. ما هي الاعتبارات الحرجة لأنظمة أنابيب Hastelloy B-3 لحام وتصنيع؟
في حين أن B - 3 أكثر قابلية لحام من B-2 ، إلا أنها لا تزال تتطلب إجراءات صارمة للحفاظ على مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية. التصنيع غير السليم هو السبب الرئيسي لفشل الخدمات.
تشمل الاعتبارات الرئيسية:
عملية اللحام: لحام قوس التنغستن الغاز (GTAW أو TIG) هو الطريقة المفضلة والأكثر شيوعًا. إنه يوفر تحكمًا ممتازًا في مدخلات الحرارة وينتج نقاءًا عاليًا -. يمكن استخدام اللحام القوس المعدني الغاز (GMAW أو MIG) للمشاريع الكبيرة ولكن يتطلب تحكمًا أكثر تشددًا.
التحكم في مدخلات الحرارة: انخفاض درجة حرارة الإدخال أمر بالغ الأهمية. لا يزال بإمكان الحرارة المفرطة تعزيز نمو الحبوب وهطول الأمطار البسيط ، مما يقلل من مقاومة التآكل في منطقة اللحام. تقنيات مثل حبات Stringer وتجنب النسيج المفرط هي المعيار.
حشو المعادن: يجب إجراء اللحامات باستخدام أكثر من - مطابقة معدن الحشو المصمم خصيصًا لـ B-3 ، مثل سلك حشو Hastelloy B-3 (Ernimo-10) أو الأقطاب الكهربائية (Enimo-10). هذا يضمن أن معدن اللحام لديه تكوين وخصائص مشابهة للأنبوب الأساسي.
غاز التدريع: عالية - نقاء الأرجون هو غاز التدريع القياسي. تعتبر تطهير الظهر من الداخل للأنبوب مع الأرجون أمرًا ضروريًا للغاية لمنع الأكسدة (السكر) وتلوث جذر اللحام. سيكون لحام الجذر المؤكسد بالكامل عرضة للتآكل.
النظافة: النظافة التي لا تشوبها شائبة هي غير قابلة للتداول. يمكن أن تسبب الملوثات مثل الزيت أو الشحوم أو الطلاء أو المميزات التي تحتوي على الكبريت أو الكربون أو الرصاص احتضان وتكسير. يجب استخدام فرش الأسلاك والأدوات الفولاذ المقاوم للصدأ المخصص لتجنب تلوث الحديد.
Post - معالجة حرارة اللحام (PWHT) غير مطلوبة بشكل عام أو موصى بها لـ B - 3 ، حيث يمكن أن يعزز هطول الأمطار. الهدف هو تصنيعه بشكل صحيح في حالة الحلول.
4. كيف يقارن أداء Hastelloy B - 3 مع سبائك أخرى شائعة عالية الأداء مثل Hastelloy C-276 في أنظمة الأنابيب؟
إن الاختيار بين B-3 و C-276 هو بشكل أساسي حول نوع البيئة الكيميائية: تقليل مقابل الأكسدة.
Hastelloy b - 3 (ni-mo): excels في البيئات المخفضة. يحتوي على محتوى عالي النيكل وموليبدينوم ولكنه منخفض للغاية. الكروم هو العنصر الذي يوفر مقاومة للعوامل المؤكسدة. في الواقع ، فإن محتوى الكروم المنخفض يجعل B-3مُعَرَّضللتآكل في وسائل الإعلام المؤكسدة. قوتها ضد الأحماض غير المؤكسدة- مثل HCl و H2SO4 دون أي أيونات المذابة أو أيونات المؤكسدة.
Hastelloy C - 276 (ni - cr - mo): هو مستدير مصمم للبيئات المتوسطة والأكسدة. المكون الرئيسي هو كمية كبيرة من الكروم (حوالي 15-16 ٪) ، والتي تسمح له بتكوين فيلم سلبي واقٍ في وجود مؤكسات مثل الحديديك (Fe⁺⁺) و Cupric (Cu²⁺) ، الكلور ، hypochlorites ، حمض النيتريك ، والحلول التهوية.
القياس البسيط: تخيل أنبوبين: أحدهما يحمل حمض الهيدروكلوريك النقي النقي (حمض تقليل). سيكون B-3 هو الاختيار المتفوق ، وغالبًا ما يكون أكثر اقتصادا. الآن ، تخيل أن نفس التيار الحمضي ولكن مع كمية صغيرة من تلوث كلوريد الحديديك (ملح مؤكسد). يمكن أن يعاني أنبوب B-3 من التآكل الشديد ، في حين أن أنبوب C-276 سيتعامل معه دون عناء.
لذلك ، فإن كيمياء بيئة الخدمة ، وتحديدا وجود أو عدم وجود الأنواع المؤكسدة ، هو المحدد الرئيسي للاختيار بين هاتين السبائك لنظام الأنابيب.
5. ما هي بروتوكولات الاختبار والتفتيش والتعامل الأساسية لضمان جودة أنبوب B-3 قبل التثبيت؟
يعد ضمان الجودة الصارم أمرًا ضروريًا بالنسبة لقيمة الخدمة العالية - ، مواد خدمة حرجة - مثل B-3.
شهادة المواد: يجب أن تكون جميع عمليات تسليم الأنابيب مصحوبة بشهادة اختبار الطاحونة (MTC) أو شهادة المطابقة (COC) التي تتحقق من التركيب الكيميائي (تلبية ASTM B335 للشريط/الأنابيب و B619 للأنابيب الملحومة) والخصائص الميكانيكية.
تحديد المواد الإيجابية (PMI): هذا اختبار إلزامي غير - اختبار مدمر (NDT) الذي تم إجراؤه على موقع- باستخدام محلل X - يتحقق على الفور من درجة السبائك من خلال تأكيد وجود عناصر رئيسية (عالية Ni ، High Mo ، Low CR) لمنع الخلط العرضي - مع الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك النيكل الأخرى.
اختبار اختراق الصبغة (PT) أو اختبار التصوير الشعاعي (RT): بالنسبة للأنابيب الملحومة ، يتم استخدام طرق NDT هذه للكشف عن السطح (PT) أو sub - عيوب السطح (RT) مثل الشقوق أو المسامية أو عدم وجود اندماج في طبقات اللحام ، مما يضمن التكامل.
التفتيش البصري: يجب فحص الأنابيب للتلف الجسدي أو الخدوش العميقة أو الحفر التي يمكن أن تعمل كمواقع بدء للتآكل. يجب أن يكون السطح الداخلي نظيفًا وخاليًا من الملوثات.
المناولة والتخزين: يجب تخزين أنابيب B-3 بشكل منفصل عن الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ لمنع تلوث الحديد (الذي يمكن أن يصدأ ويسبب التسبب في سطح B-3). يجب أن تبقى في الداخل في بيئة جافة ونظيفة. يجب أن يتم الرفع باستخدام رافعات النايلون لمنع تزوير. يجب أن تبقى جميع الفتحات موصوفة لحماية التجويف من الأوساخ والرطوبة.
من خلال الالتزام بهذه البروتوكولات ، يمكن للمهندسين التأكد من أن نظام أنابيب Hastelloy B-3 المثبت سيقدم أدائه المصمم وطول العمر في بيئة كيميائية متطلبة.
