1. س: ما هي الاختلافات الرئيسية بين ASTM B163 وASTM B407 والمصطلحات "الصلبة" و"المشغولة على الساخن-" و"الملحومة" كما هي مطبقة على أنابيب Incoloy UNS N08800؟
A:
تصف هذه المصطلحات طرق التصنيع المختلفة، ونماذج المنتجات، والتطبيقات الخاصة بـ Incoloy 800 (UNS N08800) ومتغيراته ذات درجات الحرارة المرتفعة (800H/800HT).
أستم B163– المواصفات القياسية لمكثف النيكل وسبائك النيكل غير الملحومة وأنابيب المبادل الحراري. تغطي هذه المواصفات الأنابيب الصغيرة- ذات القطر (عادةً 6.0 مم إلى 76 مم OD) المخصصة لتطبيقات نقل الحرارة. يتضمن B163 تفاوتات أكثر صرامة في الأبعاد، ومتطلبات تشطيب السطح، والاختبارات (على سبيل المثال، اختبارات التسطيح والتمدد والحرق) مقارنة بمواصفات الأنابيب العامة. الأنابيب تحت B163 موجودة دائمًاسلس.
أستم B407– المواصفات القياسية لأنابيب وأنابيب من سبائك النيكل غير الملحومة-الحديد-والنيكل. ويغطي هذا نطاقًا أوسع للحجم (يصل إلى 273 مم OD أو أكبر) للخدمة العامة المقاومة للتآكل ودرجات الحرارة العالية-. يسمح B407 بالمنتجات غير الملحومة المسحوبة على الساخن-والباردة-. إنها المواصفات الأساسية لأنابيب Incoloy 800/800H/800HT غير الملحومة في تطبيقات البتروكيماويات والكيماويات وتوليد الطاقة.
الأنابيب الصلبة– مصطلح صناعي عام يشير إلى الأنابيب المنتجة من مادة صلبة بدون أي وصلات أو لحامات. تعتبر الأنابيب/الأنابيب ASTM B163 وB407 "صلبة" (غير ملحومة). يُستخدم هذا المصطلح أحيانًا للتمييز بين البناء السلس والبناء الملحوم، خاصة في وثائق المشتريات.
الأنابيب الساخنة-المشغلة– يتم تشكيل الأنابيب عند درجات حرارة مرتفعة (عادة 1100-1250 درجة) من خلال عمليات مثل البثق أو الثقب الدوار تليها الدرفلة على الساخن. يعمل العمل الساخن- على تحسين بنية الصب-، وتكسير الكربيدات الخشنة، وإضفاء تدفق الحبوب الاتجاهي. يتم تشغيل معظم أنابيب Incoloy 800 غير الملحومة على الساخن-كخطوة تشكيل أولية، وغالبًا ما يتبعها رسم بارد للأبعاد النهائية.
الأنابيب الملحومة– يتم تشكيل الأنابيب عن طريق دحرجة شريط ملفوف على البارد-في شكل أسطواني ولحام التماس طوليًا. يتم تغطية الأنابيب الملحومة تحتأستم B514(ليس B163 أو B407). تحتوي الأنابيب الملحومة على وصلة، إذا لم يتم معالجتها بشكل صحيح-باللحام حراريًا، فيمكن أن تكون نقطة ضعف في-خدمة زحف درجات الحرارة المرتفعة.
ملخص المقارنة:
| ميزة | أستم B163 | أستم B407 | ملحومة (ASTM B514) |
|---|---|---|---|
| تصنيع | سلس (صلب) | سلس (صلب) | ملحومة (التماس الطولي) |
| نطاق الحجم | صغير (أقل من أو يساوي 76 مم OD) | صغير إلى كبير (أقل من أو يساوي 273 مم+ OD) | متوسطة إلى كبيرة (عادةً أكبر من أو تساوي 50 مم OD) |
| التطبيق الأساسي | أنابيب المبادلات الحرارية | الأنابيب العامة والأنابيب | أنابيب كبيرة-قطرها ومتوسطة الضغط- |
| يكلف | أعلى (التسامح السلس والضيق) | عالية (سلس) | أقل (20-40% أقل من السلس) |
| هل نجحت-؟ | نعم (قذف + سحب بارد) | نعم (البثق/الدرفلة على الساخن + السحب البارد الاختياري) | لا (البرد-يتكون من الشريط) |
قاعدة الاختيار:
أنابيب المبادلات الحرارية→ ASTM B163 سلس
أنبوب عام صغير-قطره→ ASTM B407 سلس (مشغول على الساخن-+ مسحوب على البارد)
قطر كبير-، درجة حرارة/ضغط معتدل→ ASTM B514 ملحومة
المصطلح "الأنابيب الصلبة الساخنة-المشغلة"يشير عادةً إلى منتج غير ملحوم ASTM B407
2. س: لماذا يعد العمل على الساخن-ضروريًا في إنتاج أنابيب Incoloy 800 غير الملحومة ASTM B163 وB407، وما هي فوائد البنية الدقيقة التي يوفرها؟
A:
يعد العمل على الساخن-الخطوة الحاسمة التي تحول -صب مادة Incoloy 800 إلى أنبوب سلس موثوق به وسليم. يتم تنفيذ العملية عند درجة حرارة 1100-1250 درجة (2012-2280 درجة فهرنهايت)، أعلى من درجة حرارة إعادة بلورة السبيكة.
تسلسل العمل الساخن-النموذجي للأنابيب غير الملحومة:
صب- يتم صهر السبيكة وصبها في قالب دائري صلب (قطره عادة 150-300 ملم).
تكييف الخام– يتم طحن سطح البليت أو تدويره لإزالة عيوب الصب (الأكسدة، المسامية، الشقوق).
إعادة التسخين– يتم تسخين البليت إلى درجة حرارة 1150-1200 درجة في فرن ذو جو متحكم فيه.
الثقب الساخن (عملية مانسمان)- يتم تغذية قطعة من الخام الدوارة على مغزل ثاقب، مما يؤدي إلى تكوين غلاف مجوف. تعمل ضغوط الضغط والقص الشديدة عند 1200 درجة على تفكيك البنية التغصنية المصبوبة-.
الدرفلة على الساخن أو البثق الساخن– يتم تقليل قطر الغلاف المجوف وسمك الجدار بشكل أكبر باستخدام مطحنة درفلة متعددة القوائم (على سبيل المثال، مطحنة Assel، مطحنة التوصيل) أو مكبس بثق رأسي. تضفي هذه الخطوة عملاً ساخنًا إضافيًا.
الفوائد البنيوية الدقيقة للعمل الساخن-:
| فائدة | آلية | نتيجة |
|---|---|---|
| صقل الحبوب | إعادة التبلور الديناميكي أثناء التشوه الساخن | حبيبات دقيقة متساوية المحاور (ASTM 4–7) في حالة العمل -ساخنة- |
| تفكك كربيد | التجزئة الميكانيكية للمواد الخشنة على شكل-كربيدات مسبوكة | التوزيع الموحد لجزيئات M₂₃C₆ وTi(C,N) الدقيقة |
| القضاء على المسامية | الضغوط الضاغطة تغلق الفراغات الداخلية | مادة كثيفة بنسبة 100% بدون مسامية يمكن اكتشافها |
| تدفق الحبوب الاتجاهي | تتمدد الحبوب في اتجاه العمل | تحسين قوة الزحف عندما تكون الحبوب موجهة بالتوازي مع محور الأنبوب |
| التجانس | الانتشار عند درجة حرارة عالية يقلل من التجزئة الدقيقة | تكوين موحد لا يوجد استنزاف موضعي للكروم أو النيكل |
البنية المجهرية-المشغولة على الساخن مقابل الباردة-المشغولة مقابل-المصبوبة:
| حالة | هيكل الحبوب | توزيع كربيد | قوة الزحف | ليونة |
|---|---|---|---|---|
| كـ-ممثل | شجيري خشن | كبيرة الحجم وغير منتظمة عند حدود الحبوب | فقير | قليل |
| يعمل بشكل ساخن-فقط | إعادة بلورتها، غرامة إلى متوسطة | مقسمة وموزعة بشكل موحد | جيد | جيد |
| تم العمل على الساخن-والسحب على البارد | ممدود (اتجاهي) | مزيد من المكرر | جيد جداً (اتجاهي) | عالية (لكن متباينة الخواص) |
| تم العمل على الساخن-+ وتصلب المحلول | إعادة بلورتها، خشنة (ASTM 5) | ناعم وموحد عند حدود الحبوب | ممتاز (800 ساعة/HT) | ممتاز |
لماذا يُفضل العمل على الساخن-على التشكيل على البارد-للأنابيب غير الملحومة:
يتطلب التشكل البارد-من التجاويف المصبوبة قوى عالية للغاية ولن يعالج العيوب الداخلية.
يتيح العمل على الساخن-تخفيضات كبيرة (تقليل المساحة بنسبة 80-90%) في دورة تسخين واحدة.
تمنع درجة الحرارة المرتفعة تصلب العمل، مما يسمح بالتشوه المستمر دون التلدين المتوسط.
ملاحظة عملية:
بالنسبة لأنابيب ASTM B163 وB407، يجب أن تحدد شهادة المطحنة معلمات العمل الساخنة - (درجة الحرارة، نسبة التخفيض) وأي سحب بارد ومعالجة حرارية لاحقة. بالنسبة لدرجات 800H و800HT، يصلب المحلول النهائي (1150–1200 درجة) بعد العمل الساخن- والسحب البارد لتحقيق حجم الحبوب الخشنة المطلوبة (الحد الأدنى ASTM No. 5).
3. س: ما هي المتطلبات المحددة للأنابيب غير الملحومة ASTM B163 UNS N08800 في خدمة المبادل الحراري، وكيف تختلف عن أنابيب ASTM B407؟
A:
ASTM B163 هي مواصفات متخصصة لـأنابيب المكثف والمبادل الحراري- المنتجات التي يجب أن تستوفي تفاوتات أكثر صرامة في الأبعاد، واختبارات أكثر صرامة، ومعايير جودة سطح أعلى من الأنابيب B407 ذات الأغراض العامة-.
المتطلبات الأساسية لـ ASTM B163 لأنابيب UNS N08800:
| متطلبات | ASTM B163 (أنابيب المبادل الحراري) | ASTM B407 (الأنابيب العامة) |
|---|---|---|
| نطاق الحجم | 6.0 مم إلى 76 مم OD (¼ ″ إلى 3 ″) عادةً | 6 مم إلى 273 مم + OD (¼ ″ إلى 12 ″ +) |
| تحمل سمك الجدار | ±10% | ±12.5% (نموذجي) |
| التسامح مع القطر الخارجي | ± 0.08 مم لـ OD <25 مم؛ ± 0.13 ملم لمدة 25-50 ملم | ±0.4 ملم نموذجي (أكبر) |
| استقامة | 0.8 ملم لكل 3 م (0.03 بوصة لكل 10 قدم) | 1.5 ملم لكل 3 م (0.06 بوصة لكل 10 قدم) |
| الانتهاء من السطح | ناعم، بدون قشور (مخلل أو منظف ميكانيكيًا) | قد يبقى مقياس المطحنة (ما لم يتم تحديده) |
| اختبار التسطيح | مطلوب (لا يوجد تشقق عند تسويته بجدار 3×) | غير مطلوب (للأنابيب) |
| اختبار التوهج | مطلوب (توسيع 20-30% دون تكسير) | غير مطلوب |
| اختبار التوسع | مطلوب لتوسيع الأنبوب-إلى-tubesheet | لا ينطبق |
| اختبار الهيدروستاتيكي | كل أنبوب (أو تيار إيدي للأقطار الصغيرة) | كل أنبوب |
| حجم الحبوب (800H/HT) | ASTM رقم . 5 الحد الأدنى | ASTM رقم . 5 الحد الأدنى |
متطلبات B163 الإضافية لخدمة المبادل الحراري:
نظافة لنقل الحرارة– يجب أن تكون الأنابيب خالية من القشور الثقيلة والزيوت والشحوم وغيرها من الملوثات التي من شأنها أن تقلل من كفاءة نقل الحرارة. عادة ما تكون الأسطح الداخلية ملدنة أو مخللة.
تفاوت محكم للقطر الخارجي للأنبوب-إلى-درفلة صفائح الأنابيب- يضمن التسامح الدقيق للـ OD (± 0.08 مم للأقطار الصغيرة) توسعًا موحدًا عند لف الأنابيب إلى صفائح الأنابيب. التسامح فضفاضة من شأنه أن يسبب تسرب المفاصل.
فحص كامل لطول -درجة الحرارة (التيار الدوامي)– بالنسبة للأنابيب ذات القطر الصغير- والتي لا يمكن اختبارها هيدروستاتيكيًا نظرًا لقيود الحجم، يلزم اختبار التيار الدوامي بنسبة 100% وفقًا لمعيار ASTM E426.
اختبار سحق أو تسطيح الحلقة– التحقق من الليونة لعمليات الثني والدحرجة. يجب أن تتسطح الأنابيب إلى سمك جدار يساوي 3× دون أن تتشقق.
اختبار التوهج– يقوم الشياق المستدق بتوسيع نهاية الأنبوب بنسبة 20-30%. لا يشير أي تشقق إلى ليونة كافية للأنبوب-إلى-توسيع صفائح الأنابيب.
تطبيقات المبادلات الحرارية النموذجية لأنابيب ASTM B163 UNS N08800:
| صناعة | خدمة | درجة حرارة | لماذا تم اختيار 800 |
|---|---|---|---|
| كيميائي | مبرد حمض الكبريتيك | 60-120 درجة | يقاوم التآكل الحمضي. سلس يمنع التسرب |
| البتروكيماويات | تغذية مبادل حراري النفايات السائلة | 500-700 درجة | -قوة درجة حرارة عالية + مقاومة لهجوم الهيدروجين |
| توليد الطاقة | أنابيب التسخين الفائق (أقسام درجة الحرارة المنخفضة) | 550-650 درجة | مقاومة الزحف السلس المطلوب للضغط |
| مصنع الهيدروجين | أنابيب الغلايات الحرارية النفايات | 400-650 درجة | مقاومة -الهجوم الهيدروجيني ذي درجات الحرارة العالية (HTHA) |
النظر في التكلفة:
تكلف أنابيب ASTM B163 عادةً ما بين 15 إلى 25% أكثر من أنابيب ASTM B407 ذات الأبعاد نفسها بسبب التفاوتات الأكثر صرامة والاختبارات الإضافية. ومع ذلك، بالنسبة لخدمة المبادل الحراري حيث يؤدي فشل الأنبوب إلى إغلاق المصنع، فإن هذا القسط له ما يبرره.
إمكانية تتبع المواد:
يتم تمييز كل أنبوب ASTM B163 باسم الشركة المصنعة ومواصفاتها ودرجتها (UNS N08800 أو N08810 أو N08811) ورقم الحرارة والحجم. مطلوب التتبع الكامل لشهادة حرارة الطاحونة.
4. س: ما هو الفرق بين الأنابيب غير الملحومة "الصلبة الساخنة-" والأنابيب الملحومة من حيث قوة الزحف، ومقاومة التآكل، وضغوط التصميم المسموح بها لـ Incoloy 800H عند درجة الحرارة العالية؟
A:
بالنسبة لخدمة البتروكيماويات ذات درجة الحرارة العالية (650-900 درجة)، يخضع الاختيار بين الأنابيب الصلبة (غير الملحومة والساخنة-) والملحومة إلى الضغوط المسموح بها لغلايات ASME ورمز أوعية الضغط ووجود وصلة لحام طولية.
مقارنة قوة الزحف (800H، 850 درجة):
| ملكية | سلس (العمل على الساخن-والحل الملدن) | ملحوم (كما هو -ملحوم، بدون PWHT) | ملحومة (محلول صلب بعد اللحام) |
|---|---|---|---|
| قوة تمزق الزحف 100,000 ساعة (MPa) | 28–32 | 15–20 | 25–30 |
| عامل تخفيض قوة اللحام | 1.0 (بدون التماس) | 0.6–0.7 | 0.85–0.95 |
| موقع فشل الزحف | عشوائي (منتفخ) | التماس اللحام أو HAZ | عشوائي (إذا كان PWHT مناسبًا) |
| عمر الخدمة النموذجي عند ضغوط التصميم | 8-12 سنة | 2-4 سنوات | 6-10 سنوات |
لماذا يتمتع السلس (الصلب الساخن-المصنوع) بقوة زحف فائقة:
لا التماس اللحام– تحتوي وصلة اللحام في الأنبوب الملحوم على هيكل مصبوب (إذا كان اللحام ذاتي المنشأ) أو تركيبة مختلفة (إذا تمت إضافة الحشو). حتى مع PWHT، فإن منطقة اللحام لا تتطابق تمامًا مع مقاومة زحف المعدن الأساسي المطاوع.
هيكل الحبوب الاتجاهي– يؤدي العمل على الساخن- (البثق أو الثقب) إلى إنشاء خطوط تدفق الحبوب الموازية لمحور الأنبوب. يعمل هذا الهيكل الاتجاهي على زيادة قوة الزحف في اتجاه الطوق (الضغط المحيطي). تحتوي الأنابيب الملحومة على حبيبات موجهة بشكل عشوائي في المعدن الأساسي ولكنها تحتوي على هيكل مصبوب أو معاد بلورته في اللحام.
توزيع كربيد موحد– يتم تفتيت-العمل الساخن على شكل-كربيدات مصبوبة وتوزيعها بشكل موحد. في الأنابيب الملحومة، تحتوي منطقة HAZ على منطقة مستنفدة من الكربيد- مجاورة لخط الدمج، وهو موقع مفضل للتجويف الزحف.
ASME مقارنة الإجهاد المسموح به (القسم الأول، غلايات الطاقة):
| درجة حرارة | سلس 800 ساعة (الحالة الرمزية 2225) | ملحومة 800H (لا توجد علبة رمز ملحومة) |
|---|---|---|
| 650 درجة | 30.2 ميجا باسكال | غير مدرج (استخدم B31.3 مع عامل اللحام) |
| 700 درجة | 21.4 ميجا باسكال | غير مدرجة |
| 750 درجة | 13.8 ميجا باسكال | غير مدرجة |
| 800 درجة | 8.6 ميجا باسكال | غير مدرجة |
الآثار العملية:بالنسبة إلى القسم الأول من ASME أو القسم الثامن، القسم 1 عند درجات حرارة أعلى من 650 درجة، يكون الأنبوب غير الملحوم (الصلب) إلزاميًا بشكل فعال لأنه لا توجد حالة رمز توفر ضغوطًا مسموحًا بها للأنابيب الملحومة في درجات الحرارة هذه. تسمح B31.3 (أنابيب المعالجة) بأنابيب ملحومة مع عامل وصلة لحام (عادة 0.85 لـ 100% RT) عند درجات حرارة منخفضة ولكنها متحفظة لخدمة الزحف.
مقارنة مقاومة التآكل (الخدمة الرطبة، <400 درجة):
| بيئة | سلس | ملحوم (كما هو -ملحوم) | ملحومة (محلول PWHT صلب) |
|---|---|---|---|
| تأليب الكلوريد (PREN 30–34) | جيد | ضعيف (معدن اللحام السفلي PREN) | جيد (إذا كان الحشو مطابقًا) |
| حمض الكبريتيك | جيد | عادل (قد يكون لدى معدن اللحام انفصال) | جيد |
| تكسير التآكل الإجهاد | ممتاز | جيد (الضغوط المتبقية في اللحام) | ممتاز (-مرتاح) |
للخدمة الحامضة (NACE MR0175):
يفضل الأنابيب غير الملحومة. يُسمح بالأنابيب الملحومة فقط إذا كان اللحام وHAZ عبارة عن محلول صلب بعد اللحام ويلبي صلابة أقل من أو تساوي 35 HRC. لا يُسمح عمومًا باللحام الميداني على الأنابيب الملحومة للخدمة الحامضة.
المفاضلة بين التكلفة والتوفر-:
| وجه | سلس (متماسك وساخن-صالح) | ملحومة (ASTM B514) |
|---|---|---|
| التكلفة (12″ NPS، الجدول 40، 800H) | 180-220 دولارًا للمتر | 130-160 دولارًا للمتر |
| المهلة الزمنية (نموذجية) | 16-24 أسبوعًا | 10-16 أسبوع |
| القطر الأقصى | 12″ NPS (طلب خاص أكبر) | 24″ NPS (متوفر بسهولة) |
| قابلية اللحام الميدانية | جيد | معتدل (التماس يضيف التعقيد) |
توجيه الاختيار:
استخدم سلسًا (صلبًا ساخنًا-مشغولًا) عندما:
درجة حرارة الخدمة> 650 درجة مع أحمال الزحف
بناء ASME القسم الأول أو الثامن
High pressure (>50 بار) في أي درجة حرارة
الخدمة الرطبة الحامضة لكل NACE MR0175
أنابيب المبادلات الحرارية الحرجة (ASTM B163)
قد تكون الأنابيب الملحومة مقبولة عندما:
درجة حرارة الخدمة <600 درجة (لا يوجد قلق بشأن الزحف)
ضغط معتدل (< 30 bar)
Large diameter (>12″ NPS) حيث لا يتوفر السلس
خطوط نقل غير حرجة-وعمرها المتوقع قصير
يتوافق تردد دوران المصنع مع عمر التماس اللحام الأقصر
5. س: ما هي أوضاع الفشل الشائعة للأنابيب الصلبة الساخنة -المشغلة Incoloy UNS N08800 مقابل الأنابيب الملحومة في خدمة البتروكيماويات، وكيف يمكن منعها؟
A:
يعد فهم أوضاع الفشل أمرًا ضروريًا لاختيار المواد المناسبة والفحص واستراتيجيات إطالة العمر.
أوضاع الفشل للأنابيب غير الملحومة (الصلبة الساخنة-المشغولة):
| وضع الفشل | سبب | وقاية |
|---|---|---|
| تمزق زحف (انتفاخ) | خدمة طويلة الأمد-تزيد عن 650 درجة عند ضغط التصميم؛ تصبح الكربيدات خشنة، وتضعف حدود الحبوب | استخدم 800HT بدلاً من 800H؛ تقليل درجة حرارة التشغيل تقليل التوتر (جدار أكثر سمكًا) |
| تكسير التعب الحراري | عمليات التشغيل/الإيقاف المتكررة- التوسع التفاضلي يخلق سلالة دورية | استخدم حبيبات خشنة -800H/HT (مقاومة أفضل للإجهاد الحراري)؛ التحكم في معدلات التدفئة/التبريد |
| هشاشة الكربنة | دخول الكربون من جو الفرن؛ تشكل كربيدات الكروم، مصفوفة مستنفدة Cr | الحفاظ على مقياس الأكسيد الوقائي؛ تجنب اصطدام اللهب المباشر؛ استخدم 800HT (يمنع Ti(C,N) انتشار الكربون) |
| هجوم الهيدروجين ذو درجة الحرارة العالية (HTHA) | يتفاعل الهيدروجين مع الكربيدات لتكوين الميثان. تشقق داخلي | حافظ على درجة الحرارة أقل من 650 درجة لارتفاع ضغط H₂؛ استخدام 800H (كربيدات مستقرة) |
| تشظي الأكسدة | تؤدي الخدمة الدورية إلى تناثر النطاق؛ فقدان المعادن مع مرور الوقت | ضمان محتوى الكروم > 20%؛ التحكم في الجو (تجنب البخار الزائد) |
أوضاع الفشل للأنابيب الملحومة (إضافة إلى الأوضاع غير الملحومة):
| وضع الفشل | سبب | وقاية |
|---|---|---|
| تمزق التماس اللحام | الحبوب الدقيقة في اللحام HAZ؛ لا يوجد هيكل الحبوب الخشنة. زحف تفضيلي في التماس | تنفيذ المحلول الكامل يصلب (1150-1200 درجة) بعد اللحام؛ استخدم سلسًا لخدمة الزحف |
| لحام المعدن بالتكسير الساخن | مدخلات حرارة عالية + ضبط النفس أثناء اللحام؛ تكسير التصلب | استخدم حشو ERNiCr-3 (يمنع Nb التشقق)؛ التحكم في مدخلات الحرارة (< 1.5 kJ/mm) |
| HAZ كربيد هطول الأمطار | تبريد بطيء خلال 550-750 درجة؛ تتشكل كربيدات الكروم، مما يقلل من الليونة | التبريد السريع بعد اللحام. استخدام الصف المستقر (800H/HT مثبت بالفعل) |
| لحام تقويض | الإفراط في استخدام التقنية الحالية أو غير الصحيحة؛ تركيز الإجهاد في تقويض | إجراءات اللحام المؤهلة؛ الفحص البصري طحن تقويض |
| التآكل الجلفاني عند اللحام (الخدمة الرطبة) | يختلف تركيب معدن اللحام عن المعدن الأساسي؛ خلية كلفانية في المنحل بالكهرباء | استخدام حشو مطابق (ERNiCrMo-3 للخدمة الرطبة)؛ عزل من المعادن المختلفة |
طرق الفحص للكشف عن الفشل الأولي:
| طريقة | يكتشف | طلب |
|---|---|---|
| الفحص البصري | تكسير السطح، الأكسدة، الانتفاخ، تقويض | جميع الأنابيب؛ قبل-الخدمة وأثناء عمليات الصيانة |
| صبغ مخترق (PT) | تكسر السطح-شقوق (خاصة طبقات اللحام) | طبقات اللحام، HAZ، نقاط تركيز الإجهاد |
| التصوير الشعاعي (RT) | المسامية الداخلية، الادراج، عدم الانصهار (اللحامات) | اللحامات الطولية والمحيطية |
| بالموجات فوق الصوتية (UT) | ترقق الجدار، والشقوق الداخلية، والأضرار الناجمة عن الزحف (تغيرات صدى الجدار الخلفي) | جدران سميكة زحف-المناطق المتضررة |
| اختبار الصلابة | تليين موضعي (زيادة الوزن) أو تصلب (العمل البارد) | اللحام HAZ، المعادن الأساسية، الانحناءات |
| النسخ المتماثل (علم المعادن الميداني) | التجويف الحدودي للحبوب (ضرر الزحف) | أقسام درجة الحرارة المرتفعة-؛ تقييم الحياة |
| الدوامة الحالية | بالقرب من-العيوب السطحية؛ حالة الأنبوب الداخلية | أنابيب المبادل الحراري (ASTM B163) |
الاستراتيجيات الوقائية لإطالة عمر الخدمة:
للأنابيب غير الملحومة (800H/800HT):
تصميم للزحف- استخدم الضغوط المسموح بها لحالة كود ASME مع عوامل الأمان المناسبة (عادةً 3.5 على قوة التمزق).
التحكم في درجة حرارة التشغيل– كل تخفيض 10 درجات يضاعف عمر الزحف.
مراقبة الكربنة– المسابر-في الموقع أو أخذ العينات الأنبوبية الدورية (تحليل الكربون).
تطبيق الطلاءات- من أجل خدمة الكربنة الشديدة، تعمل طلاءات الألومينيد على إطالة العمر الافتراضي.
بالنسبة للأنابيب الملحومة (عند استخدامها في خدمة درجات الحرارة العالية-):
يصلب المحلول الكامل بعد اللحام- يستعيد قوة الزحف إلى 85-95% من السلس.
100% RT من اللحام الطولي– القضاء على العيوب التي يمكن أن تؤدي إلى فشل الزحف.
طحن تعزيز اللحام على نحو سلس– إزالة تركيزات التوتر.
الحد من درجة حرارة الخدمة- بالنسبة للأنابيب الملحومة، تقليل إجهاد التصميم بنسبة 15-20% مقارنة بالأنابيب غير الملحومة.
تجنب الأنابيب الملحومة في الخدمة الدورية– تبدأ تشققات التعب الحراري عند أصابع القدم الملحومة.
مثال لتمديد الحياة (خط نقل SMR، 800H، 780 درجة، 25 بار):
| نوع الأنابيب | الحياة المتوقعة | عمل تمديد الحياة | حياة ممتدة |
|---|---|---|---|
| سلس | 8 سنوات | خفض درجة حرارة التشغيل إلى 760 درجة | 12 سنة |
| سلس | 8 سنوات | تطبيق طلاء الألومينيد | 10 سنوات |
| ملحومة (بدون PWHT) | سنتان | لا ينصح بهذه الخدمة | N/A |
| ملحومة (الحل الكامل صلب) | 6 سنوات | تقليل إجهاد التصميم بنسبة 20% | 5 سنوات (بدون ربح) |
التوصية النهائية:بالنسبة للخدمات البتروكيماوية الحرجة-في درجات الحرارة المرتفعة (SMR، وتكسير الإيثيلين، وإعادة تشكيل الأمونيا)،تحديد الأنابيب غير الملحومة ASTM B407 أو ASTM B163بدرجة 800H أو 800HT. يجب أن تقتصر الأنابيب الملحومة (ASTM B514) على درجات الحرارة غير-الحرجة، والمنخفضة- (< 600°C) or lower-pressure (< 15 bar) applications, or used only when seamless is unavailable in large diameters and full solution annealing of the weld is performed.
