Ống liền mạch Hastelloy B3

Ống liền mạch Hastelloy B3là đặc tính hiện đại của dòng hợp kim niken{0}}molypden, được cung cấp liền mạch theo tiêu chuẩn ASTM B622 theo UNS N10675. Nó được phát triển như là sản phẩm kế thừa trực tiếp của Hastelloy B2 (UNS N10665) để giải quyết một vấn đề luyện kim cụ thể: B2 mất tính dẻo và khả năng chống ăn mòn khi được giữ ở nhiệt độ 650-850 độ trong quá trình hàn hoặc sử dụng, vì hợp kim tạo ra pha Ni-Mo giòn ở ranh giới hạt.

 

B3 bổ sung crom, sắt và vonfram được kiểm soát vào cùng một bazơ Ni{1}}Mo và sự thay đổi thành phần nhỏ đó sẽ ngăn chặn sự kết tủa. Kết quả là một loại ống có thể được hàn và sử dụng ngoài hiện trường với quy định thông thường trong cửa hàng, trong khi vẫn giữ được khả năng kháng axit clohydric vượt trội và các chất khử khác đã làm cho dòng B-nổi tiếng.

Thành phần hóa học của ống Hastelloy B3 theo tiêu chuẩn ASTM B622

Các giới hạn phân tích nhiệt-dưới đây được lấy từ ASTM B622 cho UNS N10675. Niken là nguyên tố cân bằng ở mức tối thiểu 65,0% và phạm vi molypden là 27,0-32,0% là yếu tố mang lại cho hợp kim hiệu suất axit khử.

 

Yếu tố	Giới hạn thành phần, %
Ni	65,0 phút (cân bằng)
Mơ	27.0 - 32.0
Fe	1.0 - 3.0
Cr	1.0 - 3.0
có	tối đa 3.0
W	tối đa 3.0
Mn	tối đa 3.0
Củ	tối đa 0,20
V	tối đa 0,20
Ta	tối đa 0,20
Al	tối đa 0,50
Ti	tối đa 0,20
Sĩ	tối đa 0,10
C	tối đa 0,01
P	tối đa 0,030
S	tối đa 0,010

 

So với B2, hóa học B3 bổ sung ba nguyên tố có chủ ý: crom ở mức 1,0-3,0%, sắt ở mức 1,0-3,0% và vonfram lên tới 3,0%. Không có chất nào trong số này đủ lớn để thay đổi đặc tính ăn mòn của hợp kim, nhưng chúng cùng nhau ổn định cấu trúc vi mô.

 

Trong B2, việc tiếp xúc với phạm vi 650-850 độ sẽ kết tủa liên kim loại Ni7Mo6 ở các ranh giới hạt, phá hủy cả độ dẻo và khả năng chống ăn mòn trong vùng ảnh hưởng nhiệt-của mối hàn. Trong B3, lịch sử nhiệt tương tự tạo ra cấu trúc một pha-ổn định, đó là lý do tại sao ống B3 có thể được hàn, tạo hình nóng{10}}và đưa vào sử dụng với vùng bị ảnh hưởng nhiệt{11}}còn nguyên ở điều kiện như hàn trong hầu hết các ứng dụng.

 

Tính chất cơ học của ống B3 ở điều kiện ủ

ASTM B622 chỉ định các đặc tính cơ học tối thiểu sau đây cho ống liền mạch UNS N10675 trong điều kiện ủ-dung dịch, điều kiện phân phối cho hầu như tất cả các đơn đặt hàng đường ống B3:

 

Tài sản	Giá trị tối thiểu (ASTM B622)
Độ bền kéo	690 MPa (100 ksi)
Cường độ năng suất, bù 0,2%	310 MPa (45 ksi)
Độ giãn dài trong 2 in (50,8 mm)	40%

 

Các giá trị được đảm bảo này xuất hiện trên chứng chỉ kiểm tra nhà máy và chúng giống hệt với yêu cầu B622 dành cho các hợp kim Ni-Cr{2}}Mo được ủ khác, giúp tính toán độ dày thành-nhất quán trong toàn bộ dòng sản phẩm.

 

Giá trị sản xuất thực tế cao hơn: ống B3 ủ điển hình có độ bền kéo khoảng 755-790 MPa với hiệu suất gần 350 MPa và độ giãn dài khoảng 50-60% ở kích thước nhỏ. Hợp kim này có cấu trúc hoàn chỉnh cho đường ống và bình áp lực, và nó thường được chỉ định cho đường ống axit clohydric có lớp lót hoặc không có lớp lót trong đó áp suất thiết kế thay vì mức cho phép ăn mòn đặt ra cho tường.

 

Tính chất vật lý

Mật độ của Hastelloy B3 là 9,22 g/cm³ (0,333 lb/in³), cao hơn đáng kể so với hợp kim mang crom-vì hàm lượng molypden cao. Trọng lượng lý thuyết của ống B3 được tính theo công thức hợp kim niken{6}}tiêu chuẩn: trọng lượng tính bằng kilôgam trên mét bằng 0,02466 lần (đường kính ngoài trừ đi độ dày thành) nhân với độ dày thành, với kích thước tính bằng milimét.

 

Do đó, ống B3 60,3 mm (NPS 2) có thành SCH 40S 5,54 mm tính toán là khoảng 7,48 kg/m và con số lý thuyết này là cơ sở để tính toán báo giá và vận chuyển trừ khi đơn đặt hàng chỉ định khối lượng cân thực tế.

 

Tài sản	Giá trị
Tỉ trọng	9,22 g/cm³
phạm vi nóng chảy	1330 - 1390 độ (xấp xỉ)
Mô đun đàn hồi (nhiệt độ phòng)	216 GPa (xấp xỉ)
Điện trở suất (nhiệt độ phòng)	1,37 µΩ·m (xấp xỉ)
Độ dẫn nhiệt, 100 độ	11,3 W/m·K (xấp xỉ)

 

Tiêu chuẩn sản xuất và hình thức sản phẩm

Các sản phẩm ống Hastelloy B3 được sản xuất và cung cấp theo các thông số kỹ thuật sau:

 

• ASTM B622 / ASME SB-622 - ống và ống hợp kim coban và niken liền mạch
• Ống hàn ASTM B619 / ASME SB-619 -
• Ống hàn ASTM B626 / ASME SB-626 -
• Các phụ kiện và mặt bích rèn theo tiêu chuẩn ASTM B366 - cho hợp kim

 

Ống liền mạch theo B622 được sản xuất bằng cách xuyên qua và gia công phôi nhiệt B3, sau đó là ủ dung dịch và làm nguội nhanh. Quá trình ủ hòa tan mọi pha thứ cấp được hình thành trong quá trình làm việc và khôi phục cấu trúc một pha austenit hoàn toàn-mà khả năng chống ăn mòn phụ thuộc vào đó. Vì hợp kim ổn định nhiệt nên quá trình tôi không cần mạnh như đối với B2 và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt-của mối hàn vẫn giữ được khả năng chống ăn mòn mà không cần xử lý nhiệt sau mối hàn.

 

Ống B3 hàn bên dưới B619 được tạo thành từ dải đã ủ và được hàn bằng kim loại phụ ERNiMo-10 phù hợp. Sản phẩm hàn được ủ toàn bộ-sau khi hàn và đối với hầu hết các dịch vụ axit clohydric, nó được chỉ định có thể thay thế cho nhau bằng liền mạch. Liền mạch vẫn là mặc định khi mã đường ống, đặc tả máy khách hoặc yêu cầu dịch vụ chua yêu cầu nó.

 

Kích thước và lịch trình có sẵn

Ống liền mạch B3 được cung cấp trong phong bì sau, với các kích thước trung gian và các bức tường tùy chỉnh có sẵn theo yêu cầu của dự án:

 

tham số	Phạm vi
Đường kính ngoài	6,0 mm (1/8") đến 219,1 mm (8"), kích thước lớn hơn tùy theo dự án
Độ dày của tường	0,5 mm đến 18,26 mm (SCH 5S đến SCH XXS)
Chiều dài	Cố định 6 m / 12 m hoặc độ dài ngẫu nhiên cho mỗi đơn hàng
Kết thúc kết thúc	Đầu trơn, đầu vát hoặc ren theo yêu cầu
Bài kiểm tra	Kiểm tra thủy tĩnh theo tiêu chuẩn ASTM B622

 

Phạm vi dự trữ tiêu chuẩn cho ống xử lý là NPS 1/8 đến NPS 8 trong SCH 10S, SCH 40S và SCH 80S. Các yêu cầu về-tường nặng và đường kính{8}}lớn được sản xuất theo yêu cầu của dự án và thời gian thực hiện được tính cho mỗi đơn đặt hàng. Khi bản vẽ đưa ra biểu đồ thay vì độ dày tường rõ ràng, tường ASME B36.10 sẽ được cung cấp trừ khi có chỉ định tính toán tường tối thiểu.

 

Hiệu suất ăn mòn:-cấp axit khử

Ống Hastelloy B3 có khả năng chống axit khử tốt hơn bất kỳ hợp kim niken chứa crom- nào, vì khả năng kháng trong môi trường khử được thực hiện bởi molypden chứ không phải crom. Hợp kim này là vật liệu làm đường ống tiêu chuẩn cho axit clohydric trong phạm vi hữu ích của nó và nó hoạt động tốt trong axit sunfuric nồng độ từ loãng-đến{4}}trung bình{5}}, trong axit photphoric và trong các dịch vụ axit hữu cơ như axit axetic và axit formic.

 

Nó không dành cho môi trường oxy hóa mạnh: axit nitric, clorua sắt và các chất oxy hóa khác phá hủy ma trận Ni-Mo một cách nhanh chóng, do đó, hợp kim không bao giờ được chỉ định ở những nơi có thể xảy ra hiện tượng oxy hóa.

 

Môi trường	hành vi B3	Bình luận
Axit clohydric, tất cả nồng độ	Xuất sắc	Dịch vụ xác định cho dòng B{0}}
Axit sunfuric loãng	Rất tốt	Hữu ích khi hợp kim không gỉ và C{0}}không có giá trị lớn
Axit photphoric	Rất tốt	Phổ biến trong đường ống quá trình phân bón
Axit axetic/axit formic	Tốt	Dây chuyền xử lý axit hữu cơ
Axit nitric và môi trường oxy hóa	Không được đề xuất	Tấn công nhanh chóng; thay vào đó hãy sử dụng hợp kim ổ trục Cr{0}}

 

Sự khác biệt chính so với C276 và C22 là tính hướng: những hợp kim này cân bằng khả năng chống oxy hóa và khử và từ bỏ một số hiệu suất trong axit khử nguyên chất; B3 chuyên dùng để khử môi trường và loại bỏ hoàn toàn khả năng chống oxy hóa. Một quá trình chủ yếu là axit clohydric, không có quá trình oxy hóa, là thuộc phạm vi B3, và việc sử dụng C276 sẽ gây lãng phí tiền crom mà không mua được gì. Một quá trình xen kẽ giữa điều kiện axit và clorua oxy hóa là phạm vi hợp kim C-và B3 sẽ thất bại.

 

Ứng dụng điển hình

Ống B3 được chỉ định trong các nhà máy nơi axit clohydric hoặc clorua khử khác được xử lý liên tục:

 

• Dây chuyền sản xuất, lưu trữ và vận chuyển axit clohydric, bao gồm cả nhiệm vụ HCl azeotropic và khan
• Đường ống xử lý hydrocarbon clo hóa và clorua hữu cơ trong nhà máy hóa chất
• Các đơn vị alkyl hóa và hệ thống tái sinh xúc tác trong nhà máy lọc dầu
• Hệ thống hóa chất tẩy trắng bột giấy trong đó các giai đoạn clo dioxide sử dụng các điều kiện khử
• Lò phản ứng dược phẩm và hóa chất nông nghiệp và dây chuyền chuyển xử lý axit khử
• Dây chuyền tẩy kim loại sử dụng axit clohydric

 

Trong mỗi dịch vụ này, thông số kỹ thuật của B3 thay vì B2 hiện là thông lệ tiêu chuẩn cho kết cấu hàn vì sự cải thiện về độ ổn định nhiệt giúp loại bỏ chế độ hư hỏng trường mà B2 thể hiện ở các vùng bị ảnh hưởng nhiệt-của mối hàn. Các nhà máy B2 hiện tại được-chỉ định lại dần dần thành B3 cho đường ống mới và B3 là hợp kim có tên trong hầu hết các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành để giảm-dịch vụ axit.

 

Hàn và chế tạo

Ống B3 được hàn bằng kim loại phụ phù hợp ERNiMo-10 (phân loại AWS A5.14) cho GTAW và GMAW, và ENiMo-10 (AWS A5.11) cho SMAW. Không được thay thế chất độn B2 ERNiMo-7 vì nó thiếu crom và sắt giúp B3 ổn định nhiệt và cặn hàn tạo ra sẽ trở lại trạng thái giống như B2.

 

Không cần làm nóng trước và thường không cần xử lý nhiệt sau khi hàn-. Hợp kim rất nhạy cảm với sự hấp thụ oxy và nitơ ở trạng thái nóng chảy, do đó, việc che chắn khí trơ trên cả mặt và chân mối hàn là cần thiết, đồng thời nhiệt độ giữa các lớp phải được giữ dưới 100 độ ở các phần dày để tránh nứt nóng.

 

Các phụ kiện và mặt bích cho hệ thống B3 được cung cấp theo tiêu chuẩn ASTM B366 về hóa học phù hợp. Nhà thiết kế đường ống phải nêu rõ loại chất độn trên WPS và trình độ chuyên môn của thợ hàn phải tuân theo quy trình hợp kim niken- thay vì quy trình bằng thép không gỉ. Do hợp kim nặng hơn và hoạt động chậm hơn trong bể hàn so với thép không gỉ austenit nên dung sai lắp đặt và các thông số hàn được kiểm soát chặt chẽ hơn và xưởng hàn phải là nơi thường xuyên gia công hợp kim niken.

 

Kiểm soát chất lượng và chứng nhận

Mọi chiều dài của ống B3 được cung cấp theo tiêu chuẩn ASTM B622 đều được kèm theo giấy chứng nhận kiểm tra nhà máy báo cáo phản ứng hóa học về nhiệt, kết quả kiểm tra cơ học và kiểm tra không{2}}phá hủy được thực hiện. Gói tiêu chuẩn bao gồm kiểm tra thủy tĩnh theo yêu cầu của đặc điểm kỹ thuật và, nếu đơn đặt hàng yêu cầu, kiểm tra dòng điện xoáy hoặc siêu âm trên toàn bộ chiều dài.

 

Bạn nên nhận dạng vật liệu dương tính (PMI) khi nhận hàng vì hợp kim B3, B2 và C- không thể phân biệt được bằng mắt thường và không thể phát hiện được sự khác biệt về thành phần bằng mắt. Chứng chỉ được cấp theo EN 10204 3.1 hoặc 3.2 theo quy định và việc kiểm tra bên thứ ba- của SGS, BV hoặc TUV được sắp xếp theo yêu cầu.

 

Ống Hastelloy B3 là một sản phẩm chuyên dụng có thông số kỹ thuật được điều khiển bởi lớp vỏ ăn mòn của dịch vụ và quyết định mua phải được đưa ra dựa trên phân tích môi trường và hồ sơ nhiệt độ chứ không chỉ dựa trên giá cả. Khi danh sách dòng chỉ định UNS N10675, ống phải được đặt hàng theo tiêu chuẩn ASTM B622 với điều kiện ủ đã nêu, lịch trình hoặc độ dày thành được cung cấp rõ ràng và định dạng chứng chỉ được xác nhận với kế hoạch QA của dự án.

 

 

 

Chú phổ biến: Ống Hastelloy B3, UNS N10675, ASTM B622, ống liền mạch N10675, ống Hastelloy B-3, ống hợp kim niken molypden, 2.4600, ống hợp kim axit clohydric