Hastelloy B3 sømløs rør

Hastelloy B3 sømløs rører den moderne arbeidshesten i nikkel-molybdenlegeringsfamilien, levert sømløst under ASTM B622 mot UNS N10675. Den ble utviklet som den direkte etterfølgeren til Hastelloy B2 (UNS N10665) for å løse ett spesifikt metallurgisk problem: B2 mistet sin duktilitet og korrosjonsmotstand når den ble holdt i området 650-850 grader under sveising eller service, fordi legeringen utfelte en sprø Ni-Mo-fase ved korngrensene.

 

B3 legger kontrollert krom, jern og wolfram til den samme Ni-Mo-basen, og det lille komposisjonsskiftet undertrykker nedbøren. Resultatet er et rør som kan sveises og brukes i felt med vanlig butikkdisiplin, samtidig som den beholder den enestående motstanden mot saltsyre og andre reduserende medier som gjorde B-familien berømt.

Kjemisk sammensetning av Hastelloy B3-rør i henhold til ASTM B622

Varme-analysegrensene nedenfor er hentet fra ASTM B622 for UNS N10675. Nikkel er balanseelementet ved minimum 65,0 %, og molybdenområdet på 27,0-32,0 % er det som gir legeringen dens reduserende syreytelse.

 

Element	Sammensetningsgrense, %
Ni	65,0 min (balanse)
Mo	27.0 - 32.0
Fe	1.0 - 3.0
Cr	1.0 - 3.0
Co	3,0 maks
W	3,0 maks
Mn	3,0 maks
Cu	0,20 maks
V	0,20 maks
Ta	0,20 maks
Al	0,50 maks
Ti	0,20 maks
Si	0,10 maks
C	0,01 maks
P	0,030 maks
S	0,010 maks

 

Sammenlignet med B2, legger B3-kjemien til tre bevisste elementer: krom ved 1,0-3,0 %, jern ved 1,0-3,0 % og wolfram opp til 3,0 %. Ingen av disse er store nok til å endre legeringens korrosjonskarakter, men sammen stabiliserer de mikrostrukturen.

 

I B2 utfeller eksponering for 650-850 grader Ni7Mo6 intermetallisk ved korngrenser, noe som ødelegger både duktilitet og korrosjonsmotstand i den varme-påvirkede sonen i en sveis. I B3 produserer den samme termiske historien en stabil enfasestruktur, som er grunnen til at B3-røret kan sveises, varme{10}}formes og settes i drift med den varme{11}}påvirkede sonen igjen i den sveiset tilstand i de fleste applikasjoner.

 

Mekaniske egenskaper til B3-rør i glødet tilstand

ASTM B622 spesifiserer følgende mekaniske minimumsegenskaper for UNS N10675 sømløse rør i løsnings-glødet tilstand, leveringsbetingelsen for praktisk talt alle bestillinger av B3-rør:

 

Eiendom	Minimumsverdi (ASTM B622)
Strekkstyrke	690 MPa (100 ksi)
Flytegrense, 0,2 % offset	310 MPa (45 ksi)
Forlengelse på 50,8 mm	40%

 

Disse garanterte verdiene er det som vises på fabrikkens testsertifikat, og de er identiske med B622-kravene for de andre glødede Ni-Cr-Mo-legeringene, noe som gjør vegg-tykkelsesberegninger konsistente i hele produktfamilien.

 

Faktiske produksjonsverdier er høyere: typisk glødet B3-rør har en strekkstyrke på omtrent 755-790 MPa med et utbytte på nær 350 MPa, og en forlengelse på rundt 50-60 % i små størrelser. Legeringen er fullstendig strukturell for trykkrør og kar, og den er ofte spesifisert for forede eller uforede saltsyrerør der designtrykket i stedet for korrosjonstilskuddet setter veggen.

 

Fysiske egenskaper

Tettheten til Hastelloy B3 er 9,22 g/cm³ (0,333 lb/in³), merkbart høyere enn de kromholdige-legeringene på grunn av det høye molybdeninnholdet. Den teoretiske vekten til B3-røret beregnes med standard formelen for nikkel-legering: vekt i kilogram per meter tilsvarer 0,02466 ganger (ytterdiameter minus veggtykkelse) ganger veggtykkelse, med dimensjoner i millimeter.

 

Et 60,3 mm (NPS 2) B3 rør med 5,54 mm SCH 40S vegg beregner derfor til ca. 7,48 kg/m, og dette teoretiske tallet er grunnlaget for tilbud og fraktberegninger med mindre ordren spesifiserer faktisk veid masse.

 

Eiendom	Verdi
Tetthet	9,22 g/cm³
Smelteområde	1330 - 1390 grad (ca.)
Elastisitetsmodul (romtemperatur)	216 GPa (ca.)
Elektrisk resistivitet (romtemperatur)	1,37 μΩ·m (ca.)
Termisk ledningsevne, 100 grader	11,3 W/m·K (ca.)

 

Produksjonsstandarder og produktformer

Hastelloy B3 rørprodukter er produsert og levert i henhold til følgende spesifikasjoner:

 

• ASTM B622 / ASME SB-622 - sømløst nikkel- og nikkel--rør og rør av koboltlegering
• ASTM B619 / ASME SB-619 - sveiset rør
• ASTM B626 / ASME SB-626 - sveiset rør
• ASTM B366 - smidde beslag og flenser for legeringen

 

Sømløst rør under B622 produseres ved å stikke hull på og bearbeide et emne av B3-varmen, etterfulgt av løsningsgløding og hurtig avkjøling. Glødingen løser opp eventuelle sekundærfaser som dannes under arbeid og gjenoppretter den fullt austenittiske enfasestrukturen som korrosjonsmotstanden avhenger av. Fordi legeringen er termisk stabil, trenger ikke bråkjølingen å være like voldsom som for B2, og den varme-berørte sonen i en sveiset skjøt beholder sin korrosjonsmotstand uten en etter--sveisevarmebehandling.

 

Sveiset B3-rør under B619 er formet av glødet stripe og sveiset med matchende ERNiMo-10 tilsatsmetall. Det sveisede produktet er full-glødet etter sveising, og for de fleste saltsyretjenester er det spesifisert om hverandre med sømløs. Sømløs forblir standard når rørkoden, klientspesifikasjonen eller et surt servicekrav krever det.

 

Tilgjengelige størrelser og tidsplaner

B3 sømløse rør leveres i følgende konvolutt, med mellomstørrelser og tilpassede vegger tilgjengelig på prosjektforespørsel:

 

Parameter	Spekter
Utvendig diameter	6,0 mm (1/8") til 219,1 mm (8"), større størrelser på prosjektbasis
Veggtykkelse	0,5 mm til 18,26 mm (SCH 5S til SCH XXS)
Lengde	Faste 6 m / 12 m, eller tilfeldige lengder per bestilling
Sluttavslutning	Vanlig ende, skrå ende eller gjenget etter behov
Test	Hydrostatisk test i henhold til ASTM B622

 

Standard strømpeområde for prosessrør er NPS 1/8 til NPS 8 i SCH 10S, SCH 40S og SCH 80S. Krav til tunge-vegger og store-diametere produseres mot prosjektforespørsel, og ledetiden oppgis per bestilling. Når tegningen angir en tidsplan i stedet for en eksplisitt veggtykkelse, leveres ASME B36.10-veggen med mindre minimum-veggberegning er spesifisert.

 

Korrosjonsytelse: den reduserende-syrekvaliteten

Hastelloy B3-rør motstår reduserende syrer bedre enn noen av de kromholdige nikkellegeringene, fordi motstanden i reduserende medier bæres av molybden, ikke krom. Legeringen er standard rørmateriale for saltsyre over dets nyttige område, og den fungerer godt i fortynnet-til-middels-konsentrasjon av svovelsyre, i fosforsyre og i organiske syretjenester som eddik og maursyre.

 

Den er ikke beregnet for sterkt oksiderende miljøer: salpetersyre, jern(III)klorid og andre oksiderende arter ødelegger Ni-Mo-matrisen raskt, så legeringen bør aldri spesifiseres der oksiderende ekskursjoner er mulig.

 

Miljø	B3 oppførsel	Kommentar
Saltsyre, alle konsentrasjoner	Glimrende	Den definerende tjenesten for B-familien
Svovelsyre, fortynnet	Veldig bra	Nyttig der rustfritt og C-legeringer er marginale
Fosforsyre	Veldig bra	Vanlig i gjødselprosessrør
Eddik/maursyre	God	Prosesslinjer for organisk syre
Salpetersyre og oksiderende medier	Ikke anbefalt	Rask angrep; bruk en Cr-lagerlegering i stedet

 

Hovedforskjellen fra C276 og C22 er retning: disse legeringene balanserer oksiderende og reduserende motstand og gir opp en viss ytelse i ren reduserende syre; B3 er spesialisert for å redusere medier og gir helt opp oksidasjonsmotstanden. En prosess som hovedsakelig er saltsyre, uten oksiderende ekskursjoner, er B3-territorium, og ved å bruke C276 sløser man penger på krom som ikke kjøper noe. En prosess som veksler mellom sure og oksiderende kloridforhold er C-legeringsområde, og B3 ville mislykkes.

 

Typiske bruksområder

B3 rør er spesifisert i anlegg hvor saltsyre eller andre reduserende klorider håndteres kontinuerlig:

 

• Saltsyreproduksjon, lagring og overføringslinjer, inkludert azeotropisk og vannfri HCl-avgift
• Klorerte hydrokarboner og organisk klorid prosessrør i kjemiske anlegg
• Alkyleringsenheter og katalysatorregenereringssystemer i raffinerier
• Kjemiske systemer for bleking av masse der klordioksidstadier bruker reduserende forhold
• Farmasøytisk og agrokjemisk reaktor og overføringslinjer som håndterer reduserende syrer
• Metallbeisingslinjer med saltsyre

 

I hver av disse tjenestene er spesifikasjonen av B3 i stedet for B2 nå standardpraksis for sveiset konstruksjon, fordi forbedringen i termisk stabilitet eliminerer feltfeilmodusen som B2 viste ved sveisevarme-berørte soner. Eksisterende B2-anlegg blir gradvis re-spesifisert til B3 for nye rør, og B3 er legeringen som er navngitt i de fleste gjeldende tekniske standarder for å redusere-syreservice.

 

Sveising og fabrikasjon

B3-rør er sveiset med matchende fyllmetall ERNiMo-10 (AWS A5.14-klassifisering) for GTAW og GMAW, og ENiMo-10 (AWS A5.11) for SMAW. B2-fyllstoffet ERNiMo-7 må ikke erstattes, fordi det mangler krom og jern som gir B3 dens termiske stabilitet, og den resulterende sveiseavsetningen vil gå tilbake til B2-lignende oppførsel.

 

Ingen forvarming er nødvendig, og ingen varmebehandling etter-sveis er normalt nødvendig. Legeringen er følsom for oksygen- og nitrogenopptak i smeltet tilstand, så inertgassskjerming på både overflaten og roten av sveisen er avgjørende, og interpass-temperaturen bør holdes under 100 grader i tykke seksjoner for å unngå varme sprekker.

 

Fittings og flenser for B3-systemer leveres til ASTM B366 med matchende kjemi. Rørdesigneren bør angi fyllstoffklassen på WPS, og sveisekvalifiseringen bør følge en nikkel-legeringsprosedyre i stedet for en prosedyre i rustfritt stål. Fordi legeringen er tyngre og tregere i sveisebassenget enn austenittisk rustfritt stål, kontrolleres tilpasningstoleransene og sveiseparametrene tettere, og butikken bør være en som regelmessig arbeider med nikkellegeringer.

 

Kvalitetskontroll og sertifisering

Hver lengde av B3-rør som leveres mot ASTM B622, er ledsaget av fabrikkens testsertifikat som rapporterer varmekjemi, mekaniske testresultater og den ikke-destruktive undersøkelsen som er utført. Standardpakken inkluderer den hydrostatiske testen som kreves av spesifikasjonen og, der bestillingen krever det, virvelstrøm- eller ultralydundersøkelse av full lengde.

 

Positiv materialidentifikasjon (PMI) anbefales ved mottak, fordi B3-, B2- og C-legeringene er visuelt umulige å skille og sammensetningsforskjellen kan ikke detekteres med øyet. Sertifikater utstedes i henhold til EN 10204 3.1 eller 3.2 som spesifisert, og tredjepartsinspeksjon av SGS, BV eller TUV arrangeres på forespørsel.

 

Hastelloy B3 pipe er et spesialisert produkt hvis spesifikasjon er drevet av korrosjonskonvolutten til tjenesten, og kjøpsbeslutningen bør tas på medieanalysen og temperaturprofilen, ikke på prisen alene. Når linjelisten spesifiserer UNS N10675, bør røret bestilles mot ASTM B622 med den glødede tilstanden oppgitt, tidsplanen eller veggtykkelsen gitt eksplisitt, og sertifikatformatet bekreftet med prosjektets QA-plan.

 

 

 

Populære tags: Hastelloy B3-rør, UNS N10675, ASTM B622, N10675 sømløst rør, Hastelloy B-3-rør, nikkelmolybdenlegeringsrør, 2.4600, saltsyrelegeringsrør