Cracu Achosir Gan Hydrogen (HIC) mewn Cynhwysydd Pibell Alwriaith Nicel: Beth sy'n golygu Cyflwr Chwyddedig ar gyfer eich Dewis o Deunydd

Cracu Achosir Gan Hydrogen (HIC) mewn Cynhwysydd Pibell Alwriaith Nicel: Beth sy'n golygu Cyflwr Chwyddedig ar gyfer eich Dewis o Deunydd

Pan fyddwn yn siarad am wasanaeth chwefrus (H₂S llyfn), mae'r rhan fwyaf o beirniaid yn meddwl yn uniongyrchol am steil garbon a'i ffyrdd adnabyddus o waeli: cracu achanwyd â hidrogên (HIC), cracu tensiwn sulfid (SSC), a chracu achanwyd â hidrogên wedi ei drefnu yn ôl tensiwn (SOHIC). Felly efallai y byddwch yn credu bod uwchraddio i alwriaeth nicel – fel Hastelloy C276, C22, neu Inconel 625 – yn datrys y broblem.

Nid oes hynny bob amser.

Mae alloyau nicel yn gyffredinol yn mwy resistasol i niweidiad H₂S na steelen is-alloy, ond nid ydynt yn anheg. Dan amgylchiadau gwasanaeth o'r fath penodol – gwasnach rhannol uchel o H₂S, pH isel, neu tymheredd uwch – gall cyfluniau pibell alloyau nicel hyd yn oed ddioddef o eithriadur hydrogen (HE) neu, mewn achosion anaml, ffurf o chwyddo sydd yn tebygu i HIC. Yr hyn sy'n gwaeth – rhai alloyau nicel (yn enwedig rhai â molybdenwm uchel ond chromiwm isel, fel Hastelloy B3) yw yn wir anaddas anaddas ar gyfer gwasanaeth o'r fath gan eu bod yn ffurfio sglefri sulfid nicel brith.

Mae'r canllaw hwn yn egluro beth yw gwasanaeth o'r fath yn ei olygiad go iawn ar gyfer cyfluniau alloyau nicel, pa raddau sydd wedi'u cymeradwyo yn ôl NACE MR0175/ISO 15156, a sut i ddewis a gwirio materion er mwyn osgoi methiannau sy'n gysylltiedig â hydrogen.

1. Diffiniadau Gwasanaeth o'r Fath: Mwy na Dim 'Bod H₂S Presennol'

Diffinnir gwasanaeth o'r fath yn ffurfiol gan NACE MR0175/ISO 15156 (Diwydiannau olew a nwy naturiol – Materion ar gyfer eu defnyddio mewn amgylchiadau sydd â H₂S yn eu hadnabod yn y cynhyrchu olew a nwy). Ystyriwyd system chwyslog os:

• Mae'r gwasgedd rhannol o H₂S (P _H₂S ) yn ≥ 0.05 psia (0.34 kPa) ar gyfer systemau nwy, neu

• Mae cydwedd H₂S yn y ffase nwy yn ≥ 15 ppm (ar gyfer rhai amodau), neu

• Ar gyfer systemau amlffas, mae'r thrinlith gwasgedd rhannol yn berthnasol.

Is y trinlithoedd hyn, yw'r amgylchedd yn cael ei ystyried fel an-chwyslog (neu "cariadur"), ac mae'r risgau o chwalu'n anweithlon ar gyfer y rhan fwyaf o alwsiadau.

Ond nid yw gwasgedd rhannol yn unig yn ddigon. Y pH o'r ffasia dŵr, y cynnwys hlorid , y temperature , ac ar y bresenoldeb sulfur elfennol yn newid mor ddifriol yw'r cyflwr.

Cynghrair Allweddol: Hyd yn oed olgofn o H₂S yn unig yn gallu achosi cracianu mewn materion sydd yn sensitif os yw'r pH yn is na 4 neu os yw'r tymheredd yn uchel iawn (>80°C). Nid yw alloyau nicl yn sicr yn awtomatig dim ond oherwydd eu bod yn cynnwys nicl.

2. Mecanweithiau Cracianu: HIC, HE, SSC – Beth yw'r Gwahaniaeth?

Mewn steil garbon, mae cracianu a achosir gan hydrogen (HIC) yn digwydd pan mae atomau hydrogen (o gorrosiwn H₂S) yn diffru i mewn i'r steil ac yn aduno eto ar gynhwysion anfeitallig, gan greu gwasgedd fewnol sydd yn achosi blisgeriad a chracianu cam-wrth-gam. Mae hyn yn digwydd heb stress allanol.

Mae alloyau nicl, fodd bynnag, yn llawer clirach (â llai o gynhwysion) ac yn cynnwys strwythur cristal gwahanol. Maent yn gyffredinol yn wrthseibid i HIC clasurol . Ond gallant ei gael o:

I gynhyrchion pibio alloy nicel, y ddau bryder go iawn yw SSC (yn enwedig ar ardaloedd crynach neu wedi'u hanweithio) a brithiadau hidrogen dan amgylchiadau chwys o gynhwysedd (pH iawn isel, H₂S uchel, a straen cais uchel). Ychwanegol, rhai alloyau nicel yw wedî eu gwahardd yn benodol o weithio mewn cyflwr chwys oherwydd eu ffurfio sgâl sulfid ansefydlog.

3. NACE MR0175/ISO 15156: Pa alloyau nicel sydd wedi'u cymeradwyo?

Y safon rhwngllyd ar gyfer materion sydd yn cael eu defnyddio mewn cyflwr chwys yn rhestru'r alloyau sydd wedi'u cymeradwyo, gan gynnwys cyfyngiadau ar galedr, triniaeth gwres, a chyfansoddiant. Isod yw crynodiad ar gyfer alloyau nicel cyffredin a ddefnyddir mewn cysylltiadau pibell.

Rhybudd hanfodol: Mae Hastelloy B3 (a B2) yn heb gael cymeradwyaeth NACE ar gyfer gwasanaeth chwyddedig. Hyd yn oed olwg o H₂S yn gallu arwain at adweithio â'r arwyneb uchel-nicel, isel-chromiwm i ffurfio Ni₃S₂, sulfid sydd â phwynt tân isel sy'n achosi cracu catastroff dan streth. Mae hwn yn ffyrdd o methu sydd wedi bod yn cael ei ddogfennu'n daled.

4. Sut mae gwasanaeth chwyddedig yn effeithio ar alwriau nicel a gafodd eu cymeradwyo – Risgau go iawn

Hyd yn oed alwriau nicel a gafodd eu cymeradwyo nid ydynt yn angen dim cynnal a chadw. Parha mewn tri risg:

A. Cracu strês sulfid (SSC) mewn rhannau uchel-galed

Mae NACE MR0175 yn gosod terfynau ar galedr (fel arfer ≤35 HRC ar gyfer C276, 625). Pam? Mae caledr yn cydberthnasol â crynodiad gwerth ystyriaeth a'r tebygolrwydd o gael cracu strês sulfid. Gellir troi'r terfyn hwn yn ymddangos mewn cysylltiadau weldio, cydrannau a gafodd eu taro'n oer, neu gydrannau nad ydynt wedi cael eu gweldio'n addas.

Enghraifft: Gall cydran C276 sydd â chyswllt weldio nad oedd wedi cael ei gweldio â datrysiad ôl-weldio (weldio maes) gael caledr o 38 HRC yn y cynnyrch sydd wedi ei effeithio gan y gwres. Mewn gwasanaeth chwyddedig, gall y cyswllt hwn ddatblygu craciau SSC o fewn misoedd.

Atal: Rhaid bob amser nodi cyflwr y datganiad datganiad. Ar gyfer gweithiau olwgfa, defnyddiwch WPS cymhwysol sydd yn cyfyngu ar gryfder. Cadarnhewch gan brofi cryfder (HRC neu HV10) ar draws y olwgfa a'r ardal wedi'i heintio gan olwgfa.

B. Embrytliad hidrogen dan pH iawn isel (<3.5) neu H₂S uchel (>10 psi o wasgarhad rhannol)

Dan amgylchiadau cynhyrchu cynhyrchion cynhyrchu (e.e., twll nwy cynhyrchu dwfn â phH 2–3 a P _H₂S > 1 MPa), gall llif hidrogen atomig i mewn i'r metel fod yn uchel. Hyd yn oed C276 a 625 yn gallu dangos lleihau mewn hyblygrwydd a chracio is-benyddol os yw'r pwyntiau tynnu'n uchel.

Atal: Dilynwch Atodlen A o NACE MR0175 (terfynau amgylcheddol). Ar gyfer amgylchiadau anhebeddig iawn, ystyriwch C22 (chrôm uchelach) neu 625 (nichel uchelach + niobiwm). Lleihau'r pwyntiau a gosodir (ffactor cynllunio) ac ebrwch nodweddion ostyngol clir.

C. Cydweithrediad chlorid + H₂S

Mewn llawer o amgylchiadau hollt, mae chloridau hefyd yn bodoli (halen ffurfiad). Gall cyfuniad o H₂S a chloridau achosi pwyntiau llygad leol, sydd wedyn yn canolbwyntio straen a hydrogen, gan arwain at chwyddo. Mae hyn yn fwy difrifol ar leialiau â chyfres gwrthwynebiad llygad is (e.e., mae 825 yn llai gwrthwynebiadol na Ch276).

Atal: Dewiswch leial â rhif cyfatebol gwrthwynebiad llygad (PREN) addas ar gyfer lefel y chloridau. Ar gyfer chloridau uchel (>50,000 ppm), mae C276 neu C22 yn rhagweithiedig dros 825.

5. Cymharu Leialiau Nicl ar gyfer Pecynnau Trawsnewidiad Gwasanaeth Hollt

Ar gyfer y rhan fwyaf o gynnal a threchu cynnal ac ofnau chwyddedig (H₂S canolig, pH >3.5, tymheredd <200°C), C276 yw'r safon diwylliannol. Ar gyfer tymheredd uwch neu pH iawn isel, C22 neu 625gall fod yn yr opsiwn sydd yn eu hoffi. 825yw'r opsiwn is‑cost ar gyfer cyflwr chwyddedig mild (e.e., P _H₂S < 1 psi, pH >4.5).

6. Atal: Sut i Benna a Gwirio Cynnal Ac Ofnau Chwyddedig Alwriaeth Nicl Ffitio

Os yw eich llinell yn gofyn am gysylltiadau alloy nicel ar gyfer gwasanaeth chwyddedig, ychwanegwch y gofynion hyn i'ch trefn prynu a phrofiad derbyn.

Specifikiadau prynu:

• Deunydd yn ôl ASTM B366 (cysylltiadau pibell alloy nicel) â'r radd UNS N10276 (C276), N06022 (C22), neu N06625 (625).

• Annealed datrysiad cyflwr – rhaid i dystysgrif y ffrwydro nodi'r tymheredd a'r dull o wneyd y chwyddo.

• Datganiad cydfynd â NACE MR0175/ISO 15156 – nodir yn glir ar y dystysgrif.

• Adroddiad ar brofiad harddwch – HRC neu HV10 ar gyfer y metal crafftedig a'r gweithlu (os yw'n berthnasol). Uchafswm 35 HRC (neu 40 ar gyfer 625 wedi oeddi).

• PMI (Adnabod Materol Cadarnhaol) – 100% o'r cyflwyniadau i wirio'r alwsiwm.

• Arolygiad gan berson trydydd ar gyfer gwasanaeth hanfodol – wirio trin thermol a chryfder.

Gwirio'r arolygiad derbyn:

1. Gwirio cryfder yn y lleoliadau – Defnyddiwch profiadur cryfder Leeb neu UCI poradwy. Gwrthodwch unrhyw resymiad >35 HRC (neu >350 HV10).

2. Gwirio PMI – Sicrhewch fod Ni, Cr, Mo, W, Fe yn cyd-fynd â'r ystodau disgwyledig. Ar gyfer C276: Ni ~57%, Cr 14.5–16.5%, Mo 15–17%.

3. Gwirio microstrwythur (os oes amheuaethau) – Chwilio am ffase sigma neu gwaith oer eithafol. Mae ffase sigma (gweler yr erthyliad blaenorol) hefyd yn brith ac yn gallu cracio dan llwyth hidrogen llysg.

4. Adolygu tystysgrif NACE – A yw'r ffrwydro yn cadarnhau'n benodol bod cydymffurfiad yn digwydd? Mae'r datganiad cyffredin 'mae'n cydymffurfio â ASTM' yn annigonol.

Gweithiau gweithio a chreu trwy weldio:

• Defnyddiwch llygad cyfatebol – ERNiCrMo‑4 ar gyfer C276, ERNiCrMo‑10 ar gyfer C22, ERNiCrMo‑3 ar gyfer 625.

• Rheoli mewnbyr thermol – Tymheredd rhwng y rhai wedi'u hanweithio <150°C. Mae rheoliadau duplex yn berthnasol hefyd i alloyau nicel – mae thermol yr oer yn achosi rhaniad.

• Triniaeth thermol ar ôl weldio – Fel arfer nid oes angen hwn ar alloyau nicel sydd wedi'u datrys yn llawn os yw'r caledr o fewn y terfan. Ond ar gyfer 625, gall cyflwr oedrigiwaith gael ei ddefnyddio gyda chaledr ≤40 HRC. Cyfeiriwch at NACE.

• Esgusodwch gweithio oer – Gall blygu oer neu taro â tharw i'w ffitio yn codi'r craftrwydd uwchben y terfyn. Defnyddiwch ffitioedd sydd wedi'u gwneud yn y ffatri mewn dimensiynau cywir.

7. Beth os ydych eisoes yn defnyddio alloydd nad ydynt yn gymeradwy (B3, B2, Monel 400) mewn gwasanaeth chwefrus?

Os yw eich system gweithredu cynhwysydd yn cynnwys ffitioedd Hastelloy B3 neu B2 ac mae'r amgylchedd yn chwefrus (hyd yn oed olwg o H₂S), rydych yn wynebu risg sydd yn agos i ddigwydd.

• Gweithredu ar unwaith: Hannu a lleddfu'r adran. Peidiwch â pharhau i weithredu.

• Archwilio: Tynnu ffitiad i'w dadansoddi yn y laboratoriwm – chwilio am sgoriad nicil sulfid (Ni₃S₂) a thrinio rhwng gronynnau.

• Adnewyddu: Adnewyddwch bob ffitiad B3/B2 â alloy sydd wedi'i gymeradwyo gan NACE (C276 neu 625). Ni all B3 fod yn cydweithio â H₂S.

• Monel 400 – Mae'r alloy hwn yn y ffin. Nid yw NACE MR0175 yn cymeradwyo Monel 400 yn gyffredinol ar gyfer gwasanaeth chwefrus oherwydd gall ei waelodau o danliffru hydrogeden a chrynhau corfforol (SCC) yn y presenoldeb o H₂S a chloridau. Adnewyddwch os yw hynny'n bosibl.

8. Tabl cryno: Beth y dylech chi ei wneud a pheth nad ydych chi'n ei wneud ar gyfer ffitioedd alloy nicil mewn gwasanaeth chwefrus

Geiriol Terfynol

Nid yw cracu a achosir gan hydrogen yn ei ffurf glasurig yn y prif fygythiad i gysylltiadau pibell alloy nicl. Fodd bynnag, cracu strês sulfid, embrytliad hydrogen, a sgorio sulfid nicl sydd yn risgau real iawn os ydych yn dewis yr alloy anghywir neu'n anwybyddu triniaeth gwres a'r terfynau crio.

Mae NACE MR0175/ISO 15156 yn darparu fframwaith clir a phrofid ar gyfer dewis materion mewn gwasanaeth chwefrus. Defnyddiwch ef. Ailadroddwch â C276, C22, neu 625 sydd wedi eu poeni mewn swlffad. Gwnewch yn siŵr o'r crio. A pherthu'n byth Hastelloy B3 i amgylchedd sydd yn cynnwys H₂S – hyd yn oed dim ond rhai ppm.