Innovaatio Clad -tekniikalla (räjähdysliitännällä) voidaan valmistaa kustannustehokkaita bimetallisia (ruostumaton/hiiliteräs) pienennysputkistot ja korkit

Innovaatio Clad -tekniikalla (räjähdysliitännällä) voidaan valmistaa kustannustehokkaita bimetallisia (ruostumaton/hiiliteräs) pienennysputkistot ja korkit

Yhteenveto

Räjähdysliitosteknologia on noussut muovausprosessina, jolla valmistetaan bimetallisia mukavuus- ja korkkiosia jotka yhdistävät ruostumattoman teräksen korroosionkestävyyden ja hiiliteräksen rakenteellisen lujuuden sekä taloudellisuuden. Tämä edistynyt pinnoitusteknologia luo metallurgisen liitoksen eri metallien välille hallitulla räjähdyksellä, mikä mahdollistaa korkean suorituskyvyn omaavien putkikomponenttien valmistuksen noin 40–60 % edullisemmin verrattuna kovien metalliseosten vaihtoehtoihin säilyttäen samalla mekaaninen lujuus ja korroosionkestävyys vaativissa teollisuussovelluksissa.

1 Teknologian katsaus: Räjähdyshitsausprosessi

1.1 Perusperiaatteet

Räjähdyshitsaus, myös nimellä räjähdyshitsaus , hyödyntää tarkasti ohjattuja räjähdyksiä muodostaakseen pysyviä metallurgisia liitoksia eri metallien välille:

• Räjähdysnopeus : Tyypillisesti 2 000–3 500 m/s, tarkasti ohjattuna optimaalista liitosta varten

• Törmäyskulma : 5–25 astetta emolevyjen välillä törmäyksen aikana

• Iskupaine : Useita gigapaskaleja (GPa), ylittää materiaalien myötölujuuden

• Suuttimeen muodostuminen : Pinnan epäpuhtaudet sinkoutuvat suuttimeen, mikä mahdollistaa puhdistetun metalliyhteyden

• Aaltoileva liitos : Tyypillinen aaltomuoto viittaa onnistuneeseen metallurgiseen liitokseen

1.2 Prosessin vaiheistus

1. Pinnan valmistus : Mekaaninen ja kemiallinen puhdistus liitospinnoilta

2. Etäisyys : Tarkka etäisyys ylläpidetään perus- ja pinnoittemateriaalien välillä

3. Räjähtelevän aineen sijoittaminen : Erikoisräjähdysaineen tasainen jakautuminen

4. Räjähdys : Ohjattu sytytys, joka tuottaa edistyvän liitosaalto

5. Jälkikäyttö : Lämpökäsittely, tarkastus ja lopputyöstö

2 Materiaalikombinaatiot ja sovellukset

2.1 Yleiset pinnoitetut kombinaatiot

Taulukko: Tyypilliset bimetallikombinaatiot painekomponentteihin

2.2 Komponenttisovellukset

• Kavennukset : Konsentriset ja eksentriset kavennukset syövytysohjelmia varten

• Pöydät : Puolipalloiset ja ellipsoidiset säiliöiden ja putkistojen päätykannet

• Siirtymäliitännät : Metalliseos- ja hiiliteräksen putkistojen välille

• Haarakytkennät : Suuttimet ja liitännät paineastioissa

• Flaangit : Kuoressa olevat laipat pinnoilla

3 Teknisiä etuja perinteisiin menetelmiin nähden

3.1 Suorituskykyominaisuudet

Taulukko: Pinnoitettujen ja kiinteiden seoskomponenttien suorituskykys vertailu

3.2 Mekaaniset ominaisuudet

• Liitoslujuus : Ylittää yleensä perusmateriaalin lujuuden

• Ummelinvastus : Parempi kuin hitsauspinnan peittaus, koska lämmön vaikutusalue puuttuu

• Rynnäkkökestävyys : Säilytetään optimoidun liitosepäilyn suunnittelulla

• Korkealämpötilojen suorituskyky : Soveltuu palveluihin jopa 400 °C asti

• Lämpöjohtokyky : Tehokas lämmönsiirto liitäntäkohdan kautta

4 Valmistusprosessi pinnoitettujen mukioiden ja korkkien valmistukseen

4.1 Tuotantojärjestys

1. Pinnoitetun levytuotannon : Räjähdyshitsaus ruostumattomasta teräksestä hiiliteräkseen

2. Ei-tuhoaava tutkimus (NDE) : Ääniaaltotutkimus (UT), röntgenkuvaus (RT) ja liitoksen laadun varmistus

3. Muodostaa : Kuumamuovaus tai kylmämuovaus mukioksi/korkiksi

4. Hitsaus : Pitkittäisen sauman hitsaus yhteensopivilla täyttömetalleilla

5. Lämpökäsittely : Jännityksen purkautuminen ja normalisointi

6. Koneistaminen : Lopullinen mittatarkennus ja pinnan viimeistely

7. Laadun tarkastus : Lopullinen NDE ja mittatarkastus

4.2 Muovauksen huomioonottavat seikat

• Kimmoisuuden hallinta : Kompensointi materiaalin kimmoisesta palautumisesta

• Ohentumisen hallinta : Ennakoiva mallinnus paksuuden säätöön

• Liitännän tiiviys : Liitoksen ylläpito muovautumisen aikana

• Jälkimmäinen stressi : Minimointi prosessien optimoinnin kautta

5 Laadunvarmistus ja testaus

5.1 Ei-tuhoava tarkastus

• Ultrasound-testaus : Koko liitostason tarkastus standardin ASME SB-898 mukaisesti

• Säteilytutkimus : Hitsauksen ja perusmateriaalin eheyden varmistus

• Väripaineke : Kaikkien saatavilla olevien alueiden pintatarkastus

• Visuaalinen tarkastus : 100 % visuaalinen tarkastus kaikista pinnoista

5.2 Tuhoava testaus

• Venymätesti : Liitostason yli tarkastus liitosten lujuuden varmistamiseksi

• Taivutustestaus : Rajapinnan eheyden säilyminen muodonmuutoksessa

• Mikrokovuus : Profiili liitosrajapinnan yli

• Metallografia : Liitoksen laadun mikrorakenteellinen tarkastus

5.3 Sertifiointivaatimukset

• Materiaalin jäljitettävyys : Alkuperäisestä terästeollisuudesta valmiiseen komponenttiin

• Lämpökäsittelyasiakirjat : Kattava dokumentointi lämpökäsittelystä

• Hitsausdokumentaatio : PQR/WPQ ja hitsausmenetelmäkortit

• Lopputarkastusraportit : Kattava laadunvarmistuspaketti

6 Taloudellinen analyysi ja kustannusedut

6.1 Kustannusvertailu

Taulukko: Kustannusanalyysi 12" Sch40 -piennarille

6,2 Käyttöiän kustannusedut

• Vähemmän huoltotoimintaa : Laajennettu huoltoväli korrosoivissa olosuhteissa

• Varaston vähentäminen : Yksi komponentti korvaa useita materiaalijärjestelmiä

• Asennuksessa saavutettavat säästöt : Yksinkertaisemmat asennus- ja hitsausvaatimukset

• Vaihdosvälitteinen säästö : Pidemmät huoltovälit vaihdosten välillä

7 Suunnitteluharkinnat ja käyttöohjeet

7.1 Suunnitteluparametrit

• Painearvo : Perustuu pohjamateriaalin ominaisuuksiin korroosion sallinnalla

• Lämpötilarajat : Ota huomioon eri lämpölaajenemisvaikutukset

• Korroosiovara : Tyypillisesti 3 mm pinnoitteen puolella, 1,5 mm hiiliteräspuolella

• Valmistuslisät : Lisämateriaali muovaukseen ja koneistukseen

7.2 Käyttörajoitukset

• Maksimilämpötila : 400 °C jatkuvaa käyttöä varten

• Käyttö syklisesti : Rajallinen kohtalaisen lämpötilavaihtelun sovelluksiin

• Kuluminen : Ei suositella ankaroihin kuluttaviin olosuhteisiin

• Tyhjiökäyttö : Erityishuomiota vaaditaan liimapinnan eheyteen

8 Teollisuuden sovellukset ja tapaustutkimukset

8.1 Kemiallinen teollisuus

• Tapaustutkimus : Rikkihapon palveluadapterit, 5 vuoden käyttö ilman heikkenemista

• Kustannusten säästö : 55 %:n vähennys verrattuna kiinteään seosrakenteeseen

• Suorituskyky : Ei vuotoja tai korroosiovaurioita

8.2 Öljy- ja kaasusovellukset

• Merilautta : Merivesijäähdytysjärjestelmien liitännäisosat ja kavennukset

• Palveluaika : Yli 8 vuotta meriympäristössä

• Tarkastustulokset : Vähäinen korroosio, erinomainen liitoksen tiiviyttä

8.3 Sähköntuotanto

• Kosteiden puhdistusjärjestelmät (FGD) : Kaksoisruostumattomien terästen liitännäisosat puhdistusjärjestelmissä

• Kustannusten välttäminen : 3,2 milj. dollarin säästöt 600 MW:n yksikön peruskorjauksessa

• Käytettävyyden parantaminen : Huoltotaukojen lyhentyminen

9 Standardien ja koodien noudattaminen

9.1 Sovellettavat standardit

• ASME SB-898 : Standardi spesifikaatio liimatulle komposiittilevylle

• ASME Sección VIII : Osaston 1 vaatimukset paineastioille

• ASTM A263/A264 : Korroosionkestävän pinnoitetyn levyn määritys

• NACE MR0175 : Materiaalit, jotka kestävät rikkivetyhalkeamisen

9.2 Sertifiointivaatimukset

• ASME U -merkki : Painesäiliösovelluksiin

• PED 2014/68/EU : Eurooppalainen painelaitedirektiivi

• ISO 9001 : Laadunhallintajärjestelmäsertifiointi

• NORSOK M-650 : Norjan öljyteollisuuden standardi

10 Käyttöönottostrategia loppukäyttäjille

10.1 Määrittelyohjeet

• Materiaalinimitys : Määrittele tarkasti pinnoitetut materiaalit ja niiden paksuudet

• Testausvaatimukset : Määrittele NDT- ja tuhoavien kokeiden odotukset

• Asiakirjat : Vaadi täysi materiaalien jäljitettävyys ja sertifiointi

• Tarkastus : Määrittele riippumattoman tarkastuksen vaatimukset

10.2 Hankinnan harkinta

• Toimittajan pätevyyden arviointi : Varmista räjähdysliitännän kokemus ja osaaminen

• Toimitusaika : Tavallisesti 12–16 viikkoa räätälöityjä komponentteja varten

• Varaosat : Harkitse kriittisten pinnoitettujen komponenttien varastointia

• Tekninen tuki : Vaatii valmistajan teknistä tukea

11 Tulevat kehitysnäkymät ja suuntaukset

11.1 Teknologian kehittyminen

• Parannetut räjähteet : Tarkempi energian hallinta ohuempia pinnoitteita varten

• Automaatio : Robotti käsittely ja prosessin hallinta

• Uudet materiaaliyhdistelmät : Edistetyt metalliseokset ja ei-metalliset pinnoitteet

• Digitaalinen kaksos : Bonding-prosessin simulointi optimointia

11.2 Markkinatrendit

• Kasvava hyväksyntä : Kasvava hyväksyntä kriittisissä sovelluksissa

• Standardointi : Teollisuusstandardien kehitystyö pinnoitetyistä komponenteista

• Kustannusten vähentäminen : Jatkuvat prosessiparannukset alentavat valmistuskustannuksia

• Maailmanlaajuinen laajentuminen : Kasvava maantieteellinen saatavuus pinnoitetyistä komponenteista

12 Johtopäätös

Räjähdysbondointitekniikka edustaa huomattavaa kehitystä : Valmistuksessa yhdistämällä kahden metrin etulyöntiasema korroosionkestävyys ruostumattomasta teräksestä, jonka kanssa rakenteellisesta vahvuudesta ja taloudelliset edut hiiliteräksestä, tämä teknologia tarjoaa optimaalisen ratkaisun lukuisiin teollisiin sovelluksiin.

The 40–60 %:n kustannussäästöt kiinteisiin seoskomponentteihin verrattuna, yhdistettynä erinomaiset toimintomerkinnät ja todistettu luotettavuus , tekevät räjähdyslevykomponenteista houkuttelevan valinnan uudisrakennuksiin ja jälkiasennussovelluksiin kemiallisessa käsittelyssä, öljy- ja kaasuteollisuudessa, sähköntuotannossa ja muissa teollisuuden aloissa.

Kun teknologia jatkaa kehittymistään ja saa yleisempää hyväksyntää, räjähdyslevykomponentit ovat tulossa olemaan standardiratkaisu sovelluksiin, joissa vaaditaan korroosionkestävyyttä yhdistettynä rakenteelliseen lujuuteen ja taloudelliseen tehokkuuteen.