Bezšvové potrubie Hastelloy C22(UNS N06022) sa vyrába podľa ASTM B622 a pokrýva rúrky zo zliatiny niklu-chrómu-molybdénu-volfrámu v nominálnych veľkostiach od 1/8 palca do 12 palcov (OD do približne 273 mm / 10,75 palca) podľa harmonogramov 5S až XXS. Vyžaduje rozpúšťacie žíhanie pri 1120-1175 stupňoch C s rýchlym kalením a musí spĺňať minimálnu pevnosť v ťahu 690 MPa (100 ksi) a výťažnosť 283 MPa (40 ksi).

Menovitý tlak nie je triedou pevnej príruby, ale je vypočítaný podľa ASME B31.3 z hrúbky steny a prípustného napätia; reprezentatívne potrubie NPS 2 SCH 80 nesie asi 39 MPa (5 660 psi) pri izbovej teplote, ktoré s teplotou klesá.
Čo je to bezšvíková rúra Hastelloy C22 a ako sa líši od C276?
Hastelloy C22 (UNS N06022) je zliatina niklu-chrómu-molybdénu-volfrámu odolná voči korózii-s vyšším obsahom chrómu (20{9}}22,5 percenta) ako C276 (14,5 – 16,5 percenta) ako C276 (14,5 – 16,5 percenta), vďaka čomu si zachováva vynikajúcu odolnosť voči zmiešanému kyselinovému prostrediu v 7 prostredí silne redukujúce kyseliny vďaka vyššiemu obsahu molybdénu.
C22 a C276 sú členmi rodiny Hastelloy C zo zliatin niklu-molybdénu-chrómu, ale sú optimalizované pre rôzne korozívne režimy. C22 bol vyvinutý na preklenutie medzery medzi C276 (najlepšie v redukčných kyselinách) a C4 (najlepšie v oxidačnom médiu). Jeho vyšší obsah chrómu (asi 21 percent oproti 15,5 percenta) vytvára stabilnejší pasívny film v oxidačných prostrediach, ako je kyselina dusičná, vlhký chlór a chlorid železitý, a najmä v zmiešaných oxidačných{11}}redukčných prúdoch. Jeho molybdén (12,5-14,5 percenta) je o niečo nižší ako C276 (15-17 percent), takže v silne redukujúcich kyselinách (napr. horúca koncentrovaná HCl) je C276 o niečo lepší, ale rozdiel je malý.
Pre väčšinu FGD, chemických a celulózových{0}}a{1}}papierových aplikácií je C22 preferovanou voľbou, pretože prevádzkové prostredia sú zvyčajne skôr oxidačné alebo zmiešané ako čisto redukčné. Obe zliatiny sú plne austenitické, roztokové-žíhané a zvárané podobnými postupmi. Konkrétne pre bezšvíkové rúry sa často volí C22, keď procesný prúd obsahuje chlórované oxidanty alebo zmiešané kyseliny.
Tabuľka 1. Kľúčové rozdiely medzi C22 a C276 pre servis potrubia
|
Nehnuteľnosť |
C22 (UNS N06022) |
C276 (UNS N10276) |
|
Chromium |
20.0 - 22.5 percent |
14.5 - 16.5 percent |
|
molybdén |
12.5 - 14.5 percent |
15.0 - 17.0 percent |
|
Volfrám |
2.5 - 3.5 percent |
3.0 - 4.5 percent |
|
Uhlík (max.) |
0,015 percenta |
0,010 percenta |
|
PREN (približne) |
približne 65 |
približne 68 |
|
Najlepšie v |
Oxidujúca + zmiešaná kys |
Silné redukčné kyseliny |
|
Mokrý chlór / chlórnan |
Vynikajúce (preferované) |
Dobre |
|
Horúca H2SO4 (zmiešaná) |
Výborne |
Dobre |
|
Koncentrovaná HCl |
Dobre |
lepšie |
|
Relatívna cena |
100 percent (základná hodnota) |
95 - 105 percent |
|
Bežná špecifikácia potrubia |
ASTM B622 |
ASTM B622 |
Zdroj: ASTM B574/B622; údajové listy Haynes International C22 (H-2014) a C276 (H-2002); Register UNS N06022 / N10276.
Čo pokrýva ASTM B622 pre bezšvíkové potrubie C22?
ASTM B622 je štandardná špecifikácia pre bezšvíkové rúry a rúrky z niklu a niklu-kobaltovej zliatiny, pokrývajúce bezšvíkové rúry C22 v stave žíhanom v roztoku-s požiadavkami na chémiu, mechanické vlastnosti, hydrostatické alebo nedeštruktívne testovanie, rozmery a certifikáciu.

ASTM B622 je primárny produktový štandard pre bezšvíkové rúry a rúrky z niklových-zliatin a C22 (UNS N06022) je uvedený medzi jeho pokrytými zliatinami. Špecifikácia sa týka: (1) limitov chemického zloženia (analýza tepla a analýza produktu); (2) mechanické vlastnosti (minimá pevnosti v ťahu a prieťažnosti, predĺženie); (3) tepelné spracovanie (rozpúšťacie žíhanie); (4) rozmerové tolerancie pre vonkajší priemer, hrúbku steny a dĺžku; (5) možnosti nedeštruktívneho testovania vrátane hydrostatického testu, testu vírivým prúdom, ultrazvuku alebo pneumatického testu netesnosti; (6) označenie a typová certifikácia EN 10204-. Pre potrubie určené pre tlakovú prevádzku sa používa B622 spolu s príslušným predpisom pre potrubia (ASME B31.3 pre proces, ASME B31.1 pre výkon), ktorý upravuje konštrukciu, prípustné napätie a zváranie. Všimnite si, že bezšvíkové rúry spadajú pod B622, zatiaľ čo na zvárané rúry z rovnakej zliatiny sa vzťahuje ASTM B619 (zváraná rúra) a B626 (zváraná rúra). Rúrka C22 s veľkým priemerom sa preto zvyčajne zvára (B619), pretože bezšvíkové dimenzovanie je obmedzené.
Tabuľka 2. Prvky rozsahu ASTM B622 pre potrubie C22
|
Požiadavka |
Ustanovenie ASTM B622 |
|
Zliatina pokrytá |
UNS N06022 (Hastelloy C22) a ďalšie zliatiny Ni-Co |
|
Forma produktu |
Bezšvíkové potrubie a rúrka |
|
Podmienka |
Roztok žíhaný |
|
Chémia |
Teplo + analýza produktu podľa limitov tabuľky 1 |
|
Skúška ťahom |
Vyžaduje sa pri každej šarži/teple |
|
Test sploštenia |
Vyžaduje sa pre potrubie (pre B622) |
|
Nedeštruktívny test |
Hydrostatický ALEBO vírivý prúd / UT / pneumatický (voliteľné) |
|
Rozmerová tolerancia |
OD a stena podľa tabuľky B622 |
|
Certifikácia |
EN 10204 3.1 / 3.2 k dispozícii |
|
Spoločné štandardy |
B619 zváraná rúrka, B626 zváraná rúrka, B574 bar, B564 kovanie |
Zdroj: ASTM B622-21 (Štandardná špecifikácia pre bezšvíkové rúry a rúrky z niklu a zliatiny niklu a kobaltu); ASME B31.3.
Aké sú limity chemického zloženia pre potrubie C22 (UNS N06022)?
ASTM B622 obmedzuje chémiu C22 na prísne kontrolovaný rozsah -, najmä chróm 20,0-22,5 percent, molybdén 12,5-14,5 percent, volfrám 2,5 až 3,5 percent a ultranízky uhlík 0,015 percent ich kombinovanú odolnosť proti korózii – čo dáva zliatine maximálnu odolnosť proti korózii.
Chemické limity sú základom korózneho výkonu C22. Chróm s 20-22,5 percentami je najvyšší medzi zliatinami rodiny C-a je zodpovedný za odolnosť voči oxidačnej kyseline. Molybdén s 12,5-14,5 percentami poskytuje odolnosť voči chloridovým jamkám a redukčným kyselinám. Volfrám (2,5-3,5 percenta) dopĺňa molybdén v odolnosti proti jamkovej korózii.
Ultra{0}}nízky obsah uhlíka (max. 0,015 percenta) a ultra{2}}nízky obsah kremíka (max. 0,08 percenta) zabraňujú zrážaniu karbidov a silicídov na hraniciach zŕn počas zvárania, takže C22 je v podstate odolný voči -senzibilizácii zóny zvárania bez tepelného spracovania po-zváraní. Kobalt je obmedzený na maximum 2,5 percenta (požiadavka jadrového{10}priemyslu) a železo je obmedzené na 3-6 percent, aby sa zachovala dominantná niklová matrica. Železo je zámerne obmedzené na úzke 2-6 percentné pásmo – dostatočne vysoké vzhľadom na cenu, ale dostatočne nízke na zachovanie odolnosti proti korózii. Tieto limity sa overujú tepelnou analýzou a tam, kde je to špecifikované, analýzou produktu (kontrolou) na hotovej rúre.
Tabuľka 3. C22 (UNS N06022) Limity chemického zloženia (ASTM B622)
|
Prvok |
Zloženie (hmotnostné percentá) |
|
nikel (Ni) |
Zostatok (približne 56 minút) |
|
chróm (Cr) |
20.0 - 22.5 |
|
molybdén (Mo) |
12.5 - 14.5 |
|
volfrám (W) |
2.5 - 3.5 |
|
Železo (Fe) |
2.0 - 6.0 |
|
kobalt (Co) |
2,5 max |
|
mangán (Mn) |
0,50 max |
|
kremík (Si) |
0,08 max |
|
uhlík (C) |
0,015 max |
|
fosfor (P) |
0,020 max |
|
síra (S) |
0,010 max |
|
Vanád (V) |
0,35 max |
Zdroj: ASTM B622-21 tabuľka 1 (UNS N06022); Datasheet Haynes C22 H-2014.
Aké sú požiadavky na mechanické vlastnosti pre bezšvíkové potrubie C22?
ASTM B622 vyžaduje, aby bezšvíkové rúry C22 spĺňali minimálnu pevnosť v ťahu 690 MPa (100 ksi), minimálnu medzu klzu 283 MPa (40 ksi) a minimálne predĺženie 45 percent, čím sa zaraďujú medzi silnejšie korózne -zliatiny a sú vhodné pre tenkostenné{8}}tlakové služby.

Mechanické minimá zaisťujú, že potrubie môže prenášať tlak a odolávať deformácii. Pevnosť v ťahu 690 MPa a výťažnosť 283 MPa sú totožné s veľkosťou C276, pretože obe sú austenitické zliatiny spevnené -roztokom{5}} s podobným spevnením matrice. Požiadavka na predĺženie 45 percent potvrdzuje vynikajúcu ťažnosť, ktorá je rozhodujúca pre tvarovanie, ohýbanie a absorbovanie napätia bez praskania. Tvrdosť nie je samostatne špecifikovaná v B622, ale zvyčajne spadá do rozsahu 85-95 HRB v stave žíhanom v roztoku.
Tieto vlastnosti platia pre celý prierez{0}}bezšvíkových rúr a overujú sa pozdĺžnou skúškou ťahom. Pre návrh je kontrolnou hodnotou prípustné napätie ASME (pozri časť 6), ktoré je odvodené z týchto vlastností v ťahu s kódovými bezpečnostnými faktormi. Pretože C22 nie je precipitačný{5}}tvrditeľný, jeho pevnosť sa nedá zvýšiť tepelným spracovaním; akékoľvek spevnenie musí pochádzať z práce za studena (ktorej sa pri korózii vo všeobecnosti vyhýba, pretože môže podporovať senzibilizáciu) alebo z hrúbky steny.
Tabuľka 4. C22 Mechanické vlastnosti (roztok žíhaný, ASTM B622)
|
Nehnuteľnosť |
Minimálna požiadavka |
Typická hodnota |
|
Pevnosť v ťahu |
690 MPa (100 ksi) |
720 - 790 MPa |
|
medza klzu (0,2 percenta) |
283 MPa (40 ksi) |
320 - 370 MPa |
|
Predĺženie (min) |
45 percent |
48 - 55 percent |
|
Tvrdosť |
neuvedené |
85 - 95 HRB |
|
Hustota |
- |
8,69 g/cm3 |
|
Modul pružnosti |
- |
205 GPa |
Zdroj: ASTM B622-21; ASME BPVC oddiel II časť D (2023); Haynes H-2014.
Aký je rozsah veľkostí bezšvíkových rúr C22 podľa ASTM B622?
Bezšvíková rúra C22 podľa ASTM B622 sa zvyčajne dodáva v nominálnych veľkostiach rúr od 1/8 palca do 12 palcov (vonkajší priemer do približne 273 mm / 10,75 palca), s hrúbkami stien od schémy 5S až po XXS; priemery väčšie ako asi 12 palcov sa normálne dodávajú ako zvárané rúry podľa ASTM B619.
Bezšvíková rúra sa vyrába prepichovaním a predlžovaním pevného predvalku, čo sa pri určitých priemeroch stáva nepraktickým a neekonomickým. ASTM B622 preto pokrýva rozsah bezšvíkových veľkostí, ktoré môžu frézy spoľahlivo vyrábať, vo všeobecnosti až do NPS 12 (273 mm vonkajší priemer). Bežné veľkosti akcií sú NPS 1/2, 3/4, 1, 1,5, 2, 3, 4, 6, 8, 10 a 12.
Hrúbka steny sa riadi plánovacím systémom ANSI B36.19M (nehrdzavejúca): 5S, 10S, 40S, 80S, 120, 160 a XXS. V prípade korózie sa často používajú tenšie steny (5S, 10S), pretože zliatina je drahá a do konštrukcie sú zabudované prídavky na koróziu; pre mechanickú pevnosť sú typické 40S/80S.
Dĺžky sú zvyčajne 3-6 metrov (10-20 stôp) pre bezšvové, hoci v niektorých závodoch sú k dispozícii dvojité náhodné dĺžky až do 12 metrov.
Pre projekty vyžadujúce potrubie NPS 14, 16, 20 alebo 24 palcov C22 je štandardným riešením zváraná trasa (ASTM B619) s úplnou rádiografiou.
Tabuľka 5. Typická dostupnosť veľkosti bezšvíkového potrubia C22
|
NPS |
OD (mm) |
Spoločné plány |
Spoločná stena (SCH 40S, mm) |
|
1/2 |
21.3 |
5S, 10S, 40S, 80S |
2.77 |
|
1 |
33.4 |
5S, 10S, 40S, 80S |
3.38 |
|
2 |
60.3 |
5S, 10S, 40S, 80S, 160, XXS |
3.91 |
|
3 |
88.9 |
5S, 10S, 40S, 80S, XXS |
5.49 |
|
4 |
114.3 |
5S, 10S, 40S, 80S, XXS |
6.02 |
|
6 |
168.3 |
5S, 10S, 40S, 80S, XXS |
7.11 |
|
8 |
219.1 |
5S, 10S, 40S, 80S |
8.18 |
|
10 |
273.1 |
5S, 10S, 40S, 80S |
9.27 |
|
12 |
323.9 |
5S, 10S, 40S (spoločné zvárané) |
10,31 (často B619) |
Zdroj: ASTM B622 / B36.19M rozmery; Zoznam zásob JN Alloy 2026; katalógové údaje mlyna.
Aké sú hodnoty tlaku bezšvíkových rúr C22?
Bezšvíková rúra C22 nemá žiadnu pevnú „triedu tlaku“ ako príruba; jeho maximálny povolený pracovný tlak (MAWP) sa vypočíta podľa ASME B31.3 z hrúbky steny a kódového prípustného napätia, ktoré pre C22 je približne 190 MPa pri izbovej teplote a klesá na približne 165 MPa pri 300 stupňoch C a 150 MPa pri 400 stupňoch C.

Na rozdiel od prírub (ktoré majú v tabuľke ASME B16.5 tlakové-teplotné hodnoty podľa triedy) sa počíta tlaková kapacita potrubia. Riadiaca rovnica ASME B31.3 pre návrh hrúbky vnútorného tlaku je: t=(P * D) / (2 * (S * E + P * Y)), kde P je návrhový tlak, D je vonkajší priemer, S je prípustné napätie, E je faktor kvality (1,0 pre bezšvové) a Y je koeficient (0,4 pod 480 stupňov C). Preusporiadanie na vyriešenie maximálneho tlaku, ktorý môže daná stena uniesť: P=(2 * S * E * t) / (D - 2 * Y * t).
Nižšie uvedená tabuľka zobrazuje reprezentatívne hodnoty MAWP pre bežné bezproblémové veľkosti a rozvrhy, vypočítané s E=1.0 a Y=0.4 pomocou orientačných hodnôt S. Tieto obrázky slúžia ako referencia dizajnu; skutočné prípustné napätie musí byť prevzaté z aktuálneho vydania ASME BPVC Section II časť D a projektovej teploty. Všimnite si, že keď teplota stúpa, S klesá, takže MAWP klesá - potrubie NPS 2 SCH 80 s menovitým tlakom asi 39 MPa pri 20 stupňoch C prenáša asi 30 MPa pri 400 stupňoch C.
Tabuľka 6. C22 Prípustné napätie (ASME BPVC II-D, orientačné)
|
Teplota |
Prípustné napätie S (MPa) |
|
20 stupňov C |
približne 190 |
|
100 stupňov C |
približne 185 |
|
200 stupňov C |
približne 178 |
|
300 stupňov C |
približne 165 |
|
400 stupňov C |
približne 150 |
|
500 stupňov C |
približne 135 |
Tabuľka 7. Reprezentatívny MAWP C22 Seamless Pipe (vypočítané podľa ASME B31.3, E=1.0, Y=0.4)
|
Veľkosť / rozvrh |
t steny (mm) |
MAWP @ 20 C (MPa) |
MAWP @ 300 C (MPa) |
MAWP @ 400 C (MPa) |
|
NPS 1 SCH 80 |
3.38 |
47.0 |
40.8 |
37.1 |
|
NPS 2 SCH 80 |
3.91 |
39.1 |
33.9 |
30.9 |
|
NPS 2 SCH 160 |
7.01 |
64.5 |
56.0 |
51.0 |
|
NPS 3 SCH 80 |
5.49 |
34.1 |
29.6 |
26.9 |
|
NPS 4 SCH 80 |
6.02 |
29.0 |
25.2 |
22.9 |
|
NPS 6 SCH 40S |
7.11 |
17.5 |
15.2 |
13.8 |
|
NPS 8 SCH 40S |
8.18 |
13.4 |
11.6 |
10.6 |
Spracovaný príklad: Pre NPS 2 SCH 80 (priemer 60,3 mm, stena 3,91 mm) pri 20 stupňoch C s S=190 MPa: P=(2 x 190 x 1,0 x 3,91) / (60.3 - 2 x 0,4 x 3,91} / {{15} MPa) {{14} Všimnite si, že rôzne odkazy používajú mierne odlišné S a zaoblenie; hodnoty uvedené vyššie sú orientačné a musia sa overiť podľa vydania riadiaceho kódu.
Ako sa porovnávajú C22 a C276 pre službu Seamless Pipe Service?
Pre bezšvíkové potrubie zvoľte C22, keď je v prevádzke oxidujúca, chlórovaná alebo zmiešaná-kyselina (prostredie FGD, bielidlo, vlhký chlór, -kyselina dusičná) a zvoľte C276, keď je dominantným nebezpečenstvom silná redukčná kyselina (horúca koncentrovaná HCl, určité prúdy síry) - pre väčšinu chemikálií, nákladovo efektívnejšie a {6}FG je rovnako robustné{6} a FGD možnosť.
Výber špecifických rúr- medzi C22 a C276 sa riadi rovnakou logikou ako porovnanie zliatin v Časti 1, ale je vylepšený skutočnosťou, že väčšina rúr C22 sa používa v oxidačnom alebo zmiešanom prostredí. V systémoch na odsírenie spalín (FGD), kde prostredie práčky obsahuje chloridy, sírany a oxidanty (ako je chlórnan z bielenia), mu vyšší chróm C22 dáva jasnú výhodu v odolnosti a stal sa de facto štandardom pre FGD absorbér a tvárne potrubie.
V zariadeniach na bielenie celulózy a papiera (oxid chloričitý, chlórnan) C22 podobne prevyšuje C276. C276 si zachováva náskok len tam, kde dominuje horúca koncentrovaná HCl alebo veľmi agresívna redukčná kyselina sírová. Z výrobného hľadiska sú oba zvárané identicky (ERNiCrMo-10 alebo ERNiCrMo-22 výplň), takže rozhodnutie je založené výlučne na korózii. Cena je v podstate rovnaká (C22 v rozmedzí 0-10 percent C276). Praktické pravidlo: ak si procesný inžinier nie je istý, či prúd oxiduje alebo je zmiešaný, špecifikujte pre potrubie C22, pretože pokrýva širší obal.
Tabuľka 8. Výber potrubia C22 vs. C276 podľa služby
|
Servisné prostredie |
Preferovaná zliatina rúr |
Dôvod |
|
FGD práčka, tvárna, hmla |
C22 |
Oxidačný chlorid + oxidant |
|
Bieliaca rastlina (ClO2, hypo) |
C22 |
Oxidujúce chlórované prostredie |
|
Mokrý chlór / chlórnan |
C22 |
Vynikajúca odolnosť proti oxidácii |
|
Zmes H2SO4-HNO3 |
C22 |
Pomáha zmiešaná kyselina, vysoký Cr |
|
Horúca koncentrovaná HCl |
C276 |
Vyššie Mo/W pre redukciu kyseliny |
|
Kyslý plyn (ťažký, prítomný HCl) |
C276 |
Redukčné + kyslé |
|
Morská voda + oxidačné |
C22 alebo 625 |
Vysoký Cr + Mo |
|
Všeobecný chemický proces |
C22 (predvolené) |
Najširšia obálka |
Zdroj: Aplikačné poznámky Haynes C22 a C276; FGD a sprievodcovia celulózovými-papierovými materiálmi.
Aké tepelné spracovanie a stav sú potrebné pre potrubie C22?
ASTM B622 vyžaduje, aby sa bezšvíková rúra C22 dodávala v roztoku-žíhanom stave pri 1120-1175 stupňoch C (2050-2150 stupňoch F), po ktorom nasleduje rýchle ochladenie vodou; nie je povolené žiadne uvoľnenie napätia ani tepelné spracovanie po zváraní v rozsahu 600-1150 stupňov C, pretože by to spôsobilo škodlivé intermetalické zrážanie.

Roztokové žíhanie rozpúšťa všetky karbidy, silicidy alebo intermetalické fázy vytvorené počas spracovania za tepla a uzatvára zliatinu do jej jednofázového -austenitického stavu odolného voči korózii-. Rýchle ochladenie vodou je nevyhnutné: pomalé ochladzovanie v rozsahu 600-1150 stupňov C by umožnilo mu{5}}fáze a P{6}}fáze (intermetalickým látkam bohatým na molybdén{7}}) vyzrážať sa, skrehnúť potrubie a ochudobniť matricu o prvky odolné voči korózii{10}}. Na rozdiel od uhlíkovej ocele preto rúrka C22 nesmie byť nikdy -uvoľňovaná ani tepelne spracovaná po{12}}zvare v takom nebezpečnom rozsahu.
V prípade zvarov v teréne je jediným prijateľným tepelným spracovaním úplné rozpúšťacie žíhanie{0}; v praxi sa väčšina rúr C22 uvádza do prevádzky po zváraní bez PWHT, pričom sa spolieha na prirodzenú odolnosť zliatiny voči senzibilizácii zvaru (ultra-nízke C a Si). Špecifikácie obstarávania by mali výslovne vyžadovať „žíhanie v roztoku, ochladzované vodou“ a zakazovať akúkoľvek PWHT v pásme 600-1150 stupňov C. Záznamy o tepelnom spracovaní mlyna by sa mali vyžadovať ako súčasť MTC.
Tabuľka 9. C22 Pravidlá tepelného spracovania
|
Prevádzka |
Požiadavka |
|
Mlynské žíhanie |
1120-1175 C, rýchle ochladenie vodou |
|
Ako-dodaný stav |
Len roztok žíhaný |
|
Úľava od stresu |
Nie je povolené (krehké) |
|
PWHT (600-1150 C) |
Prísne zakázané |
|
Poľné zváranie PWHT |
Nevyžaduje sa žiadne; úplné opätovné žíhanie-len pri zahrievaní |
|
Tvarovanie za tepla |
Nad 1040 C, potom znovu{1}}žíhajte alebo pod 600 C |
Zdroj: ASTM B622; tepelné spracovanie Haynes H-2014; AWS D1.6 / ASME sekcia IX.
Aké normy a kódy dopĺňajú ASTM B622 pre potrubie C22?
Bezšvíková rúra C22 sa používa v rámci skupiny noriem: ASTM B622 (bezšvíková rúra), B619 (zváraná rúra), B626 (zváraná rúra), B574 (tyč), B564 (výkovky), B366 (tvarovky), plus ASME B31.3 / B31.1 pre dizajn potrubia, ASME BPVC service, NACE1 Sekcia VIII pre Gour2MR pre nádoby G50MR na overenie medzikryštalickej korózie.
Jedna rúra sama o sebe nevytvára systém; okolité normy definujú, ako je navrhnutý, spojený, testovaný a akceptovaný. Pre kompletný potrubný systém C22: ASTM B622 dodáva bezšvíkové rúry, zatiaľ čo ASTM B366 na tupo{4}}zváracie fitingy (kolená, T-kusy, redukcie) a ASTM B564 kované príruby dopĺňajú rad. Usporiadanie potrubia a návrh tlaku sa riadi ASME B31.3 (proces) alebo B31.1 (výkon).
Ak potrubie vstupuje do tlakovej nádoby, ASME BPVC sekcia VIII divízia 1 poskytuje pravidlá pre nádoby a odkazuje na rovnaké prípustné napätia. Pre ropné a plynové kyselky NACE MR0175 / ISO 15156 časť 3 uvádza C22 (UNS N06022) ako prijateľnú zliatinu odolnú voči korózii-v rozpúšťacom-žíhaní s tvrdosťou pod 35 HRC. Na overenie, že dodávané potrubie je bez senzibilizácie, sa bežne špecifikuje ASTM G28 metóda A (test síranom železitým-kyselinou sírovou). Certifikácia EN 10204 3.1 alebo 3.2 dokumentuje chémiu, mechanické vlastnosti a tepelné spracovanie.
Tabuľka 10. Referenčné normy pre potrubné systémy C22
|
Štandardné |
Role |
|
ASTM B622 |
Špecifikácia bezšvíkových rúr (tento článok) |
|
ASTM B619 |
Zvárané potrubie (veľký priemer) |
|
ASTM B626 |
Zváraná rúrka |
|
ASTM B574 |
Bar a tyč |
|
ASTM B564 |
Výkovky (príruby, bloky) |
|
ASTM B366 |
Armatúry-na zváranie na tupo |
|
ASME B31.3 / B31.1 |
Dizajn potrubia a tlak |
|
ASME BPVC oddiel VIII |
Integrácia tlakovej nádoby |
|
NACE MR0175 / ISO 15156-3 |
Kyslé prijatie služby |
|
ASTM G28 metóda A |
Skúška medzikryštalickej korózie |
|
SK 10204 3.1 / 3.2 |
Certifikát o skúške materiálu |
Zdroj: ASTM International 2024; ASME 2023; NACE MR0175/ISO 15156-3 (2020).
Ako sa zvára potrubie Hastelloy C22?
Bezšvíková rúra C22 je zváraná pomocou plynového-volfrámového-oblúkového zvárania (GTAW) so zodpovedajúcim plnivom ERNiCrMo-22 (UNS N06022) alebo ERNiCrMo-10 (UNS N06059), prísna regulácia tepelného príkonu 0,5 mm až 1,5 stupňa bez tepelného spracovania a tepelná izolácia C 3 stupňov pod 9 kJ/

Welding C22 je jednoduchý vďaka svojmu ultra-nízkou uhlíku a kremíka, ktoré zabraňujú senzibilizácii zvarových-zón. Odporúčaným plnivom je ERNiCrMo-22 (AWS A5.14, UNS N06022) pre najbližšiu zhodu zloženia alebo ERNiCrMo-10 (UNS N06059), ktorý je tiež široko používaný pre zliatiny rodiny C a ponúka dobrú toleranciu riedenia. GTAW (TIG) sa uprednostňuje pre koreňové prechody, aby sa zabezpečila fúzia bez oxidácie, nasledovaná GMAW alebo SMAW pre prechody, kde je to vhodné.
Prívod tepla by mal byť obmedzený na 0,5-1,5 kJ/mm, aby sa zabránilo nadmernému rastu zŕn, a medziprechodová teplota by sa mala udržiavať pod 93 stupňov C. Ochranný plyn je 99,99 percentný argón s úplným preplachovaním argónom (kyslík pod 50 ppm), aby sa zabránilo oxidácii koreňa zvaru. Pretože C22 je imúnny voči senzibilizácii, tepelné spracovanie po zváraní sa nevyžaduje; zvar zostáva rovnako odolný voči korózii ako základný kov. Kvalifikácia podľa ASME sekcie IX je povinná a zvar by mal byť skontrolovaný podľa riadiaceho predpisu (RT/UT/PT podľa špecifikácie).
Tabuľka 11. Parametre zvárania rúr C22
|
Parameter |
Odporúčanie |
|
Výplňový kov |
ERNiCrMo-22 (N06022) alebo ERNiCrMo-10 (N06059) |
|
Proces |
GTAW root, GMAW/SMAW fill |
|
Ochranný plyn |
99,99 percent Ar; preplachovanie podkladu O2 < 50 ppm |
|
Prívod tepla |
0.5 - 1.5 kJ/mm |
|
Interpass teplota |
Pod 93 stupňov C |
|
Predhrejte |
Žiadna sa nevyžaduje |
|
PWHT |
Žiadna sa nevyžaduje |
|
Kvalifikácia |
ASME sekcia IX |
|
NDT |
PT, RT/UT na kód |
Zdroj: Zváracia príručka Haynes C22; AWS D1.6; ASME sekcia IX; AWS A5.14.
Prípadová štúdia: Konverzia recirkulačného potrubia práčky FGD na potrubie C22
Uhoľná elektráreň s výkonom 600 MW-nahradila chybné 904L recirkulačné potrubie bezšvovým a zváraným potrubím C22 (UNS N06022) vo svojom FGD absorbéri, čím sa eliminujú opakujúce sa chloridové-zlyhania spôsobené jamkami a predĺžila sa životnosť linky z menej ako 3 rokov na plánovaných viac ako 20 rokov.

Pôvodná recirkulačná linka FGD používala nehrdzavejúcu oceľ 904L (UNS N08904) na základe skorého odhadu chloridov. V priebehu 2,5 roka sa v oblastiach ovplyvnených teplom zvaru,-kde sa počas odstávok koncentroval kondenzovaný chlorid, objavilo viacero prierazov-v stenách. Metalurgická analýza ukázala, že lokálna hladina chloridov počas odparovacej koncentrácie prekročila kritický prah bodkovania 904L (jeho PREN okolo 35 bolo nedostatočné). Korózna modernizácia špecifikovala C22 (UNS N06022) s PREN približne 65 - takmer dvojnásobným odporom 904L - pre recirkulačné a výstupné potrubie.
Vzhľadom na rozsah priemerov (NPS 3 až NPS 14) špecifikácia použila bezšvíkové potrubie ASTM B622 pre odbočky NPS 3-12 a zvárané potrubie ASTM B619 so 100-percentnou rádiografiou pre rozvody NPS 14. Po 6 rokoch prevádzky (2020 – 2026) kontrola neukázala žiadne jamkové jamky, žiadnu stratu steny presahujúcu neistotu merania a žiadne neplánované prestoje súvisiace s linkou C22. Vyššie náklady na materiál (približne 3x 904 l) sa podarilo obnoviť v priebehu 4 rokov tým, že sa predišlo dvom núteným výpadkom, ktoré predtým stáli približne 400 000 USD.
Zdroj: Príručka materiálov EPRI FGD; Prípad zákazníka JN Alloy (anonymizovaný); záznamy o kontrole závodu 2020-2026.
Často kladené otázky: C22 Seamless Pipe
Otázka: Aká je špecifikácia ASTM pre bezšvíkové rúry Hastelloy C22?
Odpoveď: Bezšvíkové rúry Hastelloy C22 sú pokryté normou ASTM B622, štandardnou špecifikáciou pre bezšvíkové rúry a rúrky z niklu a-kobaltovej zliatiny. Definuje chémiu (UNS N06022), mechanické vlastnosti (minimálna pevnosť v ťahu 690 MPa, výťažnosť 283 MPa, predĺženie 45 percent), tepelné spracovanie (rozpúšťacie žíhanie), rozmery, skúšanie a certifikáciu. Zvárané potrubie C22 väčšieho priemeru je pokryté samostatne ASTM B619 a tvarovky ASTM B366.
Otázka: Aká je maximálna veľkosť bezšvíkovej rúry C22?
Odpoveď: Bezšvíkové rúry C22 podľa ASTM B622 sú zvyčajne dostupné od NPS 1/8 až po NPS 12 (vonkajší priemer približne 273 mm / 10,75 palca) v plánoch 5S až XXS. Priemery väčšie ako NPS 12 sa bežne dodávajú ako zvárané rúrky podľa ASTM B619, pretože bezšvíkové prepichovanie je nad túto veľkosť nepraktické a neekonomické. Projekty vyžadujúce potrubie C22 NPS 14, 16, 20 alebo 24 palcov by mali špecifikovať zváranú konštrukciu s úplnou rádiografiou.
Otázka: Aký tlak má bezšvíková rúra C22?
A: Potrubie C22 nemá žiadnu pevnú tlakovú triedu ako príruba; jeho maximálny povolený pracovný tlak sa vypočíta podľa ASME B31.3 z hrúbky steny a normovaného dovoleného napätia. Pomocou indikatívnych hodnôt ASME II-D (S asi 190 MPa pri 20 C, klesá na asi 150 MPa pri 400 C), reprezentatívne potrubie NPS 2 SCH 80 C22 nesie asi 39 MPa (5 660 psi) pri izbovej teplote a asi 31 MPa pri 400 C.
Otázka: Je C22 lepší ako C276 pre potrubie?
Odpoveď: Závisí to od korozívneho prostredia. C22 má vyšší obsah chrómu (20-22,5 percenta vs. 14,5-16,5 percenta) a je lepší v oxidačnom a zmiešanom kyslom prostredí, ako sú práčky FGD, bielidlá a mokrý chlór, ktorý pokrýva väčšinu chemických potrubí. C276 si zachováva mierny náskok iba vo veľmi silných redukujúcich kyselinách, ako je horúca koncentrovaná HCl. Pre neznáme alebo zmiešané prostredia je C22 širšou, rovnako nákladovo efektívnou predvolenou hodnotou pre potrubie.
Otázka: Potrebuje potrubie C22 po-tepelnom spracovaní po zváraní?
Odpoveď: Nie. C22 je imúnny voči zváracej-zónovej senzibilizácii, pretože má ultra-nízky obsah uhlíka (max. 0,015 percenta) a kremíka (max. 0,08 percenta), takže po-tepelné spracovanie po zváraní sa nevyžaduje a je v skutočnosti zakázané pri teplote 600-1150 C, pretože by spôsobilo intermetalické vyzrážanie. Poľné zvary sa bežne uvádzajú do prevádzky ako{11}}zvarené. Jediným prijateľným tepelným spracovaním je žíhanie s úplným opätovným rozpustením, ak sa potrubie náhodne zahreje na nebezpečný rozsah.
Otázka: Môže sa potrubie C22 použiť v kyslom (H2S) servise?
A: Áno. C22 (UNS N06022) je uvedená v NACE MR0175 / ISO 15156 časť 3 ako prijateľná zliatina odolná voči korózii-pre kyslé použitie v podmienkach žíhania v roztoku-s tvrdosťou pod 35 HRC. Je účinný najmä tam, kde kyslé prostredie obsahuje aj oxidanty alebo chloridy. Pre najtvrdšiu kyslú prevádzku s koncentrovanou HCl môže byť preferovaný C276, ale C22 pokrýva väčšinu procesných tokov H2S-CO2-chloridu.
