1. ข้อกำหนดหลักที่ใช้กับท่อเชื่อม UNS N02200 Nickel 200 คืออะไร และโดยพื้นฐานแล้วมันแตกต่างจากมาตรฐานสำหรับท่อไร้รอยต่ออย่างไร
ข้อกำหนดหลักสำหรับท่อเชื่อมนิกเกิล 200 คือ ASTM B729 / ASME SB729 ซึ่งมีชื่อว่า "ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับท่อและท่อโลหะผสมนิกเกิลและนิกเกิล-แบบไม่มีรอยต่อและเชื่อม" แม้ว่ามาตรฐานนี้จะครอบคลุมทั้งสองรูปแบบ แต่ก็มีข้อกำหนดแยกต่างหากสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีการเชื่อม
ความแตกต่างพื้นฐานจากมาตรฐานท่อไร้ตะเข็บ (ASTM B161 / ASME SB161) มีรากฐานมาจากกระบวนการผลิต:
แหล่งที่มาของวัสดุ: ท่อเชื่อมเริ่มต้นจากแผ่นหรือแถบรีดแบน- (ตามมาตรฐาน ASTM B162 สำหรับแผ่น/แผ่น) ซึ่งต่อจากนั้นจะขึ้นรูปเป็นรูปทรงกระบอกและเชื่อมตามตะเข็บตามยาว ท่อไร้รอยต่อถูกอัดหรือเจาะจากเหล็กแท่งแข็ง
การทดสอบความสมบูรณ์ของรอยเชื่อม: ASTM B729 กำหนดการทดสอบเฉพาะเจาะจงที่เข้มงวดโดยเน้นไปที่รอยเชื่อม สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการทดสอบการทำให้เรียบ โดยที่ส่วนวงแหวนที่มีรอยเชื่อมจะถูกทำให้เรียบเพื่อพิสูจน์ความเหนียวและความสมบูรณ์ของรอยเชื่อมและ-บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) นอกจากนี้ยังต้องมีการทดสอบแรงดึงตามขวางกับชิ้นงานที่ตัดผ่านแนวเชื่อมด้วย
การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย- (NDE): แม้ว่าทั้งสองมาตรฐานจะต้องใช้ NDE แต่ความคาดหวังสำหรับท่อที่เชื่อมมักจะขึ้นอยู่กับการทดสอบด้วยภาพรังสี (RT) แบบเต็ม-ของรอยเชื่อมเพื่อระบุข้อบกพร่องเชิงปริมาตรได้อย่างชัดเจน เช่น การขาดฟิวชัน ความพรุน หรือรอยแตกร้าว ซึ่งให้ระดับการรับประกันที่เทียบเท่ากับความสมบูรณ์ของผนังของท่อไร้ตะเข็บ
2. ท่อเชื่อมนิกเกิล 200 เป็นตัวเลือกที่ต้องการหรือประหยัดที่สุดในการใช้งานท่อไร้ตะเข็บในการใช้งานเฉพาะด้านใด
ท่อเชื่อมนิกเกิล 200 ถูกเลือกโดยพิจารณาจากการผสมผสานระหว่างความเหมาะสมทางเทคนิคและความได้เปรียบทางเศรษฐกิจในการใช้งานที่มีคุณสมบัติตรงตามความต้องการในการบริการ สถานการณ์สำคัญ ได้แก่:
เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ระบบแรงดันต่ำ-ถึง-ปานกลาง: สำหรับท่อ ท่อระบายอากาศ สายส่งกระบวนการ และระบบแก๊สหางในโรงงานเคมีที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเกิน NPS 14" หรือ 16" การผลิตท่อไร้ตะเข็บขนาดเหล่านี้มีราคาแพงหรือมีข้อจำกัดทางเทคนิค การก่อสร้างแบบเชื่อมเป็นทางเลือกเดียวที่เป็นไปได้
บริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อนไม่เกี่ยวข้องกับความเครียดแบบวงจรที่รุนแรง: ในกระบวนการต่อเนื่องที่ต้องจัดการกับสารกัดกร่อน เช่น โซดาไฟ สารอินทรีย์ที่มีฮาโลเจน หรือกรดรีดิวซ์ที่ความดันและอุณหภูมิคงที่ ตะเข็บเชื่อมเมื่อมีการผลิตและตรวจสอบอย่างเหมาะสม จะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาวะที่อยู่นิ่งหรือปั่นป่วนเล็กน้อย
-โครงการที่คำนึงถึงงบประมาณพร้อมความยืดหยุ่นในการออกแบบ: เมื่อรหัสการออกแบบ (เช่น ASME B31.3) อนุญาตให้ใช้ท่อเชื่อมตามความดัน- พิกัดอุณหภูมิและการคำนวณค่าเผื่อการกัดกร่อน การเชื่อม Nickel 200 ช่วยประหยัดต้นทุนได้มากสำหรับวัสดุและข้อต่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตารางผนังที่บางกว่า
ระบบที่ไม่ใช่-วิกฤตหรือทุติยภูมิ: สำหรับสายเครื่องมือวัด สายเก็บตัวอย่าง หรือส่วนหัวของยูทิลิตี้ภายในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ซึ่งผลที่ตามมาจากการรั่วไหลสามารถจัดการได้ และไม่ได้กำหนดความสม่ำเสมอโดยธรรมชาติของผลิตภัณฑ์ที่ไร้รอยต่อ
3. ความท้าทายหลักในการเชื่อมและการผลิตเฉพาะสำหรับท่อเชื่อมนิกเกิล 200 คืออะไร และจะบรรเทาปัญหาเหล่านี้ได้อย่างไร
การประดิษฐ์ท่อเชื่อมนิกเกิล 200 ทำให้เกิดความท้าทายที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ความสมบูรณ์ของรอยเชื่อมและความต้านทานการกัดกร่อน
ความท้าทายที่ 1: การรักษาความต้านทานการกัดกร่อนในบริเวณรอยเชื่อม โครงสร้างจุลภาคแบบ-แบบหล่อของโลหะเชื่อมและ HAZ ที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนอาจมีศักย์เคมีไฟฟ้าที่แตกต่างกันเล็กน้อยกว่าโลหะฐาน ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการโจมตีพิเศษในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
การบรรเทาผลกระทบ: การใช้โลหะตัวเติมที่ตรงกันมากกว่า-เป็นเรื่องปกติ การเชื่อมด้วย ERNiCr-3 (ตัวเติมอัลลอยด์ 625) แทนที่จะจับคู่ ERNi-1 จะสร้างเม็ดเชื่อมที่มีปริมาณโครเมียมและโมลิบดีนัมสูงกว่า ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกโดยรวมได้ดีกว่าตัวโลหะฐานนิกเกิล 200
ความท้าทายที่ 2: ความไวต่อข้อบกพร่องในการเชื่อม โลหะผสมนิกเกิลมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากการปนเปื้อน (ตั้งแต่ S, P, Pb เป็นต้น) และมีความหนืดสูง ส่งผลให้การไหลของแนวเชื่อมไม่ดีและอาจขาดฟิวชัน
การบรรเทาผลกระทบ:
ความสะอาดพิถีพิถัน: พื้นผิวข้อต่อ โลหะอุด และเครื่องมือทั้งหมดต้องได้รับการขจัดคราบไขมันออก ต้องใช้แปรงลวดสแตนเลสโดยเฉพาะ
ขั้นตอนการเชื่อมที่เข้มงวด: ใช้เทคนิค stringer bead โดยใช้ความร้อนต่ำ โดยมีการทอแบบแคบ รักษาอุณหภูมิอินเตอร์พาสให้แน่น (โดยทั่วไป<100°C / 212°F). Employ 100% inert gas backing (Argon) for the root pass to prevent oxidation ("sugaring") on the pipe interior.
ความท้าทาย 3: หลัง-การรักษาการเชื่อม รอยเชื่อมอาจมีการเปลี่ยนสี (สีอ่อนด้วยความร้อน) และอาจมีสารปนเปื้อนบนพื้นผิว
การบรรเทา: สำหรับบริการการกัดกร่อนขั้นวิกฤต จะมีการ-ทำการดองหลังการเชื่อมโดยใช้สารละลายกรดไนตริก/ไฮโดรฟลูออริกเพื่อกำจัดออกไซด์และคืนสภาพฟิล์มพื้นผิวแบบพาสซีฟให้สม่ำเสมอทั่วโลหะฐาน HAZ และฝาเชื่อม
4. การมีรอยเชื่อมตามยาวส่งผลต่อการออกแบบทางกลและระดับแรงดันของท่อนิกเกิล 200 ตามรหัสเช่น ASME B31.3 อย่างไร
รอยเชื่อมถือเป็นรหัสการออกแบบโดยการใช้ปัจจัยการลดความแข็งแรงของรอยเชื่อม หรือโดยพื้นฐานแล้ว โดยใช้ค่าความเค้นที่อนุญาต (S) ที่เหมาะสมสำหรับวัสดุในสภาพรอยเชื่อม
การลดความเค้นที่ยอมรับได้: แม้ว่าความเค้นที่ยอมให้ของโลหะฐานสำหรับนิกเกิล 200 (อบอ่อน) จะแสดงอยู่ใน ASME ส่วนที่ II ส่วนที่ D ค่าความเค้นที่ใช้บังคับสำหรับการคำนวณการออกแบบบนท่อเชื่อมจะต้องพิจารณาประสิทธิภาพของตะเข็บตามยาว สำหรับท่อเชื่อมที่ผลิตและถ่ายภาพรังสี 100% ตาม ASTM B729 โดยปกติแล้ว B31.3 จะอนุญาตปัจจัยประสิทธิภาพร่วม (E) ที่ 1.0 ซึ่งหมายความว่าความเค้นที่ยอมรับได้เต็มที่ของโลหะฐานสามารถนำมาใช้ในสมการความหนาของผนังได้
ความสำคัญที่สำคัญของ NDE: "คะแนนเต็ม" นี้ขึ้นอยู่กับการประกันคุณภาพที่มีอยู่ในมาตรฐานผลิตภัณฑ์ (การทดสอบการราบเรียบของ B729, RT ฯลฯ) ถ้าท่อไม่ได้รับการถ่ายภาพรังสีทั้งหมด ต้องใช้ประสิทธิภาพข้อต่อที่ต่ำกว่า (เช่น 0.85) ส่งผลให้ผนังออกแบบหนาขึ้นและมีราคาแพงกว่า ดังนั้น การระบุ "ASTM B729, การตรวจสอบด้วยรังสี 100%" จึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ: สำหรับบริการที่เกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนความร้อนอย่างรุนแรงหรือความเค้นดัดงอภายนอก วิศวกรอาจระบุท่อไร้ตะเข็บเพื่อหลีกเลี่ยงการวางแนวเชื่อมตามยาวในบริเวณที่มีความเค้นสูง- เนื่องจาก HAZ มีคุณสมบัติทางกลที่แตกต่างกันเล็กน้อย
5. สำหรับการประกันคุณภาพ ผู้ซื้อหรือวิศวกรควรระบุการตรวจสอบและการทดสอบเฉพาะด้านใดเมื่อจัดหาท่อเชื่อม Nickel 200 สำหรับบริการที่สำคัญ
การก้าวไปไกลกว่ารายงานการทดสอบโรงงานมาตรฐาน (MTR) เพื่อระบุการตรวจสอบเพิ่มเติมเป็นกุญแจสำคัญสำหรับการใช้งานที่สำคัญ ข้อกำหนดการจัดซื้อจัดจ้างที่แข็งแกร่งควรประกอบด้วย:
การรับรองวัสดุขั้นสูง: ต้องมีใบรับรองการทดสอบโรงงาน 3.1 ตามมาตรฐาน EN 10204 (หรือเทียบเท่า) ซึ่งเป็นใบรับรองการปฏิบัติตามผลการทดสอบเฉพาะที่ได้รับการตรวจสอบโดยแผนกตรวจสอบอิสระของผู้ผลิต
รอยเชื่อม NDE: ระบุอย่างชัดเจนว่า "การทดสอบด้วยภาพรังสีเต็มความยาวตาม ASTM E94/E155" สำหรับข้อบกพร่องที่พื้นผิว ให้ระบุ "การทดสอบการแทรกซึมของสีย้อม (PT) 100% ของรอยเชื่อมภายนอกและภายใน"
การระบุวัสดุที่เป็นบวก (PMI): ระบุ PMI ที่ตะเข็บเชื่อมโดยใช้รังสีฟลูออเรสเซนซ์ (XRF) เอ็กซ์{0}} เพื่อตรวจสอบว่าทั้งโลหะฐานและส่วนประกอบโลหะของตัวเติมในการเชื่อมเป็นไปตามขีดจำกัด UNS N02200 (หรือตัวเติมที่ระบุ เช่น N06625) เพื่อป้องกันการผสมของวัสดุ-
การตกแต่งพื้นผิว: ระบุการตกแต่งภายใน เช่น "ดองและพาสซีฟ" เพื่อให้แน่ใจว่าชั้นพาสซีฟออกไซด์-ปราศจากสารปนเปื้อนที่สม่ำเสมอ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความต้านทานการกัดกร่อน สำหรับการใช้งานที่มีความบริสุทธิ์สูง- ให้ระบุการตกแต่งภายใน "เคลือบด้วยไฟฟ้า"
การตรวจสอบโดยบุคคลที่สาม-โดยอิสระ: กำหนด "คะแนนระงับ" เพื่อเป็นพยานในการทดสอบขั้นสุดท้าย (การทดสอบน้ำ, การตรวจสอบ RT) โดยผู้ตรวจสอบบุคคลที่สามที่ได้รับการเสนอชื่อเข้าชิง- (เช่น Lloyd's, DNV, ผู้สำรวจ) ก่อนที่จะปล่อยการจัดส่ง
