คำถามที่ 1: ASTM B407 ครอบคลุมอะไรบ้างสำหรับท่อ UNS N08800 โดยเฉพาะ และแตกต่างจากมาตรฐานท่อ Incoloy 800 อื่นๆ อย่างไร
A:ASTM B407 (และ SB407 ที่เทียบเท่ากับ ASME) เป็นข้อกำหนดมาตรฐานหลักสำหรับท่อโลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก-โครเมียมที่ไม่มีรอยต่อซึ่งมีไว้สำหรับการใช้งานที่ทนทานต่อการกัดกร่อนทั่วไป-และ-ที่อุณหภูมิสูง การทำความเข้าใจขอบเขตและข้อจำกัดถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกวัสดุที่ถูกต้อง
ASTM B407 ครอบคลุมอะไรบ้าง:
ครอบคลุม ASTM B407ท่อไร้รอยต่อในการกำหนด UNS สามแบบ: N08800 (มาตรฐาน Incoloy 800), N08810 (Incoloy 800H) และ N08811 (Incoloy 800HT) สำหรับ UNS N08800 โดยเฉพาะ มาตรฐานจะกำหนด:
| พารามิเตอร์ | ข้อกำหนด ASTM B407 สำหรับ UNS N08800 |
|---|---|
| แบบฟอร์มสินค้า | ไร้รอยต่อ (ไม่มีรอยเชื่อมท่อตามสเปคนี้) |
| กระบวนการผลิต | อัดรีด เจาะแบบหมุน หรือดึงเย็น |
| การรักษาความร้อน | สารละลายอบอ่อน (980-1050 องศา / 1800-1920 องศา F) เย็นเร็ว |
| ขนาดที่ครอบคลุม | 1/8" ถึง 12" NPS (ขนาดท่อที่ระบุ) |
| ตารางความหนาของผนัง | Sch 5S, 10S, 40S, 80S และกำหนดเอง |
| ความคลาดเคลื่อน | ต่อ ASME B36.19 (มาตรฐาน) หรือ B36.10 (ผนังหนัก) |
| การทำเครื่องหมาย | จำนวนความร้อน ขนาด กำหนดการ UNS N08800, ASTM B407 |
ความแตกต่างที่สำคัญ – ASTM B407 เทียบกับมาตรฐานอื่นๆ:
| มาตรฐาน | แบบฟอร์มสินค้า | การสมัครหลัก | ความแตกต่างที่สำคัญจาก B407 |
|---|---|---|---|
| มาตรฐาน ASTM B407 | ท่อไร้รอยต่อ | ท่อกระบวนการทั่วไปอุณหภูมิสูง | ช่วงขนาดที่กว้างที่สุด (สูงสุด 12") |
| มาตรฐาน ASTM B163 | ท่อไร้รอยต่อ | ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและคอนเดนเซอร์ | ความคลาดเคลื่อนเข้มงวดมากขึ้น เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลง (<3") |
| มาตรฐาน ASTM B408 | บาร์และร็อด | ส่วนประกอบเครื่องจักร | ไม่ใช่แบบท่อ/ท่อ |
| มาตรฐาน ASTM B409 | แผ่น แผ่น แถบ | เรือ เรือเดินสมุทร ส่วนประกอบที่ขึ้นรูป | สินค้าแบน ไม่ใช่ท่อ |
| มาตรฐาน ASTM B829 | ข้อกำหนดทั่วไป | อาหารเสริม B407, B163 | ไม่มีคุณสมบัติของวัสดุ ครอบคลุมมิติ NDE |
เหตุใดจึงมักระบุ ASTM B407 สำหรับ UNS N08800:
การรับรู้รหัส:ASME SB407 ได้รับการยอมรับใน ASME Boiler และ Pressure Vessel Code (ส่วนที่ II, ส่วน B) ช่วยให้สามารถใช้ท่อในภาชนะรับความดันและระบบท่อได้
ขนาดที่มีจำหน่าย:ต่างจาก B163 (ซึ่งเน้นที่ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก-) B407 ครอบคลุมท่อขนาดมาตรฐานจนถึง 12" NPS เหมาะสำหรับสายการผลิตหลัก
ความยืดหยุ่นของกำหนดการ:ความหนาของผนังสามารถระบุเป็นกำหนดการมาตรฐาน (Sch 5S ถึง 80S) หรือกำหนดแบบกำหนดเอง (ผนังขั้นต่ำ) สำหรับการลดน้ำหนัก
ต้นทุน-ประสิทธิผล:สำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่-ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน- (สายการถ่ายโอนกระบวนการอย่างง่าย) ความคลาดเคลื่อนของ B407 มีความต้องการน้อยกว่า B163 ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิต
ข้อจำกัดของ ASTM B407 (สิ่งที่ไม่ครอบคลุม):
ท่อเชื่อม:ใช้ ASTM B705 หรือ B710 สำหรับท่อเชื่อม Incoloy 800
ขนาดท่อต่ำกว่า 1/8" NPS:ใช้มาตรฐาน ASTM B163
ฟิตติ้ง:ใช้ ASTM B366 สำหรับข้อต่อที่ผลิตจากโรงงาน-
หน้าแปลน:ใช้ ASTM B564 (การตีขึ้นรูป) หรือ B462 (หน้าแปลนแผ่น)
การออกแบบคืบอุณหภูมิสูง:B407 อนุญาตให้ใช้ 800H (N08810) หรือ 800HT (N08811) เพื่อความแข็งแรงของการคืบที่สูงขึ้น แต่ตัวมาตรฐานเองไม่ได้ให้ข้อมูลการคืบ
ระบุอย่างถูกต้อง:
ข้อมูลจำเพาะที่ไม่สมบูรณ์ ("ท่อ Incoloy 800") อาจส่งผลให้:
เชื่อมท่อแทนไร้ตะเข็บ
เกรดผิด (800 กับ 800H กับ 800HT)
ความคลาดเคลื่อนไม่ถูกต้อง (B163 หากเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก B407 หากใหญ่กว่า)
ตัวอย่างข้อกำหนดที่สมบูรณ์:
ท่อไร้ตะเข็บ, Incoloy 800 (UNS N08800), ASTM B407, 4" NPS, Sch 40S, สารละลายอบอ่อนและดอง ความยาว 6,000 มม. ตรวจสอบเลขความร้อนได้ รายงานการทดสอบของโรงงานตามมาตรฐาน EN 10204 ประเภท 3.1
สรุป:ASTM B407 เป็นมาตรฐานที่ถูกต้องสำหรับท่อไร้รอยต่อ UNS N08800 ขนาดตั้งแต่ 1/8" ถึง 12" NPS สำหรับกระบวนการทั่วไปและการบริการที่อุณหภูมิสูง- สำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อน (เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ความคลาดเคลื่อนเข้มงวดกว่า) ASTM B163 เป็นตัวเลือกที่เหมาะสม
คำถามที่ 2: ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลที่สำคัญสำหรับท่อ UNS N08800 ภายใต้ ASTM B407 คืออะไร
A:ASTM B407 กำหนดขีดจำกัดทางเคมีเฉพาะและคุณสมบัติเชิงกลขั้นต่ำที่ทำให้ UNS N08800 แตกต่างจากโลหะผสมนิกเกิลอื่นๆ และรับประกันประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ ผู้ซื้อควรตรวจสอบค่าเหล่านี้ในรายงานการทดสอบโรงงาน (MTR)
ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมี (ASTM B407 สำหรับ UNS N08800):
| องค์ประกอบ | เปอร์เซ็นต์น้ำหนัก (นาที) | เปอร์เซ็นต์น้ำหนัก (สูงสุด) | วัตถุประสงค์ |
|---|---|---|---|
| นิกเกิล (พรรณี) | 30.0 | 35.0 | เสถียรภาพออสเทนไนต์ ความต้านทาน SCC |
| โครเมียม (Cr) | 19.0 | 23.0 | ความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน, ความต้านทานการกัดกร่อน |
| เหล็ก (เฟ) | ยอดคงเหลือ (ประมาณ. 39.5 นาที) | - | การลดต้นทุน เมทริกซ์โครงสร้าง |
| คาร์บอน (ซี) | - | 0.10 | ความแข็งแกร่ง (ควบคุมสำหรับรุ่น 800H/800HT) |
| แมงกานีส (Mn) | - | 1.50 | ดีออกซิเดชัน ความสามารถในการทำงานที่ร้อน |
| ซัลเฟอร์ (S) | - | 0.015 | คงความเหนียว (ต้องการ S ต่ำ) |
| ซิลิคอน (ศรี) | - | 1.00 | ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน (สูงเกินไปช่วยลดความเหนียว) |
| อะลูมิเนียม (อัล) | 0.15 | 0.60 | การยึดเกาะของออกไซด์เสริมการตกตะกอน |
| ไทเทเนียม (Ti) | 0.15 | 0.60 | การทำให้เสถียรของคาร์ไบด์ การตกตะกอน |
| ทองแดง (ลูกบาศ์ก) | - | 0.75 | ไม่ระบุแต่โดยทั่วไปต่ำ |
| ฟอสฟอรัส (P) | - | 0.045 | คงความเหนียว |
หมายเหตุสำคัญเกี่ยวกับเคมี:
รวมอัล + Ti:ขั้นต่ำ 0.30% สูงสุด 1.20% การรวมกันนี้ควบคุมการตอบสนองของการแข็งตัวของการตกตะกอน
ความแตกต่างของคาร์บอน:UNS N08800 อนุญาตให้มีคาร์บอนสูงถึง 0.10% โดยไม่มีขั้นต่ำ หาก MTR แสดงคาร์บอนต่ำกว่า 0.05% แสดงว่าวัสดุยังคงเป็น N08800 สำหรับบริการคืบที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 600 องศา ) โปรดขอN08810 (800H)ซึ่งต้องการคาร์บอน 0.05-0.10%
ความสมดุลของนิกเกิล + เหล็ก: The high iron content (typically 40-45%) is what makes Incoloy 800 more affordable than Inconel (which has >นิ) 58%
ข้อกำหนดคุณสมบัติทางกล (ASTM B407, อุณหภูมิห้อง):
| คุณสมบัติ | ข้อกำหนด UNS N08800 | มูลค่าที่ได้รับโดยทั่วไป |
|---|---|---|
| ความต้านแรงดึง (นาที) | 450 เมกะปาสคาล (65 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | 550-650 เมกะปาสคาล |
| ความแข็งแรงของผลผลิต ชดเชย 0.2% (ขั้นต่ำ) | 170 เมกะปาสคาล (25 กิโลปอนด์) | 200-280 เมกะปาสคาล |
| การยืดตัวใน 4D (นาที) | 30% | 35-45% |
| ความแข็ง (ทั่วไป ไม่ระบุ) | ไม่ระบุ | 140-200เอชบี / 75-90เอชบี |
แรงดึงที่อุณหภูมิสูง (ให้ข้อมูล ไม่จำเป็น):
ASTM B407 ไม่ได้กำหนดการทดสอบอุณหภูมิสูง แต่ค่าทั่วไปสำหรับวัตถุประสงค์ในการออกแบบ:
| อุณหภูมิ | ความต้านแรงดึง (ทั่วไป) | ความแข็งแรงของผลผลิต (ทั่วไป) |
|---|---|---|
| 400 องศา (750 องศาฟาเรนไฮต์) | 480-580 เมกะปาสคาล | 150-220 เมกะปาสคาล |
| 500 องศา (930 องศาฟาเรนไฮต์) | 450-550 เมกะปาสคาล | 140-200 เมกะปาสคาล |
| 600 องศา (1110 องศาฟาเรนไฮต์) | 400-500 เมกะปาสคาล | 130-180 เมกะปาสคาล |
| 700 องศา (1290 องศาฟาเรนไฮต์) | 300-400 เมกะปาสคาล | 100-140 เมกะปาสคาล |
การทดสอบทางกลเพิ่มเติม (ระบุเมื่อจำเป็น):
| ทดสอบ | มาตรฐาน | เมื่อจำเป็น | การยอมรับโดยทั่วไป |
|---|---|---|---|
| การทดสอบการทำให้เรียบ | มาตรฐาน ASTM B407 | ขนาดท่อแต่ละเส้น/ล็อต | ไม่มีรอยแตกร้าวหลังจากเรียบเป็น 2/3 OD |
| การทดสอบหน้าแปลน | มาตรฐาน ASTM B407 | เส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก (<6") | ไม่มีรอยแตกร้าวหลังเปลวไฟ 15 องศา |
| ความแข็ง (บริเนล) | มาตรฐาน ASTM E10 | บริการดันแก๊สเปรี้ยว | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 200 HB (มักเป็น 140-190) |
| การกระแทก (รอยบากชาร์ปี วี-) | มาตรฐาน ASTM E23 | อุณหภูมิต่ำ-หรือนิวเคลียร์ | แตกต่างกันไปตามรหัสการออกแบบ |
| ขนาดเกรน | มาตรฐาน ASTM E112 | การตรวจสอบบริการคืบ | ASTM 5-8 โดยทั่วไป (ดีกว่า 800H) |
การตรวจสอบข้อมูล MTR:
เมื่อคุณได้รับรายงานการทดสอบโรงสีสำหรับท่อ ASTM B407 UNS N08800:
ตรวจสอบปริมาณคาร์บอน:ควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10% หากคาร์บอนอยู่ที่ 0.03-0.04% วัสดุยังคงยอมรับได้สำหรับ N08800 แต่จะมีความต้านทานการคืบต่ำกว่า 800H
ตรวจสอบผลรวมของ Al+Ti:ควรอยู่ที่ 0.30-1.20% หากต่ำกว่า 0.30% ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันอาจลดลง
ตรวจสอบค่าแรงดึง:แรงดึงควรเกิน 450 MPa; การยืดตัวควรเกิน 30% ค่าที่ต่ำกว่าบ่งชี้ว่ามีการหลอมที่ไม่เหมาะสม
ค้นหาข้อความเกี่ยวกับการบำบัดความร้อน:ควรระบุว่า "สารละลายอบอ่อนที่อุณหภูมิ [อุณหภูมิ] ทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว" การอบชุบด้วยความร้อนที่ขาดหายไปหรือไม่ถูกต้องจะทำให้วัสดุเป็นโมฆะ
การปฏิเสธมีลักษณะอย่างไร:
Carbon >0.10% → วัสดุไม่ตรงตาม N08800 (อาจเป็น N08810 หรือ N08811)
Sulfur >0.015% → ความเหนียวลดลง การปฏิเสธ
แรงดึง<450 MPa → Insufficient strength, reject
การยืดตัว<30% → Brittle, improper anneal, reject
ไม่มีการบันทึกการบำบัดความร้อน → ปฏิเสธ (ไม่สามารถติดตามได้)
สรุป:ASTM B407 ให้คำจำกัดความ UNS N08800 ว่าเป็นโลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก-โครเมียมที่มี Ni 30-35%, Cr 19-23%, น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10% C และ Al+Ti 0.30-1.20% ความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำคือ 450 MPa, อัตราผลตอบแทนขั้นต่ำ 170 MPa, การยืดตัวขั้นต่ำ 30% ตรวจสอบข้อมูล MTR กับข้อกำหนดเหล่านี้ก่อนยอมรับไปป์เสมอ
คำถามที่ 3: การใช้งานทางอุตสาหกรรมหลักๆ ที่ต้องการใช้ท่อ ASTM B407 UNS N08800 มากกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมหรือโลหะผสมนิกเกิลที่สูงกว่าคืออะไร
A:ท่อ UNS N08800 มีระดับประสิทธิภาพเฉพาะระหว่างเหล็กกล้าไร้สนิมมาตรฐาน (304/316) และซูเปอร์อัลลอยนิกเกิลสูง- (Inconel 600/625) การทำความเข้าใจว่าค่าดังกล่าวให้ค่าที่เหมาะสมที่สุดจะป้องกันทั้ง-ข้อกำหนด (การจ่ายสำหรับประสิทธิภาพที่ไม่จำเป็น) และต่ำกว่า-ข้อกำหนด (ความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร)
เมทริกซ์การตัดสินใจ – เมื่อใดจึงควรเลือก UNS N08800:
| สิ่งแวดล้อม | 304/316 เอสเอส | UNS N08800 (อินคอลอยย์ 800) | อินโคเนล 600/625 |
|---|---|---|---|
| อากาศแห้ง<500°C | ยอมรับได้ | เกินกำลัง | ไม่จำเป็น |
| อากาศแห้ง 500-650 องศา | ขอบ (ออกซิเดชัน) | เหมาะสมที่สุด | ยอมรับได้แต่มีราคาแพง |
| อากาศแห้ง 650-815 องศา | ล้มเหลว (การปรับขนาด) | เหมาะสมที่สุด | ยอมรับได้ |
| ความเสี่ยงจากคลอไรด์ SCC | ล้มเหลว | เหมาะสมที่สุด(มีภูมิคุ้มกัน) | เกินกำลัง |
| รีดิวซ์กรด (H₂SO₄, H₃PO₄) | ยากจน | ปานกลาง (825 ดีกว่า) | ยอดเยี่ยม |
| คาร์บูไรซิ่งที่อุณหภูมิสูง- | ยากจน | ดี | ดีกว่าแต่ราคาแพง |
| ซัลไฟไดซ์ที่อุณหภูมิสูง- | ยากจน | ปานกลาง (825 ดีกว่า) | ดีกว่า |
| ดัชนีต้นทุน (316L=1.0) | 1.0 | 2.5-3.5 | 5.0-8.0 |
การใช้งานหลักสำหรับท่อ UNS N08800:
1. ท่อกระบวนการที่มีอุณหภูมิสูง- (500-815 องศา / 930-1500 องศา F)
ตัวอย่าง:สายการถ่ายโอนในโรงงานสไตรีนโมโนเมอร์ เครื่องปฏิกรณ์ทาทาลิกแอนไฮไดรด์
ทำไมไม่ 316L:สูงกว่า 500 องศา , 316L มีความหนา - ไม่ติดกัน สูญเสียความแข็งแกร่งอย่างรวดเร็ว
ทำไมไม่ใช้ Inconel 600:ต้นทุนที่ไม่จำเป็น (Inconel 600 คือราคา 2 เท่าของ Incoloy 800)
ผลงาน:Incoloy 800 รักษาความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความแข็งแรงที่มีประโยชน์ไว้ที่ 815 องศา
2. บริการแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีคลอไรด์-ประกอบด้วยน้ำหล่อเย็น
ตัวอย่าง:เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือก-และ-แบบท่อที่ของเหลวในกระบวนการผลิตร้อน (300-500 องศา ) และน้ำหล่อเย็นมีคลอไรด์ (น้ำในแม่น้ำ น้ำทะเล)
ทำไมไม่ใส่หลอด 316L:316L ล้มเหลวจากการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ (SCC) ภายในเวลาหลายเดือนถึง 2 ปี
ทำไมไม่ใช้ไทเทเนียมหรืออัลลอยด์ C-276:ความเข้มข้นของคลอไรด์มากเกินไป Incoloy ราคา 10-20 เท่า
ผลงาน:นิกเกิล 30-35% ของ Incoloy 800 ให้ภูมิคุ้มกันใกล้เคียงกับคลอไรด์ SCC
3. Steam Superheater และ Reheater Piping (พลังงานถ่านหิน/ชีวมวล)
ตัวอย่าง:ส่วนหัวของช่องระบายความร้อนซุปเปอร์ฮีตเตอร์รองที่ 600-650 องศา
ทำไมไม่เลือกใช้โลหะผสมต่ำ- (P91, P22):ความแข็งแรงของการคืบคลานไม่เพียงพอที่สูงกว่า 600 องศาในก๊าซไอเสียที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
ทำไมไม่ใช้สแตนเลส 310:310 มีจำหน่ายแต่มีความเค้นที่อนุญาตต่ำกว่าที่ 650 องศากว่า Incoloy 800
ผลงาน:ASME ส่วนที่ 1 อนุญาตให้ Incoloy 800 ให้บริการถึง 760 องศาโดยมีค่าความเค้นที่เหมาะสม
4. ท่อพืชกรดไนตริก (สูงถึง 60 องศา)
ตัวอย่าง:เส้นทางออกของอัฒจันทร์ทาวเวอร์, ลูปการไหลเวียนของกรด
ทำไมไม่ 304L:โดยทั่วไปแล้ว 304L เป็นที่ยอมรับสำหรับกรดไนตริก แต่ Incoloy 800 ให้ค่าเผื่อการกัดกร่อนที่สูงกว่าสำหรับสภาวะที่ไม่สบายใจ
ทำไมไม่ใช้เซอร์โคเนียมหรือแทนทาลัม:ต้องใช้มากเกินไปสำหรับความเข้มข้นของกรดไนตริกส่วนใหญ่
ผลงาน:ปริมาณโครเมียม (19-23%) ช่วยรักษาฟิล์มพาสซีฟที่เสถียรในการออกซิไดซ์กรดไนตริก
5. ส่วนประกอบเตาหลอมและท่อ Radiant Tube
ตัวอย่าง:ผมเปีย ไลน์ถ่ายโอน และท่อร่วมในตัวรีฟอร์มเมอร์มีเทนแบบไอน้ำ (การผลิตไฮโดรเจน)
ทำไมไม่ใช้วัสดุหล่อ (HK-40, HP-40):การหล่อมีความเหนียวและการเชื่อมต่ำกว่า
ทำไมไม่ใช้สแตนเลส 310:Incoloy 800 มีความต้านทานการเกิดคาร์บูไรเซชันและความแข็งแรงของการคืบที่ดีกว่า
ผลงาน:สำหรับอุณหภูมิที่สูงกว่า 815 องศา ให้อัพเกรดเป็น 800H หรือ 800HT (ครอบคลุมภายใต้ ASTM B407 เป็น N08810/N08811)
การใช้งานที่ไม่แนะนำ UNS N08800:
| แอปพลิเคชัน | เหตุผล | ทางเลือกที่ดีกว่า |
|---|---|---|
| Strong sulfuric acid (>50%, >50 องศา) | ความต้านทานไม่เพียงพอ (การกัดกร่อนทั่วไป) | อินคอลอยย์ 825, ฮาสเตลลอย C-276 |
| ท่อน้ำทะเล (แช่เต็ม) | ความเสี่ยงต่อการเกิดหลุม (PREN ~25) | Incoloy 926 ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ ไทเทเนียม |
| High-pressure hydrogen (>100 bar, >300 องศา) | ศักยภาพในการแตกตัวของไฮโดรเจน | 316L (Ni ต่ำกว่า ปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนน้อยลง) |
| บริการไครโอเจนิค (< -100°C) | ไม่มีข้อได้เปรียบเหนือ 304L (ต้นทุนสูงกว่า) | 304L หรือ 316L |
| บริการที่อุณหภูมิต่ำ-ไม่กัดกร่อน | ค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็น | เหล็กกล้าคาร์บอนหรือ 304L |
กรณีศึกษา – ค่าโสหุ้ยของโรงกลั่น:
สถานการณ์:เส้นเหนือศีรษะของหน่วยน้ำมันดิบที่ 350 องศา มีคลอไรด์ (1-10 ppm) H₂S แบบเปียก
ผลลัพธ์ 304L:คลอไรด์ SCC แตกร้าวภายใน 18 เดือน
ผลลัพธ์ UNS N08800: Service life >10 ปีที่ไม่มี SCC
ผลลัพธ์อินโคเนล 600:ประสบความสำเร็จเช่นกัน แต่ราคา 2.5 เท่าของ Incoloy 800
สรุป: ASTM B407 UNS N08800 pipe is optimal for applications requiring a combination of high-temperature resistance (500-815°C), chloride SCC immunity, and moderate corrosion resistance-at a lower cost than full nickel superalloys. It is not intended for severe reducing acids, seawater immersion, or ultra-high temperature (>815 องศา) บริการ
คำถามที่ 4: ท่อ UNS N08800 ภายใต้ ASTM B407 มีประสิทธิภาพอย่างไรในการให้บริการไฮโดรเจน และจำเป็นต้องมีข้อควรระวังอะไรบ้าง
A:การให้บริการไฮโดรเจนที่อุณหภูมิและความดันสูงขึ้นทำให้มีความต้องการวัสดุเฉพาะ UNS N08800 มีข้อดีและข้อจำกัดเฉพาะเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมอื่นๆ
กลไกความเสียหายของไฮโดรเจน:
| กลไก | ช่วงอุณหภูมิ | ความดัน | ส่งผลกระทบต่อ UNS N08800 หรือไม่ |
|---|---|---|---|
| การแตกตัวของไฮโดรเจน (HE) | -50 องศาถึง 150 องศา | High (>50 บาร์) | ต่ำ (โครงสร้างออสเทนนิติกช่วย) |
| การโจมตีด้วยไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูง (HTHA) | >200 องศา | >20 บาร์ | ไม่ใช่ (ไม่มีคาร์ไบด์ที่จะทำปฏิกิริยากับH₂) |
| ไฮโดรเจน-เกิดการแตกร้าว (HIC) | สิ่งแวดล้อม | บริการสูงเปรี้ยว | ไม่ (รองรับ NACE MR0175) |
UNS N08800 ในการบริการไฮโดรเจน - ประเด็นสำคัญ:
1. ความต้านทานต่อการโจมตีด้วยไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูง- (HTHA):
HTHA เกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับคาร์ไบด์ในเหล็กจนเกิดมีเทน ทำให้เกิดการแยกคาร์บอนและรอยแยกภายใน สิ่งนี้ส่งผลต่อเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ- (เช่น C-0.5Mo, 1Cr-0.5Mo) ที่มีแรงดันสูงกว่า 200 องศาและแรงดันย่อยไฮโดรเจน 20 บาร์
UNS N08800 คือภูมิคุ้มกันต่อ HTHAเพราะ:
ไม่มีธาตุคาร์ไบด์ที่มีนัยสำคัญ-ซึ่งทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน (โครเมียม คาร์ไบด์มีความเสถียร)
เมทริกซ์ออสเทนนิติกไม่สลายตัวภายใต้การสัมผัสไฮโดรเจน
ASME มาตรา VIII ส่วนที่ 2 อนุญาตให้ Incoloy 800 สำหรับบริการไฮโดรเจนโดยไม่มีข้อจำกัดของเส้นโค้งเนลสันที่ใช้กับเหล็ก
2. ความต้านทานการแตกตัวของไฮโดรเจน (HE):
โดยทั่วไปโลหะผสมนิกเกิลออสเทนนิติกมีความต้านทานต่อการเปราะของไฮโดรเจนได้ดีเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าเฟอร์ริติก สำหรับ UNS N08800:
| เงื่อนไข | เขาอ่อนไหว |
|---|---|
| อบอ่อน (อ่อน) | ต่ำ (ต้านทานดี) |
| Cold worked (>ลด 20%) | ปานกลาง (หลีกเลี่ยงสำหรับ-ความดันสูงH₂) |
| เชื่อมโดยไม่มี PWHT | ต่ำ (แต่ตรวจสอบการแตกตัวของไฮโดรเจน) |
แนวปฏิบัติ:สำหรับบริการไฮโดรเจนที่สูงกว่า 50 บาร์ ให้ระบุท่ออบอ่อน (ไม่มีงานเย็น) และหลีกเลี่ยงการดัดงอด้วยความเย็นอย่างรุนแรง
3. การซึมผ่านและการแพร่กระจายของไฮโดรเจน:
โลหะผสมนิกเกิลมีการแพร่กระจายของไฮโดรเจนสูงกว่าเหล็กกล้า Incoloy 800 ยอมให้ไฮโดรเจนซึมผ่านผนังท่อได้มากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน
| วัสดุ | การซึมผ่านของไฮโดรเจนที่ 300 องศา (สัมพัทธ์) |
|---|---|
| เหล็กกล้าคาร์บอน | 1.0 (พื้นฐาน) |
| สแตนเลส 316L | ~0.5 |
| อินคอลอย 800 | ~2.0 |
| อินโคเนล 625 | ~1.5 |
ความหมาย:หากการซึมผ่านของไฮโดรเจนเป็นปัญหา (เช่น การป้องกันการสะสมของไฮโดรเจนในวงแหวนท่อที่มีผนังสองชั้น-) Incoloy 800 อาจยอมให้ไฮโดรเจนส่งผ่านได้มากกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม สิ่งนี้ไม่ค่อยสำคัญสำหรับระบบ-ผนังเดี่ยว
4. ความเข้ากันได้กับไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) – บริการไฮโดรเจนที่มีรสเปรี้ยว:
สำหรับบริการไฮโดรเจนที่มี H₂S (เช่น เครื่องบำบัดไฮโดรทรีตเตอร์ของโรงกลั่น) จะใช้ NACE MR0175 / ISO 15156
UNS N08800 คือเป็นที่ยอมรับสำหรับบริการเปรี้ยวที่ให้ไว้:
ความแข็ง น้อยกว่าหรือเท่ากับ 35 HRC (โดยทั่วไปแล้ว Incoloy 800 อบอ่อนจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ 90 HRB ซึ่งต่ำกว่าขีดจำกัดมาก)
ไม่ลดงานเย็นเกิน 10% (ถ้างานเย็นต้องคลายเครียด)
ข้อควรระวังสำหรับท่อ ASTM B407 UNS N08800 ในบริการไฮโดรเจน:
| ข้อควรระวัง | เหตุผล | การนำไปปฏิบัติ |
|---|---|---|
| ระบุสภาพการอบอ่อน | วัสดุงานเย็นมีความไวต่อ HE สูงกว่า | ต้องการ "สารละลายอบอ่อนและดับ" ใน PO |
| จำกัดการดัดงอด้วยความเย็น | การดัดทำให้งานแข็งตัว | Bend with large radius (R ≥ 3D), stress relieve if >ความเครียด 10% |
| ควบคุมความแข็งของการเชื่อม | การเชื่อมที่แข็งสามารถแตกร้าวได้ในหน่วย H₂ | ใช้ความร้อนต่ำ, ตัวเติม ERNiCr-3, PWHT หากจำเป็น |
| หลีกเลี่ยงการมีเพศสัมพันธ์แบบกัลวานิก | การชาร์จไฮโดรเจนสามารถเกิดขึ้นได้ที่บริเวณแคโทด | ฉนวนจากโลหะมีตระกูลน้อยกว่าในบริการ H₂S แบบเปียก |
| ตรวจสอบข้อบกพร่องของพื้นผิว | รอยบากรวมตัวกับความเครียดที่เกิดจากไฮโดรเจน- | UT หรือ ET 100% บนบรรทัดวิกฤต |
| Limit temperature >150 องศาสำหรับความกดอากาศสูง- | ต่ำกว่า 150 องศา ความเสี่ยง HE เพิ่มขึ้น | ถ้าบริการ<150°C and >50 บาร์H₂ พิจารณาเป็น 316L |
ค่าเผื่อการออกแบบสำหรับบริการไฮโดรเจน:
ASME ส่วนที่ VIII ส่วนที่ 2 (กฎทางเลือก) จัดเตรียมค่าความเครียดการออกแบบสำหรับ Incoloy 800 ในบริการไฮโดรเจน สำหรับเงื่อนไขทั่วไป:
| อุณหภูมิ | ความเครียดที่อนุญาตสูงสุด (MPa) – บริการไฮโดรเจน | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| 100 องศา | 130 | พลังเต็มเปี่ยม |
| 200 องศา | 120 | |
| 300 องศา | 110 | |
| 400 องศา | 95 | |
| 500 องศา | 70 | |
| 600 องศา | 45 |
สิ่งเหล่านี้ลดลงจากมูลค่าการบริการอากาศ-เนื่องมาจากผลของไฮโดรเจนที่อุณหภูมิต่ำกว่า
การเปรียบเทียบ – UNS N08800 กับ. 316L ในบริการไฮโดรเจน:
| พารามิเตอร์ | สแตนเลส 316L | UNS N08800 (อินคอลอยย์ 800) |
|---|---|---|
| ความต้านทาน HTHA | ดี (ไม่มีคาร์ไบด์) | ยอดเยี่ยม |
| ความต้านทาน HE ที่อุณหภูมิห้อง | ปานกลาง | ดี |
| ความต้านทาน HE ที่ 300 องศา | ดี | ดีมาก |
| ค่าใช้จ่าย | ต่ำกว่า | สูงกว่า 2.5-3 เท่า |
| ความต้านทาน SCC (หากมีคลอไรด์) | ยากจน | มีภูมิคุ้มกัน |
| อุณหภูมิสูงสุด (จำกัดการเกิดออกซิเดชัน) | 425 องศา | 815 องศา |
เมื่อใดควรเลือก UNS N08800 มากกว่า 316L สำหรับบริการไฮโดรเจน:
อุณหภูมิเกิน 425 องศา (เหนือขีดจำกัดของ 316L)
มีคลอไรด์อยู่ (เช่น ไฮโดรเจนจากอิเล็กโทรลิซิสที่มีการปนเปื้อนของคลอไรด์)
การบริการต้องเป็นไปตามข้อกำหนด ASME มาตรา I (หม้อต้มน้ำ) หรือมาตรา III (นิวเคลียร์)
การออกแบบมีอายุการใช้งานยาวนาน (Incoloy 800 มีความต้านทานการคืบคลานสูงกว่า)
เมื่อ 316L เพียงพอ:
บริการไฮโดรเจนต่ำกว่า 425 องศา
ไม่มีคลอไรด์อยู่
ท่อไฮโดรทรีเตอร์ของโรงกลั่นมาตรฐาน (โดยที่ 316L ได้รับการพิสูจน์แล้ว)
สรุป:ท่อ UNS N08800 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับบริการไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูง- โดยให้ภูมิคุ้มกันต่อ HTHA ความต้านทานต่อการเปราะของไฮโดรเจนได้ดี และเข้ากันได้กับบริการไฮโดรเจนเปรี้ยว (H₂S) ระบุสภาวะการอบอ่อน ควบคุมงานเย็นและการเชื่อม และสำหรับอุณหภูมิต่ำกว่า 150 องศาที่มีไฮโดรเจนแรงดันสูง- ให้พิจารณาว่า 316L คุ้มค่ากว่า-หรือไม่
คำถามที่ 5: ผู้ซื้อควรตรวจสอบได้อย่างไรว่าท่อ ASTM B407 UNS N08800 ตรงตามข้อกำหนด และควรต้องมีเอกสารอะไรบ้าง
A:การตรวจสอบท่อ ASTM B407 UNS N08800 ต้องใช้วิธีการที่เป็นระบบ ซึ่งผสมผสานการทบทวนเอกสาร การตรวจสอบโดยไม่ทำลาย และการทดสอบวัสดุ สำหรับบริการที่สำคัญ ผู้ซื้อไม่ควรพึ่งพาการเรียกร้องของซัพพลายเออร์เพียงอย่างเดียว
เอกสารที่จำเป็น (ขั้นต่ำสำหรับการซื้อ):
| เอกสาร | เนื้อหา | วัตถุประสงค์ |
|---|---|---|
| รายงานการทดสอบโรงงาน (MTR)ตามมาตรฐาน EN 10204 ประเภท 3.1 | เคมี แรงดึง การบำบัดความร้อน เลขความร้อน | พิสูจน์วัสดุตรงตามมาตรฐาน ASTM B407 |
| หนังสือรับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนด | ข้อความว่าท่อเป็นไปตาม PO และ ASTM B407 | การรับรองทางกฎหมาย |
| รายงานมิติ | OD, ID, ผนัง, ความตรง, ความยาว | ตรวจสอบความคลาดเคลื่อน |
| รายการบรรจุภัณฑ์ | ปริมาณ ตัวเลขความร้อน ความยาว | กำลังรับการตรวจสอบ |
เอกสารที่ได้รับการปรับปรุง (สำหรับบริการที่สำคัญหรือรหัส):
| เอกสาร | มาตรฐาน | เมื่อจำเป็น |
|---|---|---|
| ใบรับรองประเภท 3.2(การตรวจสอบอิสระ) | อีเอ็น 10204 | ภาชนะรับความดัน นิวเคลียร์ นอกชายฝั่ง |
| รายงานใกล้ชายแดน(UT, ET, RT) | มาตรฐาน ASTM E213, E309, E94 | แรงดันสูง- ก๊าซเปรี้ยว นิวเคลียร์ |
| รายงาน PMI | XRF ต่อ ASTM E1476 | ความยาวท่อแต่ละเส้น (แนะนำเสมอ) |
| รายงานการทดสอบความแข็ง | มาตรฐาน ASTM E18 หรือ E10 | บริการเปรี้ยว (NACE MR0175) |
| บันทึกการรักษาความร้อน | เวลา-บันทึกอุณหภูมิ | การประทับตรารหัสบริการคืบ |
| เมทริกซ์การตรวจสอบย้อนกลับ | ตัวเลขความร้อนถึงเครื่องหมายท่อ | นิวเคลียร์ ASME มาตรา III |
ขั้นตอน-โดย-การยืนยันขั้นตอนในการรับ:
ขั้นตอนที่ 1 – การตรวจสอบเอกสาร
MTR แสดง UNS N08800 หรือไม่ (ไม่ใช่แค่ "อินคอลอยย์ 800")
คาร์บอนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10% หรือไม่? (ถ้าต่ำกว่าหมายเหตุสำหรับบริการคืบ)
Al+Ti อยู่ระหว่าง 0.30% ถึง 1.20% หรือไม่?
แรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 450 MPa, อัตราผลตอบแทนมากกว่าหรือเท่ากับ 170 MPa, การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 30% หรือไม่
มีการระบุไว้ในการอบชุบด้วยความร้อนหรือไม่ ("สารละลายอบอ่อน 980-1050 องศา เย็นเร็ว")
ตัวเลขความร้อนบน MTR ตรงกับเครื่องหมายบนท่อหรือไม่?
ขั้นตอนที่ 2 - การตรวจสอบด้วยภาพและการทำเครื่องหมาย
| ตรวจสอบ | วิธี | การยอมรับ |
|---|---|---|
| ตอกย้ำความชัดเจน | ภาพ | อ่านออกได้ถาวร (ประทับตราหรือหมึก) |
| การทำเครื่องหมายเนื้อหา | ภาพ | ตัวเลขความร้อน, UNS N08800, ASTM B407, ขนาด, กำหนดการ |
| สภาพพื้นผิว | ภาพ กำลังขยาย 2 เท่า | ไม่มีตะเข็บ รอบ เกล็ด มีรู มีรอยขีดข่วนลึก |
| เงื่อนไขจบ | ภาพ | ตัดเหลี่ยม ลบคม ไม่แตกร้าว |
ขั้นตอนที่ 3 – การตรวจสอบมิติ (การตรวจสอบเฉพาะจุด)
| พารามิเตอร์ | เครื่องมือ | ความอดทนต่อ ASTM B407 |
|---|---|---|
| โอดี | ไมโครมิเตอร์ | ±0.5 มม. สำหรับ 2" NPS, สเกลตามขนาด |
| ความหนาของผนัง | อุลตร้าโซนิคเกจหรือพินไมโครมิเตอร์ | -12.5% ขั้นต่ำ, +15% สูงสุด (ทั่วไป) |
| ความยาว | สายวัด | ±3 มม. (ความยาวตัด) |
| ความตรง | เส้นตรง | 1 มม. ต่อ 300 มม. (ทั่วไป) |
ขั้นตอนที่ 4 – การระบุวัสดุเชิงบวก (PMI)
ดำเนินการต่อความยาวท่อแต่ละอัน(อย่างน้อยสองตำแหน่งต่อท่อ) สามารถใช้ XRF แบบมือถือได้
เกณฑ์การยอมรับ:
พรรณี: 30-35%
Cr: 19-23%
Fe: ยอดคงเหลือ (โดยทั่วไป 40-45%)
โม:<0.5% (distinguishes from 825)
ลูกพี่ลูกน้อง:<0.75%
ธงแดงเกี่ยวกับ PMI:
Mo >1% → น่าจะเป็น 825 หรือโลหะผสมอื่นๆ ปฏิเสธ
นิ<28% → Possibly 304/310 stainless, reject
Cr<18% → Incorrect alloy, reject
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างท่อในล็อตเดียวกัน → ความร้อนผสม, การปฏิเสธ
ขั้นตอนที่ 5 – การตรวจสอบจุดความแข็ง (ไม่จำเป็น แต่แนะนำ)
วิธีการ: Rockwell B หรือ Brinell
เครื่องมือ: เครื่องทดสอบความแข็งแบบพกพา (ลีบหรือ UCI) สำหรับพื้นผิวท่อ
การยอมรับ: โดยทั่วไป 75-90 HRB (140-190 HB)
If >95 HRB (or >200 HB): อาจผ่านการอบอ่อนหรืองานเย็นไม่เพียงพอ
ขั้นตอนที่ 6 – การตรวจสอบ NDE (หากระบุ)
| วิธีการใกล้ตาย | มาตรฐาน | การยอมรับ |
|---|---|---|
| อัลตราโซนิค (UT) | มาตรฐาน ASTM E213 | No indications >เทียบเท่า 1.2 มม |
| กระแสน้ำวน (ET) | มาตรฐาน ASTM E309 | No defect signals >50% ของการอ้างอิง |
| สารแทรกซึมสีย้อม (PT) | มาตรฐาน ASTM E165 | ไม่มีข้อบ่งชี้เชิงเส้นหรือโค้งมน |
ขั้นตอนที่ 7 - การทดสอบการทำให้เรียบ (หากจำเป็น เป็นแบบทำลายล้าง บนตัวอย่าง)
ตัดแหวนออกจากปลายท่อ
แผ่ระหว่างแผ่นขนานจนถึงระยะ=2/3 ของ OD เดิม
ไม่อนุญาตให้มีการแคร็ก
จะทำอย่างไรหากวัสดุไม่ผ่านการตรวจสอบ:
| ความล้มเหลว | การกระทำ |
|---|---|
| การทำเครื่องหมายหายไปหรือไม่ถูกต้อง | ปฏิเสธ; ไม่สามารถยอมรับไปป์ที่ไม่สามารถติดตามได้ |
| PMI ล้มเหลว (อัลลอยด์ผิด) | การปฏิเสธทันที กักกัน แจ้งซัพพลายเออร์ |
| ขนาดไม่อยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อน | ประเมิน: หากเป็นผู้เยาว์ให้ขอสัมปทาน ถ้าสำคัญให้ปฏิเสธ |
| ความแข็งสูงเกินไป | ร้องขอการหลอมใหม่หรือปฏิเสธ |
| UT/ET ล้มเหลว | ปฏิเสธ; ห้ามใช้บริการรับแรงดัน |
| MTR ไม่สมบูรณ์หรือน่าสงสัย | ขอแก้ไข MTR; หากไม่มีให้ปฏิเสธ |
กรณีพิเศษ – วัสดุลอกเลียนแบบ:
สัญญาณของการปลอมแปลง:
Price significantly below market (>ต่ำกว่า 30%)
ซัพพลายเออร์ไม่สามารถระบุแหล่งที่มาของโรงงานวัตถุดิบได้
MTR ดูทั่วไป (ไม่มีหมายเลขความร้อน ลายเซ็นทั่วไป)
เครื่องหมายระบุว่า "Incoloy 800" แต่ไม่มีหมายเลข UNS
ผิวท่อมีรอยเชื่อม (กราวด์และทาสีเพื่อซ่อน)
การกระทำ:อย่าใช้. การกักกัน. แจ้งซัพพลายเออร์เป็นลายลักษณ์อักษร ขอ-การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สาม (เคมีของ OES, แรงดึง, ความแข็ง) ยื่นคำร้อง. รายงานต่อสมาคมอุตสาหกรรม (เช่น MTI, API)
การยืนยันทางห้องปฏิบัติการโดยบุคคลที่สาม- (หากมีการโต้แย้ง):
| ทดสอบ | มาตรฐาน | ข้อมูลที่ให้ไว้ |
|---|---|---|
| สเปกโทรสโกปีการปล่อยแสง (OES) | มาตรฐาน ASTM E1086 | เคมีเต็มรูปแบบ (รวมถึง C, S, P) |
| แรงดึง (อุณหภูมิห้อง) | มาตรฐาน ASTM E8/E8M | ความแข็งแรง ผลผลิต การยืดตัว |
| ความแข็ง (Rockwell หรือ Brinell) | มาตรฐาน ASTM E18/E10 | ยืนยันสภาพการอบอ่อน |
| โลหะวิทยา (โครงสร้างจุลภาค) | มาตรฐาน ASTM E407 | ขนาดเกรน คาร์ไบด์ เฟส |
| การทดสอบการทำให้เรียบ | มาตรฐาน ASTM B407 | การตรวจสอบความเหนียว |
การเก็บรักษาเอกสาร:
| แอปพลิเคชัน | ระยะเวลาการเก็บรักษา |
|---|---|
| อุตสาหกรรมทั่วไป | 5 ปี (หรือตามที่ลูกค้าต้องการ) |
| ภาชนะรับความดัน (ASME) | 10 ปี (หรืออายุการใช้งานของเรือ) |
| นิวเคลียร์ (ASME III) | อายุของพืช (โดยทั่วไปคือ 40-60 ปี) |
| นอกชายฝั่ง / NACE | 10 ปี (หรือตามข้อกำหนด) |
สรุป – รายการตรวจสอบของผู้ซื้อสำหรับท่อ ASTM B407 UNS N08800:
| เฟส | การกระทำ |
|---|---|
| การสั่งซื้อ | ระบุ UNS N08800, ASTM B407, ขนาด, กำหนดการ, พื้นผิว, การทดสอบเสริม |
| ก่อนจัดส่ง | ขอรับการตรวจสอบ MTR รายงาน PMI หากเป็นไปได้ |
| ตอนรับ | การมองเห็น การทำเครื่องหมาย การตรวจสอบมิติ PMI แต่ละท่อ |
| หากมีความสำคัญ | การตรวจสอบจุดความแข็ง UT/ET ตามที่กำหนด |
| หากเกิดข้อพิพาท | การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สาม- |
| บันทึก | เก็บรักษาเอกสารทั้งหมดตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ |
เมื่อทำตามขั้นตอนการยืนยันเหล่านี้ ผู้ซื้อจะยอมรับหรือปฏิเสธท่อ ASTM B407 UNS N08800 ได้อย่างมั่นใจ เพื่อให้มั่นใจว่าเฉพาะวัสดุที่ปฏิบัติตามข้อกำหนดและติดตามได้เท่านั้นที่จะเข้าสู่ระบบท่อที่มีอุณหภูมิสูงหรือทนต่อการกัดกร่อน-








