الأنابيب غير الملحومة Hastelloy B3

الأنابيب غير الملحومة Hastelloy B3هي العمود الفقري الحديث لعائلة سبائك النيكل-الموليبدينوم، والتي يتم توفيرها بسلاسة بموجب ASTM B622 مقابل UNS N10675. تم تطويره كخليفة مباشر لـ Hastelloy B2 (UNS N10665) لحل مشكلة معدنية محددة: فقدت B2 ليونتها ومقاومتها للتآكل عند وضعها في نطاق 650-850 درجة أثناء اللحام أو الخدمة، لأن السبيكة عجلت مرحلة Ni-Mo الهشة عند حدود الحبوب.

 

يضيف B3 الكروم والحديد والتنغستن المتحكم فيه إلى نفس قاعدة Ni-Mo، وهذا التحول التركيبي الصغير يمنع هطول الأمطار. والنتيجة هي أنبوب يمكن لحامه واستخدامه في الميدان بنظام ورشة عمل عادي، مع الحفاظ على المقاومة المتميزة لحمض الهيدروكلوريك ووسائط الاختزال الأخرى التي جعلت عائلة B- مشهورة.

التركيب الكيميائي لأنابيب Hastelloy B3 وفقًا لمعيار ASTM B622

حدود تحليل الحرارة-الموضحة أدناه مأخوذة من ASTM B622 لـ UNS N10675. النيكل هو عنصر التوازن بنسبة 65.0% كحد أدنى، ونطاق الموليبدينوم 27.0-32.0% هو ما يمنح السبيكة أداء تقليل الأحماض.

 

عنصر	حد التكوين، %
ني	65.0 دقيقة (الرصيد)
شهر	27.0 - 32.0
الحديد	1.0 - 3.0
كر	1.0 - 3.0
شركة	3.0 كحد أقصى
W	3.0 كحد أقصى
من	3.0 كحد أقصى
النحاس	0.20 كحد أقصى
V	0.20 كحد أقصى
تا	0.20 كحد أقصى
آل	0.50 كحد أقصى
تي	0.20 كحد أقصى
سي	0.10 كحد أقصى
C	0.01 كحد أقصى
P	0.030 كحد أقصى
S	0.010 كحد أقصى

 

بالمقارنة مع B2، تضيف كيمياء B3 ثلاثة عناصر متعمدة: الكروم بنسبة 1.0-3.0%، والحديد بنسبة 1.0-3.0%، والتنغستن بنسبة تصل إلى 3.0%. لا شيء من هذه العناصر كبير بما يكفي لتغيير طبيعة تآكل السبيكة، لكنها تعمل معًا على تثبيت البنية المجهرية.

 

في B2، يؤدي التعرض إلى نطاق 650-850 درجة إلى ترسيب Ni7Mo6 بين المعادن عند حدود الحبوب، مما يؤدي إلى تدمير كل من الليونة ومقاومة التآكل في المنطقة المتأثرة بالحرارة- من اللحام. في B3، ينتج نفس التاريخ الحراري بنية مستقرة-أحادية الطور، ولهذا السبب يمكن لحام الأنابيب B3 وتشكيلها على الساخن-ووضعها في الخدمة مع ترك المنطقة المتأثرة بالحرارة-في حالة اللحام في معظم التطبيقات.

 

الخواص الميكانيكية للأنابيب B3 في الحالة الملدنة

تحدد ASTM B622 الحد الأدنى من الخواص الميكانيكية التالية للأنابيب غير الملحومة UNS N10675 في حالة التلدين بالمحلول -، وحالة التسليم لجميع طلبات الأنابيب B3 تقريبًا:

 

ملكية	الحد الأدنى للقيمة (ASTM B622)
قوة الشد	690 ميجا باسكال (100 كيلو باسكال)
قوة الخضوع، إزاحة 0.2%	310 ميجاباسكال (45 كيلو باسكال)
استطالة في 2 بوصة (50.8 ملم)	40%

 

تظهر هذه القيم المضمونة في شهادة اختبار المطحنة، وهي مطابقة لمتطلبات B622 لسبائك Ni-Cr-Mo الملدنة الأخرى، مما يجعل حسابات سمك الجدار- متسقة عبر مجموعة المنتجات.

 

قيم الإنتاج الفعلية أعلى: تبلغ قوة الشد للأنابيب B3 الملدنة النموذجية حوالي 755-790 ميجا باسكال مع إنتاجية قريبة من 350 ميجا باسكال، واستطالة حوالي 50-60% في الأحجام الصغيرة. تعتبر السبيكة هيكلية بالكامل لأنابيب وأوعية الضغط، وكثيرًا ما يتم تحديدها لأنابيب حمض الهيدروكلوريك المبطنة أو غير المبطنة حيث يحدد الضغط التصميمي بدلاً من السماح بالتآكل الجدار.

 

الخصائص الفيزيائية

تبلغ كثافة Hastelloy B3 9.22 جم/سم³ (0.333 رطل/بوصة³)، وهي أعلى بشكل ملحوظ من السبائك التي تحتوي على الكروم- بسبب المحتوى العالي من الموليبدينوم. يتم حساب الوزن النظري لأنبوب B3 باستخدام صيغة سبائك النيكل القياسية-: الوزن بالكيلوجرام لكل متر يساوي 0.02466 مرة (القطر الخارجي مطروحًا منه سمك الجدار) مضروبًا في سمك الجدار، مع الأبعاد بالملليمتر.

 

وبالتالي فإن الأنبوب B3 مقاس 60.3 مم (NPS 2) مع جدار SCH 40S مقاس 5.54 مم يحسب حوالي 7.48 كجم/م، وهذا الرقم النظري هو أساس عروض الأسعار وحسابات الشحن ما لم يحدد الأمر الكتلة الموزونة الفعلية.

 

ملكية	قيمة
كثافة	9.22 جم/سم3
نطاق الانصهار	1330 - 1390 درجة (تقريبًا)
معامل المرونة (درجة حرارة الغرفة)	216 جيجا باسكال (تقريبًا)
المقاومة الكهربائية (درجة حرارة الغرفة)	1.37 ميكرومتر (تقريبًا)
الموصلية الحرارية، 100 درجة	11.3 وات/م·ك (تقريبًا)

 

معايير التصنيع ونماذج المنتجات

يتم تصنيع وتوريد منتجات أنابيب Hastelloy B3 وفقًا للمواصفات التالية:

 

• ASTM B622 / ASME SB-622 - أنابيب وأنابيب نيكل ونيكل غير ملحومة - من سبائك الكوبالت
• ASTM B619 / ASME SB-619 - الأنابيب الملحومة
• ASTM B626 / ASME SB-626 - أنبوب ملحوم
• ASTM B366 - تركيبات وفلنجات مشغولة للسبائك

 

يتم إنتاج الأنابيب غير الملحومة تحت B622 عن طريق ثقب وتشغيل قطعة من الحرارة B3، يليها التلدين بالمحلول والتبريد السريع. يقوم التلدين بإذابة أي مراحل ثانوية تكونت أثناء العمل ويستعيد بنية الطور الأحادي - الأوستنيتي بالكامل والتي تعتمد عليها مقاومة التآكل. نظرًا لأن السبيكة مستقرة حراريًا، فإن التسقية لا تحتاج إلى أن تكون عنيفة كما هو الحال بالنسبة لـ B2، وتحتفظ المنطقة المتأثرة بالحرارة -من المفصل الملحوم بمقاومتها للتآكل دون -معالجة حرارية بعد اللحام.

 

يتم تشكيل الأنابيب B3 الملحومة تحت B619 من شريط صلب وملحوم بمعدن حشو ERNiMo-10 مطابق. المنتج الملحوم عبارة عن جسم كامل-مُلدن بعد اللحام، وبالنسبة لمعظم خدمات حمض الهيدروكلوريك يتم تحديده بالتبادل مع سلس. يظل الاتصال السلس هو الوضع الافتراضي عندما يستدعيه رمز شبكة الأنابيب، أو مواصفات العميل، أو متطلبات الخدمة الحامضة.

 

الأحجام والجداول المتاحة

يتم توفير الأنابيب غير الملحومة B3 في المظروف التالي، بأحجام متوسطة وجدران مخصصة متاحة عند طلب المشروع:

 

المعلمة	يتراوح
القطر الخارجي	6.0 ملم (1/8 بوصة) إلى 219.1 ملم (8 بوصات)، بأحجام أكبر على أساس المشروع
سمك الجدار	0.5 ملم إلى 18.26 ملم (SCH 5S إلى SCH XXS)
طول	ثابتة 6 م / 12 م، أو أطوال عشوائية حسب الطلب
إنهاء النهاية	نهاية عادية، نهاية مشطوفة، أو مترابطة كما هو مطلوب
امتحان	الاختبار الهيدروستاتيكي وفقًا لمعيار ASTM B622

 

نطاق التخزين القياسي لأنابيب المعالجة هو NPS 1/8 إلى NPS 8 في SCH 10S، وSCH 40S، وSCH 80S. يتم تصنيع متطلبات الجدار-الثقيلة والقطر-الكبير وفقًا لاستفسار المشروع، ويتم تحديد المهلة الزمنية لكل طلب. عندما يستدعي الرسم جدولًا زمنيًا بدلاً من سمك الجدار الصريح، يتم توفير جدار ASME B36.10 ما لم يتم تحديد الحد الأدنى - لحساب الجدار.

 

أداء التآكل: درجة الحموضة المخفضة-.

تقاوم أنابيب Hastelloy B3 أحماض الاختزال بشكل أفضل من أي من سبائك النيكل التي تحتوي على الكروم-، لأن المقاومة في وسائط الاختزال يتم حملها بواسطة الموليبدينوم، وليس الكروم. تعتبر السبيكة مادة الأنابيب القياسية لحمض الهيدروكلوريك في نطاقها المفيد، كما أنها تؤدي أداءً جيدًا في حمض الكبريتيك المخفف إلى -التركيز المتوسط-، وفي حمض الفوسفوريك، وفي خدمات الأحماض العضوية مثل حمض الأسيتيك وحمض الفورميك.

 

إنها غير مخصصة للبيئات المؤكسدة بشدة: يعمل حمض النيتريك وكلوريد الحديديك والأنواع المؤكسدة الأخرى على تدمير مصفوفة Ni-Mo بسرعة، لذلك لا ينبغي أبدًا تحديد السبيكة في الأماكن التي يمكن فيها القيام برحلات مؤكسدة.

 

بيئة	سلوك B3	تعليق
حمض الهيدروكلوريك بجميع تركيزاته	ممتاز	الخدمة المميزة لعائلة B-.
حامض الكبريتيك، مخفف	جيد جدًا	يكون هذا مفيدًا عندما تكون السبائك غير القابل للصدأ و-C هامشية
حمض الفوسفوريك	جيد جدًا	شائع في أنابيب عملية الأسمدة
حمض الخليك / الفورميك	جيد	خطوط معالجة الأحماض العضوية
حمض النيتريك والوسائط المؤكسدة	غير مستحسن	الهجوم السريع استخدم سبيكة تحمل الكروم-بدلاً من ذلك

 

الفرق الرئيسي بين C276 وC22 هو الاتجاه: تعمل هذه السبائك على موازنة مقاومة الأكسدة وتقليل المقاومة وتتخلى عن بعض الأداء في حمض الاختزال النقي؛ B3 متخصص في تقليل الوسائط والتخلي عن مقاومة الأكسدة تمامًا. العملية التي تتكون في الغالب من حمض الهيدروكلوريك، دون أي رحلات مؤكسدة، هي منطقة B3، واستخدام C276 هناك يهدر المال على الكروم الذي لا يشتري شيئًا. العملية التي تتناوب بين ظروف الكلوريد الحمضية والمؤكسدة هي منطقة سبيكة C-، وقد تفشل B3.

 

التطبيقات النموذجية

يتم تحديد الأنابيب B3 في المصانع التي يتم فيها معالجة حمض الهيدروكلوريك أو كلوريدات الاختزال الأخرى بشكل مستمر:

 

• خطوط إنتاج وتخزين ونقل حمض الهيدروكلوريك، بما في ذلك حمض الهيدروكلوريك الأزيوتروبي واللامائي
• معالجة الأنابيب الهيدروكربونية والكلوريد العضوي المكلور في المصانع الكيماوية
• وحدات الألكلة وأنظمة تجديد المحفزات في المصافي
• الأنظمة الكيميائية لتبييض اللب حيث تستخدم مراحل ثاني أكسيد الكلور ظروف التخفيض
• مفاعلات الأدوية والكيماويات الزراعية وخطوط النقل التي تتعامل مع الأحماض المختزلة
• خطوط تخليل المعادن باستخدام حمض الهيدروكلوريك

 

في كل من هذه الخدمات، أصبحت مواصفات B3 بدلاً من B2 الآن ممارسة قياسية للإنشاءات الملحومة، لأن التحسين في الاستقرار الحراري يلغي وضع فشل المجال الذي أظهره B2 في المناطق المتأثرة بحرارة اللحام-. يتم إعادة تحديد مصانع B2 الحالية تدريجيًا إلى -B3 للأنابيب الجديدة، وB3 هي السبيكة المذكورة في معظم المعايير الهندسية الحالية لتقليل الخدمة الحمضية-.

 

اللحام والتصنيع

يتم لحام الأنابيب B3 باستخدام معدن الحشو المطابق ERNiMo-10 (تصنيف AWS A5.14) لـ GTAW وGMAW، وENiMo-10 (AWS A5.11) لـ SMAW. يجب عدم استبدال حشو B2 ERNiMo-7، لأنه يفتقر إلى الكروم والحديد اللذين يمنحان B3 ثباته الحراري، وسوف تعود رواسب اللحام الناتجة إلى سلوك يشبه B2.

 

لا يلزم التسخين المسبق، ولا يلزم عادةً-المعالجة الحرارية بعد اللحام. تعتبر السبيكة حساسة لالتقاط الأكسجين والنيتروجين في الحالة المنصهرة، لذلك يعد حماية الغاز الخامل على كل من الوجه وجذر اللحام أمرًا ضروريًا، ويجب أن تظل درجة حرارة الممر البيني أقل من 100 درجة في المقاطع السميكة لتجنب التشقق الساخن.

 

يتم توفير التركيبات والفلنجات لأنظمة B3 وفقًا لمعيار ASTM B366 للكيمياء المطابقة. يجب أن يذكر مصمم الأنابيب فئة الحشو في نظام WPS، ويجب أن يتبع تأهيل عامل اللحام إجراء سبائك النيكل- بدلاً من إجراء الفولاذ المقاوم للصدأ. نظرًا لأن السبيكة أثقل وأكثر بطئًا في حوض اللحام من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، فإنه يتم التحكم في تفاوتات التركيب -ومعلمات اللحام بشكل أكثر إحكامًا، ويجب أن يكون الورشة تعمل بشكل منتظم في سبائك النيكل.

 

مراقبة الجودة وإصدار الشهادات

كل طول من الأنابيب B3 الموردة وفقًا لمعيار ASTM B622 يكون مصحوبًا بشهادة اختبار المطحنة التي توضح الكيمياء الحرارية ونتائج الاختبار الميكانيكي والفحص غير المدمر الذي يتم إجراؤه. تشتمل الحزمة القياسية على الاختبار الهيدروستاتيكي الذي تتطلبه المواصفات، وعندما يتطلب الأمر ذلك، فحص التيار الدوامي- أو الفحص بالموجات فوق الصوتية للطول الكامل.

 

يوصى بتحديد المادة الإيجابية (PMI) عند الاستلام، لأن السبائك B3 وB2 وC- لا يمكن تمييزها بصريًا ولا يمكن اكتشاف اختلاف التركيبة بالعين المجردة. يتم إصدار الشهادات وفقًا لـ EN 10204 3.1 أو 3.2 كما هو محدد، ويتم ترتيب فحص الطرف الثالث - بواسطة SGS أو BV أو TUV عند الطلب.

 

يعتبر أنبوب Hastelloy B3 منتجًا متخصصًا تعتمد مواصفاته على غلاف التآكل الخاص بالخدمة، ويجب اتخاذ قرار الشراء بناءً على تحليل الوسائط وملف درجة الحرارة، وليس على السعر وحده. عندما تحدد قائمة الخطوط UNS N10675، يجب طلب الأنبوب وفقًا لمعيار ASTM B622 مع ذكر حالة التلدين، والجدول الزمني أو سمك الجدار المحدد بشكل صريح، وتأكيد تنسيق الشهادة مع خطة ضمان الجودة للمشروع.

 

 

 

الوسم : أنبوب Hastelloy B3، UNS N10675، ASTM B622، N10675 أنبوب غير ملحوم، أنبوب Hastelloy B-3، أنبوب سبائك النيكل الموليبدينوم، 2.4600، أنبوب سبائك حمض الهيدروكلوريك