هاستيلوي C276 (UNS N10276)تتميز بمقاومة عالية للتكسير الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC) في خدمة الغاز الحامض وتم إدراجها صراحةً باعتبارها سبيكة مقاومة للتآكل -مقبولة في NACE MR0175 / ISO 15156 الجزء 3 لكل من بيئات التكسير الإجهادي للكبريتيد (SSC) وبيئات التكسير المستحث بالهيدروجين - الموجهة نحو الإجهاد (SOHIC).

على عكس الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل 316L، الذي يفشل بواسطة الكلوريد SCC فوق حوالي 60 درجة مئوية، فإن C276 محصن بشكل أساسي ضد الكلوريد SCC والهيدروجين - الناجم عن SSC لأن مصفوفة النيكل الخاصة به لا تدعم آلية التكسير. يتطلب الامتثال أن تكون المادة في المحلول-مصلبًا بصلابة أقل من 35 HRC وعمل بارد أقل من 20 بالمائة؛ لا يُسمح بأي معالجة حرارية لما بعد اللحام في نطاق 600-1150 درجة مئوية.
هل يقاوم Hastelloy C276 التشقق الناتج عن التآكل الناتج عن الإجهاد في الغاز الحامض؟
نعم. يعتبر C276 محصنًا بشكل أساسي ضد التكسير الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC) والتكسير الإجهادي الكبريتيد (SSC) في الغاز الحامض نظرًا لأن مصفوفته الأوستنيتي الكاملة بنسبة - عالية من النيكل (حوالي 57 بالمائة) لا تخضع لآليات التكسير المستحثة بالكلوريد - أو الهيدروجين - والتي تدمر الفولاذ الكربوني وحتى الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 300 في نفس الخدمة.
يحتوي التشقق الناجم عن التآكل الإجهادي في البيئات الحامضة على وضعين مألوفين للفشل يتجنبهما C276. الأول هو تكسير التآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد (Cl-SCC)، الذي يصيب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (304/316) عندما تتجاوز الظروف الساخنة والرطبة والمكلورة حوالي 60 درجة مئوية؛ تتشقق هذه السبائك على طول حدود الحبوب تحت ضغط شد متواضع. C276، على الرغم من كونه أوستنيتيًا أيضًا، إلا أنه لا يتشقق بهذه الطريقة لأن محتواه من النيكل (حوالي 57 بالمائة) يعطل الآلية - سبائك النيكل التي تزيد عن 40 تقريبًا-45 بالمائة Ni بشكل عام محصنة ضد Cl-SCC.
والثاني هو التكسير الإجهادي للكبريتيد (SSC)، وهو قاتل الفولاذ الكربوني الكلاسيكي- في خدمة كبريتيد الهيدروجين: يخترق الهيدروجين الذري الناتج عن تآكل كبريتيد الهيدروجين الفولاذ، ويتجمع في المناطق الصلبة، ويسبب كسرًا هشًا مفاجئًا تحت إجهاد الشد. يقاوم C276 هذا لأنه متجانس للغاية، ولا يحتوي على أطوار صلبة عند تلدين المحلول-، كما أن مصفوفة النيكل الخاصة به لا تتقصف بالطريقة التي يحدث بها الجسم-الفولاذ المكعب المتمركز. تؤكد الخبرة الميدانية في مصانع الغاز الحامض والتخلص من غاز الكبريت والمصانع الكيماوية أن عمر خدمة C276 يتراوح بين 20 إلى 30 عامًا دون حدوث أعطال في SCC.
ماذا يقول NACE MR0175 / ISO 15156 عن C276؟
يسرد NACE MR0175 / ISO 15156 الجزء 3 UNS N10276 (Hastelloy C276) باعتباره سبيكة مقاومة للتآكل -مقبولة (CRA) للخدمة الحامضة في المحلول -المُلدن، مع صلابة قصوى تبلغ 35 HRC والحد الأقصى للعمل البارد بنسبة 20 بالمائة - مما يعني أنه يمكن تحديد C276 لمركبات H2S + الأكثر عدوانية بيئات كلوريد ثاني أكسيد الكربون2 + بدون قيود التشقق البيئي التي تربط الكربون وسبائك الفولاذ المنخفضة-.
NACE MR0175 / ISO 15156 هو المعيار العالمي الذي يحدد المواد المقبولة والحدود البيئية لإنتاج النفط والغاز في الخدمة الحامضية (التي تحتوي على H2S-). يغطي الجزء 3 السبائك المقاومة للتآكل -، بما في ذلك السبائك الأساسية- من النيكل. وفي داخلها، تم تصنيف C276 باعتباره CRA مع عدم وجود حد للتكسير البيئي SSC/SOHIC مرتبط بالضغط الجزئي لكبريتيد الهيدروجين، لأن السبيكة مقاومة بشكل جوهري.
يفرض المعيار عنصري تحكم في حالة المادة-: يجب ألا تتجاوز الصلابة 35 HRC (لضمان عدم وجود مراحل صلبة)، ويجب ألا يتجاوز العمل البارد 20 بالمائة (يمكن أن يؤدي العمل البارد إلى زيادة الصلابة وإحداث إجهاد متبقي). يمكن تحقيق هذه الحدود بسهولة عن طريق المحلول الصلب -C276، الذي تبلغ صلابته عادة 85-95 HRB (ما يعادل 15-20 HRC تقريبًا). المعنى العملي: يمكن للمهندس تحديد C276 لرأس بئر الغاز الحامض أو خط التدفق أو الفاصل دون حسابات التكسير البيئي المعقدة المطلوبة للفولاذ الكربوني، بشرط مراعاة ضوابط التصنيع (الصلب، العمل البارد المنخفض، عدم وجود PWHT المحظور).
الجدول 1. متطلبات NACE MR0175 / ISO 15156-3 لـ C276 (UNS N10276)
|
متطلبات |
الحد الأقصى لـ C276 (CRA) |
|
مرجع قياسي |
NACE MR0175 / ISO 15156-3 |
|
حالة السبائك |
سبيكة مقاومة للتآكل-(CRA)، مقبولة |
|
حالة |
صلب الحل |
|
أقصى صلابة |
35 لجنة حقوق الإنسان |
|
أقصى قدر من العمل البارد |
20 بالمئة |
|
حد SSC / SOHIC |
لا يوجد حد بيئي (مقاومة جوهريًا) |
|
الضغط الجزئي لغاز H2S |
مقبول عند مستوى pH2S مرتفع (بدون حد CRA) |
|
ما بعد-المعالجة الحرارية للحام |
لا شيء مسموح به في 600-1150 ج |
|
شهادة |
إن 10204 3.1 / 3.2؛ التحقق من مؤشر مديري المشتريات (PMI). |
المصدر: NACE MR0175 / ISO 15156-3 (إصدار 2020)؛ ملحق يغطي سبائك النيكل.
لماذا يتشقق الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ ولكن C276 لا يتشقق؟
يتشقق الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ مثل 316L في كلوريد حامض أعلى من حوالي 60 درجة مئوية نظرًا لأن مصفوفة الكروم الحديدية - الخاصة بها تكون عرضة للتشقق الناتج عن إجهاد الكلوريد، في حين أن المصفوفة السائدة من النيكل C276 - (حوالي 57 بالمائة Ni) محصنة معدنيًا لكل من كلوريد SCC والهيدروجين - الناجم عن SSC - وبالتالي فإن آلية الفشل التي تدمر 316L ببساطة لا يمكن أن ينتشر في C276.

لفهم الفرق، قارن بين الآليتين. يتطلب كلوريد SCC في الفولاذ المقاوم للصدأ ثلاثة شروط: بنية مجهرية حساسة (أوستينيت حساس أو بارد-)، وإجهاد الشد، والكلوريدات أعلى من عتبة درجة الحرارة (يشار إليها عادةً بحوالي 60 درجة مئوية لـ 316 لتر، أقل مع ارتفاع الكلوريد أو انخفاض الرقم الهيدروجيني). يتشكل الكراك في حفرة أو شق وينتشر بين الخلايا الحبيبية. يحتوي C276 على حوالي 5-7 بالمائة فقط من الحديد و16 بالمائة كروم و57 بالمائة نيكل؛ سبائك النيكل التي تحتوي على نسبة Ni أعلى من 40-45 بالمائة تقريبًا لا تظهر Cl-SCC بنفس الطريقة، ولدى C276 على وجه الخصوص سجل خدمة طويل في البيئات الساخنة المكلورة والحمضية التي لا تحتوي على SCC.
بالنسبة إلى الهيدروجين-المستحث بالـ SSC، يفشل الكربون والفولاذ ذو السبائك المنخفضة-بسبب تجمع الهيدروجين الممتص في مارتنسيت الصلب أو عند حدود الحبوب؛ يعتبر C276 عبارة عن محلول صلب-وجه طور واحد-مكعب مركزه من النيكل الصلب، ولا يحتوي على مصيدة طور صلبة- ويمتص/ينقل الهيدروجين دون التقصف. التأثير الصافي: حيث يجب على المصمم الاختيار بين 316L وC276 للحصول على خدمة دافئة وحامضة ومكلورة، فإن C276 يزيل وضع فشل SCC بالكامل بدلاً من مجرد دفع العتبة إلى أعلى.
الجدول 2. مقارنة سلوك SCC: 316L مقابل C276 في الخدمة الحامضة
|
آلية |
316L الفولاذ المقاوم للصدأ |
هاستيلوي C276 |
|
عتبة كلوريد SCC |
فشل فوق ~ 60 درجة مئوية |
المناعة في الأساس |
|
تكسير إجهاد الكبريتيد (SSC) |
ممكن إذا كان من الصعب / HAZ |
المناعة عند <35 HRC |
|
تقصف الهيدروجين |
حساسة (الحديدية/المارتنسيتية) |
غير حساس (مصفوفة ني) |
|
الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة (SCC) |
محدودة بواسطة Cl-SCC |
محدودة بالتآكل، وليس SCC |
|
حساسية العمل البارد |
عالية (حساسية) |
منخفض (لكن حافظ على أقل من 20 بالمائة) |
|
استخدام NACE MR0175 |
مقيدة (الحدود البيئية) |
تم قبولها كـ CRA، ولا يوجد حد لـ SCC |
المصدر: NACE MR0175؛ مراجع عتبة SCC (على سبيل المثال، تقارير أداء المواد)؛ أوراق بيانات السبائك.
كيف يمكن مقارنة C276 مع CRAs الأخرى في الغاز الحامض؟
من بين السبائك المقاومة للتآكل في الغاز الحامض، يعتبر C276 خيار الطبقة العليا -المحافظة على التخفيض الشديد، والكلوريد العالي-، والتدفقات العالية-من كبريتيد الهيدروجين (H2S)؛ يغطي Inconel 625 احتياجات الأكسدة-الكلوريد والقوة- الأعلى، وتغطي السبائك 825 الحموضة المعتدلة، ويقتصر 904L/316L على الكلوريد المنخفض-، والواجب المنخفض-H2S -، لذا يتم تحديد C276 عندما تكون البيئة شديدة العدوانية بالنسبة للسبائك ذات الطبقة- الأدنى.
يعتبر الاختيار بين CRAs-قرارًا مغلفًا للتآكل. بالنسبة للغاز الحامض على وجه التحديد: 316L و904L محددان بـ SCC للكلوريد وبحفر الكلوريد (PREN الخاص بهما هو 23-26 و33-36 فقط، على التوالي)، لذلك يتم استخدامهما فقط عندما يكون الكلوريد وكبريتيد الهيدروجين منخفضين. تتعامل السبائك 825 (PREN حوالي 30) مع حمض الكبريتيك والحامض المعتدل ولكنها ليست مثالية حيث تكون الكلوريدات مرتفعة.
يعد Inconel 625 (PREN حوالي 51) ممتازًا في أكسدة-الكلوريد ومياه البحر-مثل الخدمة الحامضة ويوفر قوة أعلى، ولكن في تقليل الحمض بقوة بالإضافة إلى H2S، يعتبر C276 (PREN حوالي 68 بسبب 15-17 بالمائة Mo) متفوقًا. C22 (PREN حوالي 65) قريب جدًا من C276 وغالبًا ما يستخدم حيث تهيمن الأحماض المختلطة المؤكسدة؛ بالنسبة للهيمنة الحامضية/المخففة النقية، فإن C276 هو المعيار. يقوم الجدول أدناه بتعيين كل سبيكة إلى غلاف الخدمة الحامضة الخاص بها بحيث يمكن للمصمم تبرير اختيار C276 على بديل أرخص فقط عندما تتطلب الكيمياء ذلك حقًا.
الجدول 3. اختيار هيئة تنظيم الاتصالات لخدمات الغاز الحامض
|
سبيكة |
برين |
ملاءمة الغاز الحامض |
متى تختار |
|
316L |
23-26 |
منخفض Cl، منخفض H2S فقط |
حامض خفيف، خالٍ من-الكلوريد |
|
904L |
33-36 |
معتدل، منخفض Cl |
حامض الكبريتيك + حامض خفيف |
|
سبيكة 825 |
30 |
معتدل الحامض |
حامض + معتدل H2SO4 |
|
625 |
51 |
ارتفاع Cl، الحامض المؤكسد |
تشبه مياه البحر-قوة عالية |
|
C22 |
65 |
شديد، مختلط حامض + حامض |
المؤكسد-الكلوريد السائد |
|
C276 |
68 |
شديد ومخفض + ارتفاع نسبة كبريتيد الهيدروجين (H2S). |
تقليل الحمض + ارتفاع Cl + H2S |
المصدر: طاولات السبائك NACE MR0175؛ PREN محسوبة من الكيمياء الاسمية؛ أدلة اختيار CRA.
ما هي حدود التشغيل البيئي لـ C276 في الخدمة الحامضة؟
نظرًا لأن C276 مؤهل باعتباره CRA مع عدم وجود حد للتكسير البيئي في NACE MR0175، يتم تعيين حدود التشغيل الخاصة به في الغاز الحامض عن طريق التآكل العام والموضعي (وليس بواسطة SCC) - عادةً ما يؤدي أداءه إلى حوالي 190-230 درجة مئوية في الخدمة المائية الحامضة وإلى حوالي 400-450 درجة مئوية في الغاز الحامض الجاف، وهو ما يتجاوز نطاق درجة الحرارة حيث يفشل الفولاذ الكربوني بواسطة SSC.

بالنسبة إلى الفولاذ الكربوني والسبائك المنخفضة-، تفرض NACE MR0175 حدودًا صارمة بناءً على الضغط الجزئي لكبريتيد الهيدروجين (H2S)، ودرجة الحموضة، والكلوريد (غلاف "التكسير البيئي"). C276، باعتباره CRA، معفى من حدود SSC/SOHIC، وبالتالي يصبح الحد الحقيقي هو معدل التآكل.
في الخدمة المائية الحامضة (المياه المنتجة بكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون والكلوريدات)، يظل C276 سلبيًا ويتآكل عند أقل من 0.1 مم/سنة حتى 190-}230 درجة مئوية تقريبًا، وبعد ذلك قد يرتفع التآكل العام في الأحماض القوية. في الغاز الحامض الجاف أو غير المائي- (لا يوجد ماء حر)، يمكن أن يعمل C276 في درجات حرارة أعلى، مع حد درجة الحرارة المرتفع للسبائك- والذي تحكمه مقاومة الأكسدة/الكبريتات - حوالي 400-450 درجة مئوية في البيئات التي تحتوي على الكبريت (وتصل إلى حوالي 650 درجة مئوية في الخدمة المحدودة بالهواء).
نقطة التصميم هي: تحديد C276 لمنطقة H2S الرطبة والمكلورة والعالية - في النظام الحامض؛ بالنسبة لأجزاء المنبع الجافة والأكثر سخونة، قد تعمل السبائك المنخفضة أو C276 معًا، لكن C276 يوفر الهامش. يجب دائمًا تأكيد حدود درجة الحرارة مقابل تركيز الحمض المحدد ومستوى الكلوريد باستخدام بيانات التآكل أو الاختبار.
الجدول 4. مظروف التشغيل الإرشادي C276 في الخدمة الحامضة
|
حالة الخدمة |
الحد الإرشادي لـ C276 |
|
حمض مائي (H2S + Cl- + H2O) |
يصل إلى ~190-230 درجة مئوية، والتآكل أقل من 0.1 مم/عام |
|
الغاز الحامض الجاف (بدون مياه مجانية) |
ما يصل إلى ~ 400-450 درجة مئوية (حد الكبريتة) |
|
تركيز الكلوريد |
لا يوجد حد عملي لـ SCC؛ مقاومة الحفر لارتفاع Cl- |
|
الضغط الجزئي لغاز H2S |
مقبول (لا يوجد حد بيئي لـ CRA) |
|
الرقم الهيدروجيني |
مجموعة كاملة؛ متسامح مع درجة الحموضة المنخفضة (على عكس الفولاذ الكربوني) |
|
ثاني أكسيد الكربون |
عالي التحمل (لا توجد آلية تكسير ثاني أكسيد الكربون) |
المصدر: مظروف NACE MR0175 CRA؛ بيانات التآكل هاينز C276؛ المبادئ التوجيهية لمواد النفط والغاز.
ما هي عناصر التحكم في الصلابة والبرودة-المطبقة على C276 في الخدمة الحامضة؟
بالنسبة للامتثال لـ NACE MR0175، يجب توفير C276 في المحلول -المصلب بصلابة أقل من 35 HRC وإجمالي العمل البارد أقل من 20 بالمائة؛ تمنع عناصر التحكم هذه تكوين الطور الصلب- والإجهاد المتبقي الذي قد يؤدي، من الناحية النظرية، إلى الإضرار بمناعة SSC الجوهرية للسبائك.
على الرغم من أن C276 محصن بشكل جوهري ضد SSC-، إلا أن NACE لا يزال يفرض أغطية عمل صلبة وباردة- لأن التصنيع يمكن أن يؤدي دون قصد إلى مناطق صلبة أو إجهاد متبقي. يمكن تحقيق الحد الأقصى 35 HRC بسهولة: يقيس المحلول -المُلدن C276 عادةً 85-95 HRB، والذي يتحول إلى 15-20 HRC تقريبًا - أقل بكثير من الحد. يؤدي العمل البارد الذي يزيد عن 20 بالمائة إلى زيادة الصلابة وإدخال إجهاد الشد المتبقي، لذلك يتم تغطيته؛ أي تشكيل يتجاوز 20 بالمائة يجب أن يتبعه حل كامل يصلب لاستعادة الامتثال.
تعتبر اللحامات حالة خاصة: نظرًا لأن C276 محصن ضد التحسس، يتم قبول المنطقة الملحومة - بدون PWHT، ولكن يجب أيضًا التحقق من صلابة رواسب اللحام أقل من 35 HRC (توجد رواسب ERNiCrMo-4/10 عادةً في نطاق 85-95 HRB). يجب أن تشير مواصفات المشتريات والتصنيع بشكل صريح إلى NACE MR0175، وتتطلب اختبار الصلابة على كل من المعدن الأساسي واللحام، وتمنع العمل البارد الذي يتجاوز 20 بالمائة ما لم يتم إعادة التلدين.
جدول 5. الصلابة والبرودة-قائمة مراجعة الامتثال للعمل
|
يتحكم |
متطلبات |
كيف تم التحقق منها |
|
صلابة المعادن الأساسية |
أقل من 35 HRC |
اختبار الصلابة على مجموعة MTC/PMI |
|
صلابة رواسب اللحام |
أقل من 35 HRC |
صلابة محمولة على الغطاء + HAZ |
|
العمل البارد |
أقل من 20 بالمئة |
تشكيل الوثيقة؛ إعادة -الصلب إذا تم تجاوزه |
|
حالة |
صلب الحل |
سجل المعالجة الحرارية |
|
لا يوجد PWHT محظور |
لا يوجد علاج 600-1150 درجة مئوية |
ينص WPS على عدم وجود PWHT |
|
التحقق من مؤشر مديري المشتريات (PMI). |
قم بتأكيد UNS N10276 |
XRF على كل طول/لحام |
المصدر: NACE MR0175/ISO 15156-3؛ ASME القسم التاسع؛ خطط جودة التصنيع.
كيف يتم لحام C276 لخدمة الغاز الحامض؟
يتم لحام C276 للغاز الحامض باستخدام حشو ERNiCrMo-4 أو ERNiCrMo-10، وتطهير صارم لدعامة الأرجون (O2 أقل من 50 جزء في المليون)، وإدخال الحرارة 0.5-1.5 كيلوجول/مم، وممر داخلي أقل من 93 درجة مئوية، وعدم وجود معالجة حرارية بعد اللحام - ويجب التحقق من صلابة اللحام النهائي تحت 35 HRC للاحتفاظ بـ NACE الامتثال MR0175.

يتبع اللحام C276 للخدمة الحامضة نفس الإجراء المنضبط مثل اللحام العام C276، مع المتطلبات الإضافية المتمثلة في مسح الصلابة لإثبات الامتثال. يقوم الحشو (ERNiCrMo-4 أو ERNiCrMo-10) بترسيب معدن اللحام الذي يكون في حد ذاته مقاومًا لـ SSC ويبلغ قياسه أقل من 35 HRC، لذلك ليست هناك حاجة إلى PWHT - وهو أمر محظوظ لأن PWHT في نطاق 600-1150 درجة مئوية سيكون محظورًا على أي حال (قد يؤدي إلى هشاشة السبيكة). يعمل تطهير الأرجون الداعم (O2 أقل من 50 جزء في المليون) على حماية الجذر من الأكسدة التي قد تؤدي إلى إنشاء موقع بدء التآكل في الخدمة الحامضة.
التحكم في إدخال الحرارة يمنع هطول الأمطار بين المعادن. بعد اللحام، يتم إجراء PT (للشقوق السطحية) بالإضافة إلى RT/UT (للسلامة الداخلية) وفحص الصلابة على غطاء اللحام وHAZ للتأكد من أن المفصل يتوافق مع NACE. بالنسبة إلى لحامات خطوط الأنابيب أو خطوط التدفق، يعد WPS المؤهل لكل ASME القسم التاسع مع قبول NACE إلزاميًا، ويجب أن يوثق سجل تأهيل إجراءات اللحام (WPQR) نتائج الصلابة.
جدول 6. C276 حامض-معلمات لحام الخدمة
|
المعلمة |
متطلبات |
|
حشو معدني |
ERNiCrMo-4 أو ERNiCrMo-10 (UNS N10276 / N06059) |
|
التدريع / الدعم |
99.99 بالمئة آر؛ تطهير O2 <50 جزء في المليون |
|
مدخلات الحرارة |
0.5 - 1.5 كيلوجول/مم |
|
درجة حرارة البينية |
أقل من 93 درجة مئوية |
|
سخن |
لا أحد |
|
PWHT |
لا شيء (ممنوع 600-1150 ج) |
|
NDT |
PT + RT/UT لكل رمز |
|
فحص الصلابة |
غطاء اللحام + HAZ أقل من 35 HRC |
|
مؤشر مديري المشتريات |
قم بتأكيد قاعدة UNS N10276 والحشو |
المصدر: ASME القسم التاسع؛ نيس MR0175؛ دليل اللحام هاينز C276 H-2002.
دراسة الحالة: استبدال خط تدفق الغاز الحامض - 316L بـ C276
فشل خط تدفق الغاز الحامض المحدد أصلاً في 316L بسبب تكسير التآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد بعد 14 شهرًا في خدمة دافئة وعالية -كلوريد وعالية-H2S؛ أدى استبدال التخزين المؤقت المتأثر بـ Hastelloy C276 (UNS N10276) إلى القضاء على وضع فشل SCC وعمل دون وقوع حوادث لأكثر من 9 سنوات.
أنتج الحقل غازًا حامضًا رطبًا بنسبة 3-5 بالمائة تقريبًا من H2S، و8-10 بالمائة ثاني أكسيد الكربون، و30,000-60,000 جزء في المليون من الكلوريد في المياه المنتجة، عند درجة حرارة خط تدفق تبلغ حوالي 75-90 درجة مئوية. البكرة الأصلية 316L، على الرغم من أنها ضمن الحد البيئي NACE MR0175 على الورق، إلا أنها فشلت بسبب الكلوريد الحبيبي SCC عند أ لحام المنطقة المتأثرة بالحرارة بعد 14 شهرًا فقط، مما تسبب في حدوث تسرب وإغلاق تم احتواؤه ولكنه مكلف. أكدت التحقيقات المعدنية أن Cl-SCC كلاسيكي نشأ في حفرة.
أعاد المشغل -تحديد -التخزين المؤقت المعرض للفشل (والعديد من المواقع المشابهة) في C276 (UNS N10276)، وتصلب المحلول-، باستخدام حشو اللحام ERNiCrMo-10 والتصنيع الكامل المتوافق مع NACE-. منذ التثبيت، تراكمت بكرات C276 على مدار 9 سنوات من الخدمة بدون SCC، ولا تسربات، ومعدلات تآكل أقل من 0.05 مم/سنة عند المراقبة بالموجات فوق الصوتية. تم تبرير علاوة المواد (C276 بحوالي 12-16 ضعف تكلفة 316 لترًا للكيلوجرام الواحد) من خلال تجنب عمليات الإغلاق المتكررة ومخاطر السلامة الناجمة عن إطلاق الغاز الحامض.
المصدر: تقرير التحقيق في فشل المشغل (مجهول المصدر)؛ JN Alloy sour-أرشيف حالة الخدمة.
كيف يتم تأهيل C276 وفحصه للخدمة الحامضة؟
يعتمد تأهيل خدمة C276 sour- على تأكيد حالة المادة NACE MR0175 (المحلول-المُلدن، < 35 HRC، < 20 بالمائة من العمل البارد) بالإضافة إلى تأهيل اللحام القياسي وفقًا للقسم التاسع من ASME، مدعومًا بـ PMI، واختبار الصلابة، وNDT؛ يعد اختبار SSC الرسمي لكل NACE TM0177 اختياريًا ولكن قد يتم طلبه للخدمة الحرجة.

نظرًا لأن C276 مدرج بالفعل كـ CRA مؤهل، فإن معظم المشروعات لا تعيد -إعادة تشغيل الاختبارات المعملية لـ SSC (NACE TM0177 Method A/B) ما لم تتطلب مواصفات الشراء ذلك. مسار التأهيل الروتيني هو: (1) شهادة المطحنة (EN 10204 3.1/3.2) التي تؤكد حالة التلدين الكيميائي والمحلول UNS N10276 -؛ (2) اختبار الصلابة يؤكد أقل من 35 HRC على القاعدة واللحام؛ (3) مؤشر مديري المشتريات (PMI) يؤكد السبيكة الصحيحة على كل طول وعلى رواسب اللحام؛ (4) WPS/WPQ وفقًا للمادة التاسعة من ASME؛ (5) NDT (PT، RT/UT) وفقًا للكود الحاكم.
بالنسبة لخدمة H2S الحرجة أو العالية (على سبيل المثال، الفئة 3)، قد يطلب المشتري قسيمة اختبار TM0177 SSC تؤكد عدم حدوث تشققات بعد 720 ساعة تحت التحميل في محلول H2S القياسي - C276 الذي يجتاز هذا بسهولة. تصبح حزمة الوثائق دليلاً على امتثال NACE MR0175 لملف المعدات.
جدول 7. حامض-تأهيل الخدمة والتفتيش
|
نشاط |
الطريقة / المعيار |
قبول |
|
الكيمياء والحالة |
مطحنة MTC (EN 10204 3.1/3.2) |
UNS N10276، الحل صلب |
|
صلابة |
صلابة المحمولة أو مقاعد البدلاء |
أقل من 35 HRC |
|
مؤشر مديري المشتريات |
XRF على القاعدة + اللحام |
مباريات N10276 / حشو |
|
تأهيل اللحام |
ASME القسم التاسع WPS/WPQ |
الشد + الانحناء + الماكرو |
|
الاختبارات غير التدميرية السطحية |
PT (مخترق السائل) |
لا توجد مؤشرات خطية |
|
NDT الحجمي |
RT أو UT |
لكل ASME ثانية الثامن |
|
اختبار SSC اختياري |
NACE TM0177 (720 ساعة) |
لا تكسير |
|
فحص العمل البارد |
تشكيل السجلات |
أقل من 20 بالمئة |
المصدر: NACE MR0175؛ نيس TM0177؛ ASME القسم التاسع / الثامن؛ خطط مراقبة الجودة تلفيق.
الأسئلة المتداولة: C276 والغاز الحامض
س: هل تمت الموافقة على Hastelloy C276 لخدمة NACE MR0175 الحامضة؟
ج: نعم. تم إدراج UNS N10276 (Hastelloy C276) باعتبارها سبيكة مقاومة للتآكل - (CRA) مقبولة في NACE MR0175 / ISO 15156 الجزء 3 للخدمة الحامضة في حالة التلدين - بالمحلول. لا يوجد به حد للتكسير البيئي (SSC/SOHIC) مرتبط بالضغط الجزئي لكبريتيد الهيدروجين لأنه مقاوم بشكل جوهري. يتطلب الامتثال صلابة أقل من 35 HRC وعملًا باردًا أقل من 20 بالمائة، مع عدم وجود-معالجة حرارية بعد اللحام في نطاق 600-1150 درجة مئوية.
س: لماذا يقاوم C276 التشقق الناتج عن إجهاد الكبريتيد بينما لا يقاوم الفولاذ المقاوم للصدأ ذلك؟
ج: المحتوى العالي من النيكل في C276 (حوالي 57 بالمائة) يجعل مصفوفته محصنة ضد كل من التكسير الناتج عن إجهاد الكلوريد والتكسير الناتج عن إجهاد الكبريتيد (SSC) بالهيدروجين-. يتشقق الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ مثل 316L بواسطة كلوريد SCC عند درجة حرارة أعلى من حوالي 60 درجة مئوية ويمكن أن يصبح هشًا في الخدمة الحامضة، في حين أن محلول النيكل الصلب أحادي الطور C276 لا يدعم هذه الآليات. من حيث المجال، يزيل C276 وضع فشل SCC بدلاً من مجرد رفع العتبة.
س: هل يمكن استخدام C276 في الغاز الحامض الذي يحتوي على نسبة عالية من -H2S، والغاز الحامض عالي الكلوريد -؟
ج: نعم. إن C276 مناسب بشكل خاص للبيئات الحامضة والمكلورة والمختزلة الأكثر عدوانية - ذات الضغط الجزئي العالي لكبريتيد الهيدروجين والمياه المنتجة بالكلوريد العالي والأس الهيدروجيني المنخفض - حيث تكون 316L و904L وحتى السبائك 825 مقيدة أو تفشل. إن PREN الذي يبلغ حوالي 68 ومحتوى الموليبدينوم العالي يمنحه مقاومة للكلوريد وحصانة ضد SSC. يتم تحديد حد التشغيل عن طريق التآكل العام (حوالي 190-230 درجة مئوية في الخدمة الحامضة الرطبة)، وليس عن طريق التكسير البيئي.
س: هل يحتاج C276 إلى -معالجة حرارية لاحقة للحام من أجل الخدمة الحمضية؟
ج: لا، يجب عدم معالجة C276 بعد اللحام بالحرارة في نطاق 600-1150 درجة مئوية لأن ذلك قد يتسبب في هطول الأمطار بين المعادن. تعتبر حالة اللحام- مثالية بالفعل لمقاومة التآكل وSCC، ويقبل NACE MR0175 الوصلة الملحومة-. الشرط الوحيد هو التحقق من صلابة رواسب اللحام أقل من 35 HRC واستخدام اللحام المتوافق مع NACE (حشو ERNiCrMo-4/10، وتطهير الأرجون، وإدخال الحرارة المتحكم فيه).
س: كيف يمكن مقارنة C276 مع Inconel 625 للغاز الحامض؟
ج: كلاهما يعتبران من تصنيفات CRA الممتازة للخدمة الحامضة. يتفوق C276 (PREN حوالي 68، موليبدينوم أعلى) في بيئات حمض H2S ذات الاختزال القوي والعالي- والكلوريد العالي-، بينما يتفوق Inconel 625 (PREN حوالي 51) في أكسدة-الكلوريد ومياه البحر-مثل الخدمة الحامضة ويوفر قوة أعلى. C276 هو المعيار لتقليل-التيارات الحمضية التي يهيمن عليها-الحمض؛ غالبًا ما يتم اختيار 625 حيث تكون الأولوية للقوة الميكانيكية الأعلى أو مقاومة الكلوريد المؤكسد.
س: ما هي تكلفة علاوة استخدام C276 على 316L في الخدمة الحامضة؟
ج: يكلف C276 ما يقرب من 12 إلى 16 مرة للكيلوغرام الواحد أكثر من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L. ومع ذلك، في الخدمة الحامضة والمكلورة حيث يفشل 316L بواسطة الكلوريد SCC في غضون عام واحد-2 عامًا، يوفر C276 عمر خدمة يتراوح بين 20 إلى 30 عامًا، مما يزيل عمليات إيقاف التشغيل ومخاطر التسرب والاستبدال المتكرر. عادةً ما يفضل تحليل تكلفة دورة الحياة C276 للمناطق الحامضية الحرجة، مع حجز السبائك الأقل للأجزاء غير الحرجة من النظام.
