مونيل 400 الأنابيب غير الملحومةتم تصنيعه وفقًا لمعيار ASTM B165 (UNS N04400)، ويتم توفيره في 1/8 إلى 12 بوصة NPS / 6 إلى 273 مم OD عبر جداول الجدار من 5S إلى XXS، مع ضغط تصميمي يبلغ حوالي 115-130 ميجا باسكال عند انخفاض درجة الحرارة المحيطة إلى حوالي 95 ميجا باسكال عند 300 درجة مئوية و75 ميجا باسكال عند 400 درجة مئوية. يحمل أنبوب NPS 2 x SCH 80 النموذجي ما يقرب من 34-40 ميجا باسكال (5000-5800 رطل لكل بوصة مربعة) من ضغط العمل في البيئة المحيطة - وهو خيار متحفظ حيث تستبعد مياه البحر أو التآكل الحامض الفولاذ المقاوم للصدأ.
في جملة واحدة: الأنابيب غير الملحومة B165 هي الأنابيب المقاومة للتآكل-لمياه البحر والمحلول الملحي والمواد الكيميائية غير المؤكسدة-التي تقل عن 450 درجة مئوية تقريبًا، ويتم طلبها باستخدام MTC وPMI الكامل، ويتم تصنيفها بواسطة معادلة ASME B31.3 باستخدام الضغوط المسموح بها B165.
ما هو أنبوب مونيل 400 غير الملحوم وأين يتم استخدامه؟
الأنابيب غير الملحومة Monel 400 (UNS N04400) عبارة عن سبيكة من النيكل-والنحاس (حوالي 63-70 بالمائة Ni، 28-34 بالمائة Cu) مسحوبة بدون لحام، وتستخدم حيث تؤدي مياه البحر والمياه قليلة الملوحة وحمض الهيدروفلوريك والعديد من المواد الكيميائية إلى تدمير الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني.
نظرًا لأنه سلس (لا يوجد لحام طولي)، يتمتع الأنبوب بقوة موحدة ولا يوجد خطر تآكل خط اللحام - مهم في-مياه البحر ذات الضغط العالي والخدمة الحامضة. الاستخدامات النموذجية:
- البحرية:تبريد مياه البحر ومياه الإطفاء والصابورة وخطوط الحقن على السفن والمنصات البحرية.
- الكيميائية:معالجة ومعالجة الأنابيب للمحلول الملحي والأحماض الكاوية وغير المؤكسدة.
- التكرير:وحدات ألكلة HF، ومعالجة حمض الكبريتيك والهيدروكلوريك (المخفف، غير -الهوائي).
- معدات:أجسام الصمامات، وأغلفة{0}المبادل الحراري، وأنابيب الأجهزة المقاومة للتآكل.
ما الذي يحدده ASTM B165 فعليًا؟
يغطي ASTM B165 (الذي تم تنسيقه الآن باسم ASME SB-165) الأنابيب والأنابيب غير الملحومة المصنوعة من سبائك النيكل والنحاس من UNS N04400 (Monel 400) وUNS N04405، مع تحديد الكيمياء وخصائص الشد والأبعاد واختبار الأنابيب وأنابيب الضغط.
|
المعلمة B165 |
المتطلبات (ملخص) |
|
سبيكة / UNS |
N04400 (مونيل 400)، وأيضا N04405 |
|
ني + شركة |
63.0 بالمائة كحد أدنى |
|
النحاس |
28.0 - 34.0 بالمائة |
|
الحديد (الحد الأقصى) |
2.5 بالمئة |
|
ج (كحد أقصى) |
0.30 بالمئة |
|
قوة الشد (دقيقة) |
483 ميجا باسكال (70 كيلو باسكال) |
|
قوة الخضوع (دقيقة) |
172 ميجا باسكال (25 كيلو باسكال) |
|
استطالة (دقيقة) |
35 بالمائة (في 2 بوصة / 50 ملم) |
|
منتج |
الأنابيب والأنابيب غير الملحومة (بدون لحام طولي) |
|
المعالجة الحرارية |
صلب (عادة نطاق 700-900 درجة مئوية) |
B165 هي المواصفات المادية؛ تتبع الأبعاد ASME B36.10M (أحجام أنابيب الكربون/السبائك) لمعظم الأنابيب، بينما يغطي B165 أيضًا أنبوب المبادل الحراري- إلى B163. قم دائمًا بإقران B165 بمعايير تصميم الأبعاد والضغط ذات الصلة.
ما هي الأحجام والجداول المتوفرة في الأنابيب غير الملحومة Monel 400؟
تتوفر الأنابيب غير الملحومة Monel 400 عمومًا من 1/8 إلى 12 بوصة NPS (6 إلى 273 مم OD) في جداول الحائط 5S، و10S، و40S، و80S، و160، وXXS؛ عادة ما تكون الأقطار الأكبر من 12 بوصة ملحومة (أغطية B165 غير ملحومة، وأغطية B775/B619 ملحومة).
|
مصادر القدرة النووية (بوصة) |
التطوير التنظيمي (مم) |
الجدران المشتركة (SCH) |
توافر سلس نموذجي |
|
1/8 - 1 1/2 |
6 - 48 |
5S, 10S, 40S, 80S |
مخزنة بسهولة |
|
2 - 4 |
60 - 114 |
5S، 10S، 40S، 80S، 160، XS |
مخزنة بسهولة |
|
6 - 8 |
168 - 219 |
5S، 10S، 40S، 80S، XS |
شائع، بعض المهلة الزمنية |
|
10 - 12 |
273 |
40S، 80S، XS |
النظام، الرصاص أطول |
|
>12 (ملحومة) |
323+ |
لكل المواصفات |
استخدم B775/B619 ملحومة |
ملحوظة: الأنابيب غير الملحومة التي يزيد طولها عن 12 بوصة تصبح نادرة ومكلفة؛ بالنسبة للخطوط الكبيرة، يعتبر مونيل 400 الملحوم (ASTM B775 / B619) مع التصوير الشعاعي بنسبة 100 بالمائة هو البديل العملي. تخزن JN Alloys NPS 1/2-8 بأحجام ومصادر أكبر أو ذات جدران ثقيلة عند الطلب.
ما هي الضغوط المسموح بها وتصنيفات الضغط؟
باستخدام ASME B31.3 مع الضغوط المسموح بها B165، يتم تصنيف الأنابيب غير الملحومة Monel 400 بحوالي 115-130 ميجا باسكال عند إجهاد التصميم في البيئة المحيطة، وتنخفض إلى حوالي 95 ميجا باسكال عند 300 درجة مئوية و75 ميجا باسكال عند 400 درجة مئوية؛ مثال عملي لـ NPS 2 SCH 80 يعطي ما يقرب من 34-40 ميجا باسكال (5000-5800 رطل لكل بوصة مربعة) ضغط عمل في البيئة المحيطة.
|
درجة الحرارة (درجة مئوية) |
الإجهاد المسموح به (ميجا باسكال، ممثل) |
الضغط المسموح به (ksi، تقريبًا) |
|
20 |
115 - 130 |
16.7 - 18.9 |
|
100 |
110 - 125 |
16.0 - 18.1 |
|
200 |
105 - 118 |
15.2 - 17.1 |
|
300 |
95 - 108 |
13.8 - 15.7 |
|
400 |
75 - 88 |
10.9 - 12.8 |
|
450 |
60 - 72 |
8.7 - 10.4 |
هذه هي قيم الفحص الهندسي التي تم تجميعها من مجموعات بيانات ASME II-D / B31.3 النموذجية لـ N04400. يجب أن يستخدم التصميم النهائي إصدار ASME الحالي وبدل واضح للتآكل.
كيف تحسب ضغط العمل لحجم معين؟
استخدم طوق ASME B31.3 - معادلة الإجهاد t=P*D / (2*(S*E + P*Y)) واقلبها لـ P؛ بالنسبة لأنابيب الجدار الرقيقة-، يكون التقريب الجيد هو P=2*S*t / D، حيث S هو الضغط المسموح به B165، وt هو سمك الجدار، وD هو القطر الخارجي.
مثال عملي - NPS 2 SCH 80 Monel 400 عند 20 درجة مئوية:
المدخلات:القطر الخارجي=60.3 مم؛ SCH 80 جدار ر=5.54 ملم.
ضغط:S=120 MPa (مسموح بالممثل).
نتيجة:P تقريبًا=2 * 120 * 5.54 / 60.3=22.0 ميجا باسكال للجدار الرقيق؛ بما في ذلك العامل B31.3 Y ونسبة D/t يعطي ضغط عمل حوالي 34-40 ميجا باسكال (5000-5800 رطل لكل بوصة مربعة) في البيئة المحيطة بكفاءة مشتركة قياسية.
أضف دائمًا بدل التآكل (عادةً 1.5-3 مم في مياه البحر) إلى الحد الأدنى المحسوب للجدار قبل الطلب، وتأكد من ذلك مع مهندس إجهاد الأنابيب للنظام الفعلي.
كيف يمكن مقارنة أنابيب Monel 400 مع 316L و904L وInconel 625؟
يتفوق Monel 400 على 316L و904L بشكل حاسم في مياه البحر والعديد من الأحماض غير المؤكسدة-، ولكن 625 يفوز عندما يتطلب الأمر تكسير إجهاد الكلوريد- أو قوة عالية أو درجة حرارة عالية جدًا؛ 400 هو خيار التآكل-الفعال من حيث التكلفة عند درجة حرارة أقل من 450 درجة مئوية تقريبًا.
|
مادة |
أونس |
تآكل مياه البحر |
قوة |
الحد الأقصى لدرجة الحرارة المفيدة (تقريبًا) |
التكلفة النسبية (الأنابيب) |
|
316 لتر إس إس |
S31603 |
ضعيف (SCC، تأليب) |
قليل |
~425 درجة مئوية |
0.4 - 0.6x |
|
904 لتر إس إس |
N08904 |
معتدل |
منخفض-متوسط |
~300 درجة مئوية |
0.8 - 1.0x |
|
مونيل 400 |
N04400 |
ممتاز |
معتدل |
~450 درجة مئوية |
1.0x (خط الأساس) |
|
إنكونيل 625 |
N06625 |
ممتاز + قوة عالية |
عالي |
~650 درجة مئوية |
2.5 - 3.5x |
قاعدة الاختيار: اختر 400 للتآكل-أول خطوط مياه البحر/الكيماويات؛ اختر 625 فقط عند الحاجة إلى قوة عالية، أو إجهاد الكلوريد-كسر المناعة، أو درجة الحرارة أعلى من 450 درجة مئوية.
هل يعتبر أنبوب Monel 400 مقبولًا لخدمة الغاز الحامض-(H2S)؟
نعم - Monel 400 عبارة عن سبيكة نحاس -محلولة من النيكل- صلبة بدون تصلب، لذا فهي محصنة ضد تشقق الكبريتيد-الإجهاد-ومقبولة بموجب NACE MR0175 / ISO 15156 لخدمة H2S بدون غطاء صلابة، على عكس العمر -K500.
- مناعة SSC:لا يعني عدم وجود مارتنسيت أو آلية تصلب عدم وجود خطر SSC من السبيكة نفسها.
- حالة NACE:تم إدراجها باعتبارها سبيكة مقاومة للتآكل-مناسبة للبيئات الحامضية وفقًا لـ NACE MR0175.
- الحد الحقيقي:الحد الرئيسي للواجب الحامض هو حفر الكلوريد الخارجي في مياه البحر الهوائية، ويتم تخفيفه من خلال التصميم والطلاءات.
إذا كان الخط يحتاج أيضًا إلى قوة عالية وخدمة عالية الجودة، فإن -الصلب K500 (مثبت على الطراز القديم).<=35 HRC) or 625 are alternatives; for straight corrosion piping, 400 is the simplest compliant choice.
ما هي ممارسات اللحام والتصنيع المطبقة على أنابيب Monel 400؟
أنبوب Weld Monel 400 المزود بحشوة من النحاس والنيكل- (ERNiCu-7 / ENiCu-7)، يبقيه نظيفًا وخاليًا من تلوث الفولاذ الكربوني، ويصلب بعد التشكيل الثقيل؛ لا يلزم التسخين المسبق عمومًا لأن السبيكة غير قابلة للتصلب.
- حشو:يتوافق AWS A5.14 ERNiCu-7 أو A5.11 ENiCu-7 مع الكيمياء الأساسية ويحافظ على مقاومة التآكل.
- نظافة:يسبب التلوث بالزيوت والشحوم والحديد المسامية وعيوب اللحام؛ تنظيف باستخدام أدوات الصف-غير القابل للصدأ.
- تصلب العمل:عمل المونيل-يصبح أكثر صلابة؛ استخدم أدوات حادة وسرعات أبطأ وإعدادات صلبة عند التشغيل الآلي أو الثني.
- نشر-نموذج:بالنسبة للانحناءات الضيقة،-يعمل تخفيف الضغط على التلدين (حوالي 550-650 درجة مئوية) بعد التشكيل لاستعادة الليونة.
- التسخين المسبق/PWHT:غير مطلوب (غير -قابل للتصلب)، ولكن قم بإزالة الضغوط المتبقية للبكرات الكبيرة المصنعة إذا كان ذلك محددًا.
ما هي الاختبارات والوثائق التي يجب أن تحتاجها؟
تتطلب شهادة اختبار المواد EN 10204 3.1 (أو 3.2) تقريرًا عن الكيمياء والشد، بالإضافة إلى تحديد هوية المواد الإيجابية (PMI)، والاختبار الهيدروستاتيكي، وبالنسبة للخطوط الحرجة، الفحص الشعاعي أو بالموجات فوق الصوتية للحامات.
|
وثيقة / اختبار |
لماذا يهم |
|
ام تي سي 3.1 / 3.2 |
يثبت أن الكيمياء والشد UNS N04400 يلبيان B165 |
|
مؤشر مديري المشتريات |
يؤكد نسبة Ni/Cu عند الوصول، ويمنع الاستبدال |
|
اختبار الهيدروستاتيكي |
يتحقق من سلامة الضغط للأنبوب |
|
تيار إيدي / UT (أنبوب) |
اكتشف اللحامات واللفات في أنبوب المبادل الحراري-. |
|
تجربة الاقتراب من الموت من اللحامات (RT/UT) |
ضمان المكبات الحرجة |
|
فحص السطح |
لا الكربنة أو التلوث من تشكيل |
ما هي مزايا التآكل الرئيسية لأنابيب Monel 400؟
يقاوم أنبوب Monel 400 مياه البحر المتدفقة ورذاذ الملح بشكل أفضل من أي فولاذ مقاوم للصدأ، ويتحمل الهيدروفلوريك والعديد من الأحماض غير المؤكسدة-، ويظل مرنًا حتى درجات الحرارة المبردة - مما يجعله مادة تآكل متعددة-.
- مياه البحر:عقود من الخدمة في أنظمة مياه البحر الخاصة بالسفن والمنصات مع تآكل لا يذكر.
- الأحماض / القلويات:مقاومة جيدة لـ HF، وH2SO4/HCl المخفف (غير -) والمواد الكاوية.
- المبردة:يحتفظ بالصلابة حتى -200 درجة مئوية، وهو مناسب للغاز الطبيعي المسال والأنابيب المبردة.
- لا يوجد SCC:لا يتشقق إجهاد الكلوريد-مثل الفولاذ الأوستنيتي في مياه البحر الدافئة.
ما هي حدود وأنماط الفشل لأنبوب المونيل 400؟
وتتمثل الحدود الرئيسية في ضعف الأداء في الأحماض المؤكسدة (النيتريك والكبريت الهوائي القوي)، و-خطر التآكل فقط في الظروف القاسية، وحفر الكلوريد في مياه البحر الهوائية/الراكدة؛ التصميم الجيد واختيار السبائك حول هذه الأمور يتجنب الفشل.
|
الحد / الفشل |
سبب |
التخفيف |
|
تأليب (مياه البحر الغازية) |
محلول ملحي راكد غني بـ O2 |
تصميم التدفق والطلاءات وتجنب الشقوق |
|
هجوم مؤكسد-بالحمض |
HNO3، H2SO4 الغازي الساخن |
استخدم سبيكة 625 أو عالية-Ni Cr-Mo بدلاً من ذلك |
|
التآكل الجلفاني |
مقرونة بالفولاذ الكربوني |
عزل واستخدام السبائك المتوافقة |
|
تقصف الهيدروجين |
قوة عالية-للعمل البارد في H2 |
السيطرة على العمل البارد. 400 غير-قابل للتصلب |
|
الزئبق / هجوم معدني منصهر- معين |
سوائل عملية محددة |
يتجنب؛ المواد غير مناسبة |
ما هي المعايير المصاحبة التي تنطبق على أنظمة أنابيب Monel 400؟
بعد B165 للأنابيب، استخدم ASTM B164 (قضيب/قضيب)، B127 (لوحة)، B163 (أنبوب مبادل حراري)، B775/B619 (أنبوب ملحوم)، B564 (المطروقات)، وASME B31.3 لتصميم الضغط، مع NACE MR0175 للخدمة الحامضة.
|
معيار |
نِطَاق |
|
أستم B165 / SB-165 |
الأنابيب والأنابيب غير الملحومة Monel 400 (محور هذه المقالة) |
|
أستم B163 |
مكثف وأنبوب مبادل حراري-غير ملحوم |
|
أستم B164 |
قضيب وشريط |
|
أستم B127 |
لوحة، ورقة، قطاع |
|
أستم B775 / B619 |
الأنابيب الملحومة (قطر كبير) |
|
أستم B564 |
المطروقات (الفلنجات والتجهيزات) |
|
أسم B31.3 |
عملية تصميم ضغط الأنابيب |
|
NACE MR0175 / ISO 15156 |
قبول الخدمة -مزعج |
الأسئلة المتداولة حول الأنابيب غير الملحومة Monel 400
يغطي B165 (ASME SB-165) الأنابيب والأنابيب غير الملحومة المصنوعة من سبائك النيكل والنحاس من UNS N04400 (Monel 400) وN04405، مع تحديد الكيمياء وخصائص الشد والأبعاد والاختبار.
ما هي الأحجام التي تأتي بها الأنابيب غير الملحومة Monel 400؟
عادةً 1/8 إلى 12 بوصة NPS (6 إلى 273 مم OD) في الجداول من 5S إلى XXS؛ يتم استخدام الأنابيب الملحومة التي يزيد قطرها عن 12 بوصة (B775/B619).
ما هو تصنيف الضغط لأنبوب Monel 400؟
يبلغ الإجهاد التصميمي حوالي 115-130 ميجا باسكال في البيئة المحيطة، وينخفض إلى حوالي 75 ميجا باسكال عند 400 درجة مئوية؛ يحمل أنبوب NPS 2 SCH 80 ما يقرب من 34-40 ميجا باسكال (5000-5800 رطل لكل بوصة مربعة) في البيئة المحيطة بواسطة معادلة B31.3.
هل أنبوب Monel 400 مناسب لخدمة H2S الحامضة؟
نعم. وباعتبارها سبيكة محلول - صلبة فهي محصنة ضد التشقق الناتج عن إجهاد الكبريتيد ومقبولة بموجب NACE MR0175 بدون غطاء الصلابة؛ الحد الحقيقي هو تأليب الكلوريد الخارجي في مياه البحر الهوائية.
ما الحشو المستخدم في لحام أنابيب Monel 400؟
حشوة النحاس والنيكل- ERNiCu-7 أو ENiCu-7، مع نظافة صارمة لتجنب المسامية والتلوث.
كيف يمكن مقارنة أنبوب Monel 400 مع 316L؟
400 يقاوم مياه البحر والعديد من-الأحماض غير المؤكسدة بشكل أفضل بكثير من 316L ويتجنب التشقق الناتج عن إجهاد الكلوريد، بتكلفة تبلغ ضعفي تكلفة المادة تقريبًا؛ يظل 316L مخصصًا للخدمة الخفيفة أو الجافة أو التي تعتمد على التكلفة-.
