Super Duplex 2507 kinnitusdetailide valik: poltide materjalid, mis ühilduvad S32750 äärikutega

A super duplex S32750 äärikon ainult nii töökindel, kui seda koos hoiavad poldid - ja poltidega ühendamine on just see koht, kus paljud muidu hästi-spetsiifilised duplekstorusüsteemid tekitavad oma esimesed korrosiooniprobleemid. Poldid on väikesed, keermega-pingega ja neid on pärast ääriku materjali hoolikat valimist lihtne alla-määratleda.

Selles juhendis selgitatakse, millised poldimaterjalid S32750 äärikutega tegelikult ühilduvad, miks galvaanilise ja korrosioonikindluse{1}}vastavus on nii kinnitusdetailide kui ääriku enda jaoks oluline ning kuidas määrata poltidega, mis ei muutuks muidu esmaklassilise torustiku nõrgaks lüliks.

Miks on poltide materjali valik S32750 süsteemide jaoks sama oluline kui ääriku materjal?

Poltide materjal on sama oluline kui ääriku materjal, sest poldid on väiksemad, keermestatud -pingestatud komponendid, mille ristlõikepindala on palju väiksem enne purunemist, seega võib korrosiooniga -mittevastav polt puruneda palju enne, kui äärik ise oluliselt halveneb, - muutes hoolikalt määratletud superduplekssüsteemi selliseks, mille nõrk, peidetud koht on kergesti nähtav.

Äärikul on märkimisväärne puistematerjal ja suhteliselt suur sile pind võrreldes sellega kantavate koormustega, mis annab sellele tõelise korrosioonivaru enne, kui probleem muutub konstruktsiooniliselt oluliseks. Seevastu polt kannab kogu oma tõmbekoormust läbi suhteliselt väikese ristlõike-, mis väheneb veelgi keermejuures, kus pinge koondub -, mis tähendab, et isegi tagasihoidlik lokaalne korrosioon või keermejuures tekkiv auk võib oluliselt vähendada poldi koormuse-kandevõimet tunduvalt enne, kui võrreldav korrosioon puudutaks ääriku korpust.

Just seetõttu väärivad suure jõudlusega äärikumaterjalide (nt S32750) poltide spetsifikatsioonid samasugust teadlikku insenertehnilist tähelepanu kui ääriku materjal ise, selle asemel, et vaikimisi kasutada standardset poldiklassi lihtsalt seetõttu, et see ühildub ääriku surveklassiga paberil.

Millised poltide materjalid on S32750 superdupleksäärikute jaoks tavaliselt ette nähtud?

Nikkel{0}}põhine sulam 625 on S32750 äärikühenduste jaoks kõige sagedamini määratletud esmaklassiline poldimaterjal, millel on vastavad superduplekspoltid ja vanusega -karastavad austeniitklassid, nagu A286, olenevalt konkreetsetest hooldus- ja tugevusnõuetest, samas kui standardne 316-tüüpi austeniitset kloriidpoltidega ei ole üldiselt piisav.

Tavaliste poldimaterjalide valikute võrdlus ja nende kokkulangevus S32750 ääriku vastu:

Tabel 1. S32750 superduplekssete äärikühenduste jaoks levinud poldimaterjalide valikud. Tegelik poltide valik tuleks alati kinnitada kehtivate torustiku spetsifikatsioonide, ASME B16.5/B16.47 poltide nõuete ja mis tahes projektispetsiifilise korrosiooni või hapu{6}}teenuse kriteeriumide, mitte ainult üldiste viitejuhiste alusel.

Miks on sulam 625 eelistatud poltide valik superdupleksäärikute jaoks?

Alloy 625 on eelistatud S32750 äärikupoltide jaoks, kuna selle kõrge nikli-, kroomi- ja molübdeenisisaldus annab sellele kloriidi- ja pragude korrosioonikindluse, mis on võrreldav ääriku materjaliga või ületab selle, pakkudes samal ajal paremat vastupidavust vesiniku rabedusele kui mitmed alternatiivsed kõrge -kaitsega või eriti tugevad materjalid poltidega kaitstud keskkonnas.

Alloy 625 korrosioonikindlusprofiil muudab selle superdupleksäärikute jaoks loomulikuks paariks: selle asemel, et olla ühenduses korrosiooni{1}}piiravaks komponendiks, vastab Alloy 625 polt üldiselt ääriku enda vastupidavusele punkti- ja praokorrosioonimehhanismidele, mis on kõige olulisemad kloriidi- ja mereäärsetes teenustes.{3}}

Lisaks töötlemata korrosioonikindlusele on Alloy 625-l tööstusharu väljakujunenud kogemus nõudlikes poltidega kinnitamises ning see on saadaval mitmesugustes kuumtöödeldud tugevustingimustes, mis sobivad erinevatele rõhu- ja koormusnõuetele, andes inseneridele paindlikkuse kohandada poltide tugevust konkreetse ääriku reitinguga, ilma et see kahjustaks korrosioonivõimet. See korrosioonikindluse, tugevuse paindlikkuse ja dokumenteeritud välijõudluse kombinatsioon on põhjus, miks Alloy 625-st on saanud midagi lähedast vaikimisi esmaklassilisele poldivalikule superdupleks- ja muude kõrge -sulamist äärikühenduste jaoks avamere- ja meretorusüsteemides.

Mis on galvaaniline ühilduvus ja miks on see dupleksääriku poltide jaoks oluline?

Galvaaniline ühilduvus viitab sellele, kui sarnased on kaks erinevat metalli oma elektrokeemiliselt kõrgelt, kui need on ühendatud elektrolüüdis, näiteks merevees või niiskes kloriidi{0}}kandvas õhus, ning see on oluline dupleksääriku poltidega kinnitamisel, sest halvasti sobitatud sidumine võib põhjustada vähem nooblis komponendi - sageli poldi ja eelistatavalt selle väiksemat suurust {{rod2}}, arvestades selle väiksemat suurust {{rod2}}.

Kokkuvõte tavalistest poltide{0}}ja-ääriku paaridest ning nende galvaanilistest mõjudest:

Tabel 2. Tüüpiline galvaanilise ühilduvuse võrdlus tavaliste poldimaterjalide jaoks, mis on seotud S32750 superdupleksäärikuga.

Põhimõte on arusaadav: kui kaks erinevat metalli on elektriliselt ühendatud juhtivas, niiskes või sukeldatud keskkonnas, kipub vähem vääris (anoodsem) metall eelistatavalt korrodeeruma, kaitstes selle arvelt väärismetalli.

Kuna poldi väiksem ristlõige- ja keerme-juure pinge kontsentratsioon muudab selle juba haavatavamaks mis tahes koguse korrosiooni suhtes kui põhiäärik, siis korrosioonikindla -üllase ääriku materjali, nagu S32750, sidumine vähem õilsa poldi materjaliga suunab tõhusalt galvaanilise rünnaku, mis võib kaotada kõige vähem ühe komponendi Vältimiseks on valitud sulam 625 ja sobiv superduplekspolt.

Kas standardseid 316 roostevabast terasest polte tuleks kunagi kasutada S32750 äärikutel?

Standardseid 316--tüüpi roostevabast terasest polte ei soovitata üldiselt kasutada S32750 äärikühenduste jaoks agressiivse kloriidi või avamere teeninduse korral, kuna 316 oluliselt madalam PREN muudab selle nii korrosioonikindluse mittevastavuseks kui ka galvaaniliselt ebasoodsa sidumise superdupleksäärikuga võrreldes.

316 roostevabast terasest PREN, tavaliselt vahemikus umbes 24–26, jääb tunduvalt alla S32750 PREN-i (umbes 40–43), mis tähendab, et 316 poltidega on nii korrosioonikindluse -nõrk koht kui ka vähem üllas, galvaaniliselt ebasoodsas olukorras olevate komponentide kombinatsioon. Ühenduse komponentide kombinatsioon {{8) Tõeliselt leebe, madala-kloriidisisaldusega, hästi-kontrollitud siseteenuste puhul ei pruugi see ebakõla kunagi praktiliselt oluliseks muutuda ja kulude tõttu on mõnikord sellistes piiratud kontekstides endiselt ette nähtud standardne poltidega kinnitamine.

Kuid avamere-, mere- või protsessikloriiditeenuste puhul, kus S32750 on tavaliselt ette nähtud, õõnestab standardne 316 poltidega suur osa korrosioonikindluse põhjendusest, mis õigustas superdupleksääriku materjali valimist, ja esmaklassiline poltidega (sulam 625, sobiv dupleks-kõrge või mõni muu valik) inseneri valik.

Kuidas mõjutab Sour Service (H2S) superdupleksäärikute poltide materjali valikut?

Vesiniksulfiidi sisaldav hapu teenus kehtestab poltidega materjalide kõvaduse ja mõnel juhul tugevuspiirangud selliste standardite kohaselt nagu NACE MR0175/ISO 15156, mis tähendab, et hapude S32750 süsteemide poltide valik tuleb kvalifitseerida konkreetselt nende piiride järgi, mitte pidada vastuvõetavaks ainult üldise korrosioonikindluse alusel.

Vesiniksulfiidkeskkondades on sulfiidpingest tingitud pragunemise ja vesiniku rabestumise oht – mehhanismid, mis muutuvad tõenäolisemaks, kui materjali tugevus ja kõvadus suurenevad; just seepärast nõuavad mitmed niklisulamid, mida tavaliselt kasutatakse tugevate{0}}poltide jaoks, sealhulgas teatud vanused-karastavad klassid, spetsiifilisi kuumtöötlemistingimusi ja kõvaduse kontrollimist, et saada hapu -teenuse kvalifikatsioon.

Näiteks sulamil K-500 on dokumenteeritud ajalugu vesinik-seotud pragunemise tõrgete kohta mõnes avamere hapu ja katoodkaitstud teenuses, mistõttu paljud operaatorid on seda ettevaatusega määranud või vältinud seda kriitilistes poltidega rakendustes, eelistades alternatiive, millel on järjepidevama hapu{6}}teenindusregister, nt Alloy tingimused2. Mis tahes S32750 ääriku poltidega kinnitamise rakenduse puhul, mis hõlmab haputeenust, on konkreetse poldimaterjali, kuumtöötlemise seisukorra ja kõvaduse taseme kinnitamine kehtiva hapuhooldusstandardi suhtes kohustuslik samm, mitte valikuline täpsustamine.

Kas 2507 ise saab kasutada poldimaterjalina?

Jah, superdupleksvarraste materjali (UNS S32750/S32760) saab kasutada poldimaterjalina ja see tagab äärikuga otsese korrosioonikindluse, kuid see nõuab hoolikat tähelepanu tootmisele (keerme rullimine versus lõikamine), tugevusklassi valikule ja vesinikuga seotud kaalutlustele katoodkaitsega või happelise töötluse puhul.

Sobiva superdupleksmaterjali kasutamine nii ääriku kui ka poltide jaoks on ilmne: puudub korrosioonikindluse -lahknevus ega galvaanilise ühilduvuse küsimus, mida lahendada, kuna mõlemal komponendil on põhiliselt sama sulami keemia.

Praktikas mõjutavad mitmed kaalutlused, kas see on antud rakenduse jaoks parim valik: dupleksvarraste kõrge tugevus ja töö{0}}kõvenemiskäitumine (mis on põhjalikumalt käsitletud teistes duplekstöötluse tehnilistes juhendites) võib muuta keerme valmistamise nõudlikumaks kui nikli-sulamist või standardsete roostevaba poltide ja dupleksmaterjalide puhul, nagu mitmed muud hüdrotugevuse, kõrge tugevuse{2}kindluse hindamiseks{2} vastuvõtlikkus katoodkaitsega veealuses või haputeenistuses. Paljude avamereprojektide puhul on need praktilised kaalutlused osa sellest, miks sulam 625 on muutunud vähemalt sama tavaliseks kui sobitamine duplekspoltidega, kuigi sobitamine pakub kontseptuaalselt lihtsat korrosioonikindluse{5}}vastust.

Kuidas peaksid insenerid määrama S32750 äärikühenduste jaoks poltide kinnitamise?

Insenerid peaksid määrama S32750 ääriku poltide tegeliku hoolduskeskkonna - kloriidiga kokkupuute, hapu hoolduse oleku, katoodkaitse olemasolu ja nõutava tugevusklassi - alusel, mitte kasutama vaikimisi standardset poltide tabeli kirjet, ning dokumenteerima konkreetse materjali, seisukorra ja kohaldatava kvalifitseerimisstandardi selgesõnaliselt torustiku spetsifikatsioonis.

Praktiline spetsifikatsioonide kontroll-loend:

1. Iseloomusta tegelikku teeninduskeskkonda- kloriidiga kokkupuute raskusaste, hapu (H2S) olek ja see, kas süsteem on katoodkaitsega -, mis on peamine sisend poltide materjali valikul, mitte ainult ääriku rõhu-temperatuur.

2. Vaikimisi Alloy 625 või muu kvalifitseeritud kõrg{2}}sulamist poldimaterjalavamere-, mere- või agressiivsete kloriidide teenuste jaoks, mitte standardsete austeniitpoltide klasside jaoks, mis on mõeldud leebemateks keskkondadeks.

3. Kinnitage selgelt hapu -teenuse kvalifikatsioonNACE MR0175/ISO 15156 vastu, kus kehtib kokkupuude H2S-ga, sealhulgas valitud poldimaterjali spetsiifilised kuumtöötlustingimused ja kõvaduse piirid.

4. Kontrollige galvaanilist ühilduvustvalitud poltide ja äärikumaterjalide vahel, käsitledes olulist ebakõla pigem disainilipuna kui vastuvõetava lihtsustusena.

5. Dokumendi tugevusklassi ja pöördemomendi nõudedsõnaselgelt konkreetse poldimaterjali ja valitud seisukorra kohaldatava koodi (nt ASME B16.5 või B16.47) järgi, kuna sama nimisulami erinevatel kuumtöödeldud tingimustel -võivad olla oluliselt erinevad tugevushinnangud.

Korduma kippuvad küsimused

Kas mutrite ja seibide materjali osas kehtivad samad kaalutlused kui poltide puhul?

Jah, eriti - mutrid peaksid üldiselt sobima poldi materjaliga või olema sellega ühilduvad samadel korrosiooni- ja galvaanilistel põhjustel, mida on kirjeldatud kogu käesolevas juhendis, ning seibid, kui neid kasutatakse, tuleks valida samade keskkonna- ja ühilduvuskaalutlustega, mitte käsitleda neid väikese lisaseadmena.

Kas sulamist 625 poltide kasutamine välistab ühenduse korrosioonivaru vajaduse?

Hästi sobitatud-korrosioonikindla-poldimaterjali valimine - ei vähenda riski, kuid ei välista standardsete projekteerimistavade, sealhulgas sobiva pöördemomendi spetsifikatsiooni, tihendi valimise ja perioodilise kontrollimise väärtust, eriti kriitiliste või ohutusega seotud-äärikühenduste puhul.

Kas sobiva poltmaterjali asemel saab kasutada isoleerivaid tihendeid või hülssi?

Isolatsioonikomplektid (isolatsioonitihendid, hülsid ja seibid) võivad lahendada galvaanilise sidumise, katkestades erinevate metallide vahelise elektrilise järjepidevuse, ja seda lähenemisviisi kasutatakse mõnikord spetsiifilistel tehnilistel põhjustel, kuid see ei käsitle poldimaterjali enda ebapiisavat korrosioonikindlust protsessi või ümbritseva keskkonna suhtes, mis on galvaanilisest sidumisest eraldiseisev.

Kas Alloy 625 poldid on oluliselt kallimad kui tavalised roostevabast terasest poldid?

Jah, üldiselt - Alloy 625 kõrge nikli- ja molübdeenisisaldus muudab selle oluliselt kulukamaks kui tavalised austeniitsed poltidega, mis on kooskõlas sulami maksumuse põhimõtetega, mida on käsitletud teistes niklisulami hinnakujunduse tehnilistes juhendites; see lisatasu on põhjendatud kaalumisfaktor, kuid see on tavaliselt väike, võrreldes kriitilise avamere- või kõrgsurveteenistuse planeerimata poltide rikke kuludega.

Kas ülaosa ja merealuse S32750 äärikühenduste jaoks tuleks poltide materjal määrata erinevalt?

Tihti jah - merealused ja katoodkaitstud ühendused toovad kaasa katoodkaitsevoolust tingitud vesiniku rabestumise kaalutlusi, mis on pealtpoolt olevate ühenduste puhul vähem olulised, nii et poltide materjali ja seisukorra valikul tuleks arvesse võtta konkreetset teeninduskohta ja kaitseskeemi, selle asemel, et kohaldada vaikimisi identseid spetsifikatsioone ülemise ja veealuste süsteemide puhul.