1. 질문: Incoloy 800과 Incoloy 825 이음매 없는 파이프의 근본적인 구성 차이점은 무엇이며 이것이 성능에 어떤 영향을 줍니까?
A:Incoloy 800과 Incoloy 825는 모두 니켈{2}}철-크롬 합금 제품군에 속하지만 구성상의 차이가 상당하며 적용 기간을 직접적으로 결정합니다.
인코로이 800(UNS N08800)명목 구성은 니켈 32.5%, 크롬 21%, 철 밸런스이며 탄소는 최대 0.10%로 제어됩니다. 그것은 미량의 몰리브덴과 구리만을 함유하고 있습니다. 이 구성은 다음에 최적화되어 있습니다.고온-강도 및 내산화성수성 내식성보다는. 높은 니켈 함량은 오스테나이트 구조를 안정화시키는 반면, 크롬은 고온에서 산화 및 침탄 저항성을 제공합니다.
인코로이 825(UNS N08825)니켈 38~46%, 크롬 19.5~23.5%, 몰리브덴 2.5~3.5%, 구리 1.5~3.0%, 티타늄 0.6~1.2%를 함유한 보다 높은 합금 등급입니다. 몰리브덴과 구리를 첨가하면 합금의 거동이 근본적으로 달라집니다. 몰리브덴은 염화물{12}} 함유 환경에서 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성을 강화하는 반면, 구리는 황산 및 인산과 같은 산 환원에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다. 용접 후 입계 부식으로부터 합금을 안정화하기 위해 티타늄이 첨가됩니다.
성능에 미치는 영향:Incoloy 800 심리스 파이프는 용광로 튜브, 석유화학 분해의 열교환기, 과열기 부품과 같은 건조하고 고온의 가스 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다.{1}} 이는 약 1800도 F(982도)까지 구조적 안정성을 유지합니다. 반대로 Incoloy 825는 적당한 온도(일반적으로 1000도 F/538도 미만)의 습하고 부식성 환경에 맞게 설계되었습니다. 황산 서비스, H2S 및 염화물이 포함된 산성 가스정, 구멍 및 응력 부식 균열이 우려되는 해수 처리 시스템에 선호되는 선택입니다.
잘못된 등급을 선택하면 조기 실패로 이어집니다. Incoloy 800을 습한 황산 환경에서 사용하면 전반적인 부식이 빠르게 발생합니다. 반대로, 화씨 1500도 이상의 에틸렌 분해로에서 Incoloy 825를 사용하면 합금이 고온 크리프 강도에 최적화되지 않기 때문에 과도한 크리프 변형이 발생합니다.-
2. 질문: Incoloy 800 및 825 이음매 없는 파이프에 적용되는 제조 공정 및 표준은 무엇입니까?
A:Incoloy 800 및 825 이음매 없는 파이프는 야금학적 무결성, 치수 정확성 및 엄격한 국제 표준 준수를 보장하는 특수 프로세스를 사용하여 제조됩니다.
제조 공정:생산은 압출되거나 뚫린 중공 쉘로 시작됩니다. 이러한 니켈 합금에 선호되는 방법은 다음과 같습니다.압출, 가열된 빌렛이 맨드릴을 사용하여 다이를 통과하여 이음매 없는 중공을 형성하는 곳입니다. 압출은 우수한 입자 흐름을 제공하고 고강도 니켈 합금의 회전 피어싱에서 발생할 수 있는 중심선 다공성을 제거합니다.- 압출 후 파이프는 중간 용액 어닐링과 함께 여러 번의 냉간 인발 또는 냉간 압연 과정을 거칩니다. 냉간 가공은 입자 구조를 개선하고, 치수 정확도를 향상시키며, 압출만으로는 달성할 수 없는 얇은 벽과 작은 직경의 생산을 가능하게 합니다. 1900~2100도(1038~1149도)의 온도에서 최종 용액 어닐링을 한 후 급속 냉각(물 담금질)하면 내식성과 연성이 복원됩니다.
주요 사양:
ASTM B407 / ASME SB407– 이음매 없는 니켈-철-크롬 합금 파이프의 표준 사양(Incoloy 800, 800H, 800HT 포함)
ASTM B423 / ASME SB423– 무봉제 니켈-철-크롬-몰리브덴-구리 합금 파이프에 대한 표준 사양(특히 Incoloy 825용)
ASTM B163 / ASME SB163– 두 합금 계열 모두를 위한 이음매 없는 응축기 및 열 교환기 튜브
ASTM B829– 니켈 합금 이음매없는 파이프에 대한 일반 요구 사항 (B407 및 B423에 대한 보충)
테스트 및 검사:인증된 파이프는 다음을 거쳐야 합니다.
화학 분석– UNS 지정 및 요소 범위 확인
인장 시험– 항복강도, 극한인장강도, 신율
수압 또는 비파괴 전기 테스트– 초음파의 경우 ASTM E213, 와전류의 경우 E426에 따름
평탄화 및 플레어링 테스트– 튜브제품의 연성을 검증하기 위한 경우
입계 부식 시험– Incoloy 825에 대한 ASTM G28에 따라 안정성 검증
차원 기준:ASTM B407 및 B423에서는 허용 오차를 지정하지만 대부분의 상업용 파이프는 다음과 같이 생산됩니다.ASME B36.19(스테인리스 강관 치수) 벽 두께 및 외경. 특별 일정(예: Sch 10S, 40S, 80S)을 사용할 수 있습니다. 구매자는 파이프가 압력 유지용인지(전체 수압 테스트 필요) 또는 비압력 용도인지 지정해야 합니다.-
3. 질문: Incoloy 825 이음매 없는 파이프가 황산 및 사워 가스 서비스에 선호되는 재료인 이유는 무엇입니까?
A:Incoloy 825 심리스 파이프는 가장 까다로운 두 가지 산업 환경인 농축 황산 처리 및 사워 가스(H2S + 염화물) 생산을 위한 선도적인 소재로 명성을 얻었습니다. 그 우수성은 신중한 합금 설계와 검증된 현장 성능에서 비롯됩니다.
황산 서비스:Incoloy 825는 넓은 농도 범위, 특히 최대 약 250도 F(121도)의 온도에서 0%~60% 농도에서 황산에 대한 탁월한 저항성을 나타냅니다. 이 메커니즘은 몰리브덴과 구리의 시너지 효과를 포함합니다. 몰리브덴은 패시브 몰리브덴산염 필름의 형성을 촉진하는 반면, 구리는 부식 가능성을 패시브 영역으로 이동시킵니다. 대조적으로, 표준 스테인리스강 316L은 부적절한 몰리브덴 함량과 구리 부족으로 인해 황산에서 급속한 공격을 받습니다. 예를 들어, 화씨 200도의 40% 황산에서 316L은 100mpy(연간 밀)를 초과하는 속도로 부식되는 반면 Incoloy 825는 일반적으로 5mpy 미만의 속도를 나타냅니다. 이러한 성능을 통해 Incoloy 825는 국부적인 희석 또는 가열로 인해 공격적인 조건이 발생할 수 있는 산 혼합 티, 이송 배관 및 저장 탱크 출구에 지정될 수 있습니다.
산성 가스 서비스(석유 및 가스 생산):황화수소(H2S), 이산화탄소, 염화물 및 황 원소를 포함하는 천연 가스는 황화물 응력 균열(SSC) 및 염화물 응력 부식 균열(SCC)을 유발하는 부식성 칵테일을 생성합니다. Incoloy 825는 다음의 요구 사항을 충족합니다.NACE MR0175 / ISO 15156신 서비스 애플리케이션의 경우. 38~46% 니켈의 조합은 염화물 SCC에 대한 저항성을 제공하고, 몰리브덴(2.5~3.5%)은 내공식성을 향상시킵니다. 균열이 발생하지 않고 보호 황화물 필름을 형성하는 합금의 능력은 저항성이 덜한 재료와 구별됩니다. 다운홀 튜빙, 표면 흐름 라인 및 가스 수집 시스템에 대한 현장 경험을 통해 Incoloy 825 심리스 파이프는 최대 100psi(0.7MPa) 이상의 H2S 부분 압력에서 SSC에 저항한다는 것을 확인했습니다.
추가 이점:Incoloy 825는 또한 인산(비료 생산에 사용되는 습식 공정 인산), 해수 및 부식성 환경에 저항합니다. 티타늄 안정화로 보장되는 용접 후 입계 부식에 대한 저항성은 용접 후 열처리 없이 현장 제작이 가능합니다. 그러나 설계자는 Incoloy 800 또는 스테인리스강 304L과 같은 고급 크롬 합금이 더 나은 성능을 발휘하는 질산과 같은 산화성이 강한 산에는 Incoloy 825를 권장하지 않는다는 점에 유의해야 합니다.
4. 질문: Incoloy 800 및 825 이음매 없는 파이프를 연결할 때 중요한 용접 요구 사항과 잠재적인 과제는 무엇입니까?
A:Incoloy 800 및 825 이음매 없는 파이프 용접에는 야금학적 거동이 크게 다르기 때문에 별도의 접근 방식이 필요합니다. 이러한 차이점을 이해하면 균열, 내식성 손실 및 조기 서비스 실패를 방지할 수 있습니다.
충전재 선택:
인콜로이 800의 경우:사용ERNiCr-3(AWS A5.14)을 표준 필러로 사용합니다. 이 67% 니켈, 20% 크롬 필러는 모재 금속의 열팽창 특성과 일치하며 우수한 고온 강도를 제공합니다-. 1500도 F(816도) 이상의 크리프 서비스의 경우,ERNiCrCoMo-1(Inconel 617)은 우수한 고온 특성으로 인해 선호될 수 있습니다.-
인콜로이 825의 경우:사용ERNiCrMo-3(인코넬 625)을 표준 필러로 사용합니다. 이 필러에는 몰리브덴과 니오븀이 포함되어 있어 모재 금속과 일치하거나 그 이상의 내식성을 제공합니다.ERNiCrMo-10(인코넬 622)은 가혹한 환경에 대한 대안입니다.
스테인레스 스틸 필러를 사용하지 마십시오(308L, 309L, 316L) 두 합금 중 하나입니다. 모재 금속을 희석하면 고온 균열이 발생하기 쉽고 내식성이 감소하는 혼합 조성이 생성됩니다.
열 입력 제어:두 합금 모두 민감화 및 입자 조대화를 방지하기 위해 낮은 열 입력이 필요합니다. 권장 매개변수는 다음과 같습니다.
최대 패스간 온도: Incoloy 800의 경우 화씨 250도(121도); Incoloy 825의 경우 화씨 200도(93도)
직조가 아닌 스트링거 비즈를 사용하십시오.
열 입력을 25~45kJ/인치(10~18kJ/cm)로 제한합니다.
가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)은 루트 패스, 특히 벽이 얇은 파이프에 선호됩니다-
용접 전 청소-:황, 인 또는 저-융점-금속(구리, 아연, 납)에 의한 오염은 고온 균열을 유발합니다. 아세톤이나 전용 스테인리스강 브러시로 용접 부위를 청소합니다. 니켈 합금 전용으로 예약된 연삭 휠을 사용하세요.-이전에 탄소강이나 저합금강에 사용되었던 휠은 절대 사용하지 마세요-.
용접후열처리(PWHT):-Incoloy 800은 일반적으로 배관의 일반적인 벽 두께에 대해 후처리를 요구하지 않습니다. 그러나 Incoloy 825는 티타늄으로 안정화되었음에도 불구하고 두꺼운 벽 부분이나 응력 부식 균열에 대한 최대 저항이 필요한 경우 1600~1700°F(871~927°)에서 응력 완화 어닐링을 적용하면 이점을 얻을 수 있습니다. 이 처리는 실제적인 제약으로 인해 현장 용접에서는 거의 수행되지 않습니다.
일반적인 결함 및 예방:
뜨거운 균열– 낮은 입열량, 깨끗한 상태, 적절한 필러 선택으로 방지
열 영향을 받는 부위의 미세 균열-– 구속력이 높은 피팅-과 과도한 희석을 피하세요.
Incoloy 825의 내식성 손실– 과열은 몰리브덴-풍부 상 침전을 유발할 수 있습니다. Interpass 온도를 엄격히 통제하십시오
항상 적절한 기계 및 부식 테스트를 통해 ASME 섹션 IX에 대한 용접 절차를 인증하십시오. Sour 서비스의 Incoloy 825의 경우 NACE TM0177에 따른 추가 테스트가 필요할 수 있습니다.
5. 질문: 어떤 특정 부식 환경에서 Incoloy 800 대신 Incoloy 825 이음매 없는 파이프를 선택해야 하며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니까?
A:Incoloy 800과 Incoloy 825 이음매 없는 파이프 중 하나를 선택하는 것은 어느 하나가 다른 것보다 "더 나은" 문제가 아니라{2}}각 등급이 근본적으로 다른 서비스 환경에 최적화되어 있습니다. 잘못된 선택은 값비싼 조기 실패로 이어집니다.
환경에 다음과 같은 경우 Incoloy 825를 선택하십시오.
황산(H₂SO₄)– Incoloy 825는 최대 250도 F(121도)의 온도에서 넓은 농도 범위(0~60%)에 걸쳐 황산에 저항하는 몇 안 되는 상용 합금 중 하나입니다. 응용 분야에는 산 재생 플랜트, 알킬화 장치 및 산세 라인이 포함됩니다. Incoloy 800은 몰리브덴이나 구리가 미미하며 황산에서 빠르게 부식됩니다.
산성 가스(H2S + 염화물)– 황화수소와 염화물 이온이 공존하는 석유 및 가스 생산에서 Incoloy 825는 NACE MR0175 요구 사항을 충족합니다. 고니켈(염화물 SCC에 저항)과 몰리브덴(공식에 저항)의 조합이 필수적입니다. Incoloy 800은 몰리브덴이 충분하지 않으며 신맛이 나는 서비스에 대해 NACE{5}}승인을 받지 못했습니다.
인산(H₃PO₄)– 습식-인산 생산(비료 산업)에서 불화물과 염화물은 공격적인 환경을 조성합니다. Incoloy 825는 일반적인 부식과 국부적인 부식에 모두 저항합니다. Incoloy 800은 권장되지 않습니다.
정체되거나 틈새가 있는 해수– 두 합금 모두 해수에 우선적으로 선택되는 것은 아니지만(수퍼 듀플렉스 스테인리스강이 선호되는 경우가 많음) Incoloy 825는 몰리브덴 함량으로 인해 Incoloy 800에 비해 우수한 내공식성을 제공합니다. 틈새가 있는 해양 분야(플랜지 조인트, 튜브--튜브시트 연결)에는 Incoloy 825를 사용하세요.
다음과 같은 환경이 포함된 경우 Incoloy 800을 선택하십시오.
고온-산화– Incoloy 800은 공기 또는 연도 가스에서 약 1800도 F(982도)까지 보호 산화크롬 스케일을 유지합니다. 크롬 함량이 낮은 Incoloy 825(800의 경우 19.5~23.5% vs. 21%, 더 중요한 것은 고온 강도에 최적화되지 않음) 크리프 저항이 낮고 1000°F(538°) 이상에서는 권장되지 않습니다.
침탄 또는 질화 분위기– 석유화학 용광로, 열처리 시설 및 암모니아 공장에서는 탄소 또는 질소 확산으로 인해 대부분의 합금이 부서집니다. Incoloy 800의 높은 니켈 함량(32.5%)은 탄소 확산성을 감소시킵니다. Incoloy 825는 니켈 함량이 높음에도 불구하고 장기간 고온에 노출된 후 바람직하지 않은 금속간 상을 형성할 수 있는 몰리브덴을 함유하고 있습니다.-
증기 메탄 개질 및 에틸렌 분해– 800H 및 800HT 변형(Incoloy 800의 하위 등급)은 개질기 튜브 및 전송 라인 교환기에 대한 업계 표준입니다. 1600~1900도(870~1040도)에서의 크리프 강도는 Incoloy 825와 비교할 수 없습니다.
적당한 온도의 중성 및 가성 염화물 용액– 염화물 SCC가 문제이지만 환원산이 없는 경우 Incoloy 800은 Incoloy 825보다 저렴한 비용으로 우수한 저항성을 제공합니다. 예를 들어 급수 히터 및 증기 발생기에서 Incoloy 800은 탁월한 실적을 보유하고 있습니다.
실제 지침:환경이 되면습하고 산성이다(특히 황산, 인산 또는 산성 가스) Incoloy 825를 선택하십시오. 환경이 다음과 같을 때뜨겁고 건조한(로 분위기, 고온-가스) Incoloy 800을 선택하십시오. 의심스러운 경우 부식 차트를 참조하고 시뮬레이션된 서비스 조건에서 테스트하는 것을 고려하십시오. 비용 차이(Incoloy 825는 일반적으로 더 높은 몰리브덴 및 구리 함량으로 인해 Incoloy 800에 비해 프리미엄을 요구함)는 특정 성능 요구 사항에 의해 정당화되어야 합니다.
