Aukšto slėgio, aukštos temperatūros flanšų vadovas: medžiagos ir konstrukcija ekstremalioms sąlygoms

Aukšto slėgio, aukštos temperatūros (HPHT) flanšai yra skirti naudoti aukštesnėje nei 900°F temperatūroje ir (arba) Class 900 ir aukštesnėse klasėse. Šios ekstremalios sąlygos reikalauja legiruotojo plieno medžiagų, specialiai sukurtų atsparumui šliaužimui, oksidacijai, vandenilio poveikiui ir šiluminiam nuovargiui. Tinkamas HPHT flanšų parinkimas apsaugo nuo katastrofiškų gedimų dėl šliaužimo lūžio ir kitų aukštos temperatūros degradacijos mechanizmų.

HPHT flanšai yra suprojektuoti atlaikyti atšiauriausias eksploatavimo sąlygas energetikos, naftos perdirbimo hidroprocesuose ir naftos chemijos krekingo įrenginiuose. Jiems reikalingos medžiagos, kurios išlaiko mechaninį stiprumą esant temperatūroms, kuriose anglinis plienas greitai praranda stiprumą ir sugenda. Projektuojant reikia atsižvelgti į šliaužimo deformaciją, įtempių lūžį, šiluminį plėtimąsi ir aukštos temperatūros vandenilio poveikį. Standartiniai anglinio plieno flanšai netinka HPHT eksploatacijai; tik legiruotasis plienas ir nikelio pagrindu pagamintos medžiagos gali užtikrinti reikiamą aukštos temperatūros stiprumą ir atsparumą aplinkos poveikiui.

Yra keletas chromo-molibdeno ir pažangių lydinių rūšių, tinkamų HPHT flanšų naudojimui, kiekviena iš jų suteikia skirtingą aukštos temperatūros našumą:

Medžiaga	Specifikacija	Maksimali temperatūra	Pagrindinės charakteristikos	Pagrindinė paskirtis
1-1/4Cr-1/2Mo	ASTM A182 F11	1100°F	Vidutinis atsparumas šliaužimui, geras suvirinamumas	Garo vamzdynai, šildytuvų vamzdžiai
2-1/4Cr-1Mo	ASTM A182 F22	1100°F	Atsparus vandenilio poveikiui, geras atsparumas šliaužimui	Hidroprocesų reaktoriai
9Cr-1Mo-V	ASTM A182 F91	1200°F	Didelis atsparumas šliaužimui, puikus atsparumas oksidacijai	Pažangios elektrinės
9Cr-0.5Mo-1.8W-V	ASTM A182 F92	1200°F	Pagerintas atsparumas šliaužimui, palyginti su F91	Itin superkritiniai garai
Inconel 625	ASTM B564 UNS N06625	1800°F	Ekstremalus atsparumas temperatūrai ir korozijai	Krosnių komponentai

HPHT taikymo atvejais paprastai naudojamos aukščiausios slėgio klasės. Class 900 yra įprasta storio sienelių vamzdynams naftos perdirbimo ir energetikos pramonėje. Class 1500 reikalinga hidroprocesų reaktorių tiekimo ir išleidimo linijoms, kuriose slėgis gali viršyti 2000 psi. Class 2500 yra skirta ekstremalaus slėgio naudojimo atvejams ir storio sienelių sistemoms aukšto slėgio hidroprocesuose. Aukštesnės slėgio klasės reikalauja specializuotų suvirinimo procedūrų ir po suvirinimo terminio apdorojimo. Žiedinės jungties (RTJ) tipo sandarinimo paviršiai yra standartiniai HPHT eksploatacijai, nes jie užtikrina patikimiausią metalo-metalo sandarumą ekstremaliomis sąlygomis.

Šliaužimas yra nuo laiko priklausanti plastinė medžiagų deformacija, veikiant nuolatinei įtampai aukštoje temperatūroje. Chromo-molibdeno plienams šliaužimas tampa reikšmingas aukščiau 800°F ir turi būti įvertintas skaičiuojant flanšo projektinį tarnavimo laiką. Įtempių lūžis yra nuo laiko priklausomas gedimo mechanizmas, kuris atsiranda, kai šliaužimo deformacija pasiekia kritinį lygį. Šiluminio plėtimosi skirtumai tarp vamzdyno ir įrangos turi būti kompensuojami atliekant tinkamą vamzdyno lankstumo analizę. Šiluminis cikliškumas paleidimo ir sustabdymo metu sukelia nuovargio apkrovas, kurios gali lemti įtrūkimų susidarymą. Vandenilio poveikis vyksta, kai atominis vandenilis difunduoja į anglinį plieną aukštoje temperatūroje, reaguoja su karbidais, sudarydamas metaną, ir sukelia vidinį dekarburizaciją ir įtrūkimų susidarymą.

HPHT flanšai naudojami hidrokrekingo ir hidrovalymo reaktorių grandinėse, kuriose vandenilio dalinis slėgis viršija 1500 psi, o temperatūra siekia 800°F. Skysčio katalizinio krekingo (FCC) įrenginių vamzdynai apdoroja aukštos temperatūros katalizatorius ir angliavandenilių mišinius. Aukšto slėgio garo sistemos elektrinėse veikia superkritinėmis sąlygomis, viršijančiomis 3200 psi ir 1000°F. Krosnių ir šildytuvų vamzdžių jungtys perduoda proceso skysčius aukštoje temperatūroje. Sintezės dujų ir dujofikacijos gamyklų vamzdynai apdoroja aukšto slėgio, aukštos temperatūros sintezės dujas, kuriose yra vandenilio ir anglies monoksido.

Priekaitinimo ir tarpsluoksnio temperatūros kontrolė yra labai svarbi suvirinant chromo-molibdeno medžiagas, kad būtų išvengta vandenilio sukeltų įtrūkimų. Po suvirinimo terminis apdorojimas yra būtinas chromo-molibdeno medžiagoms, viršijantiems ASME B31.3 nurodytus storio apribojimus. Suvirinimo medžiagos turi atitikti pagrindinės medžiagos sudėtį, kad būtų išlaikytos mechaninės savybės visoje suvirinimo jungtyje. Kontroliuojami aušinimo greičiai po suvirinimo apsaugo nuo kietų, trapių mikrostruktūrų susidarymo. Kietumo bandymai po PWHT patvirtina, kad pasiektas reikalingas įtempių sumažinimas. Visos sandūrinės siūlės HPHT eksploatacijoje reikalauja 100% tūrinio tikrinimo rentgenografija arba ultragarsu.

Susisiekite su mūsų inžinierių komanda dėl profesionalios HPHT flanšų medžiagų parinkimo ir specifikacijų pagalbos.

Gauti pasiūlymą