Prirubnice za visoki-tlak, visoku{1}}temperaturu (HPHT) dizajnirane su za rad iznad 900 stupnjeva F i/ili klase 900 i više. Ovi ekstremni uvjeti zahtijevaju materijale od legiranog čelika posebno formulirane za otpornost na puzanje, oksidaciju, napad vodika i toplinski zamor. Pravilan odabir HPHT prirubnice sprječava katastrofalne kvarove uzrokovane puzanjem i druge mehanizme degradacije pri visokim-temperaturama.
Što su HPHT prirubnice?
HPHT prirubnice su projektirane da izdrže najzahtjevnije radne uvjete u proizvodnji električne energije, rafinerijskom hidroprocesu i petrokemijskom krekiranju. Oni zahtijevaju materijale koji održavaju mehaničku čvrstoću na temperaturama gdje bi ugljični čelik brzo izgubio čvrstoću i pokvario se. Dizajn mora uzeti u obzir deformaciju puzanja, pucanje naprezanja, toplinsko širenje i visoko-temperaturni napad vodika. Standardne prirubnice od ugljičnog čelika nisu prikladne za HPHT uslugu; samo legirani čelik i materijali na bazi-nikla mogu pružiti potrebnu otpornost na visoke-temperature i otpornost na okoliš.
Materijalne opcije za HPHT uslugu
Dostupno je nekoliko vrsta krom-molija i naprednih legura za HPHT prirubnice, a svaka nudi različite razine performansi na visokim-temperaturama:
| Materijal | Specifikacija | Maksimalna temperatura | Ključne karakteristike | Primarna primjena |
|---|---|---|---|---|
| 1-1/4Cr-1/2Mo | ASTM A182 F11 | 1100 stupnjeva F | Umjerena otpornost na puzanje, dobra zavarljivost | Cijevi za paru, cijevi grijača |
| 2-1/4Cr-1Mo | ASTM A182 F22 | 1100 stupnjeva F | Otporan na vodik, dobra otpornost na puzanje | Reaktori za hidroprocesu |
| 9Cr-1Mo-V | ASTM A182 F91 | 1200 stupnjeva F | Visoka otpornost na puzanje, izvrsna otpornost na oksidaciju | Napredne elektrane |
| 9Cr-0,5Mo-1,8WV | ASTM A182 F92 | 1200 stupnjeva F | Poboljšana otpornost na puzanje u odnosu na F91 | Ultra{0}}superkritična para |
| Inconel 625 | ASTM B564 UNS N06625 | 1800 stupnjeva F | Otpornost na ekstremne temperature i koroziju | Komponente peći |
Odabir klase tlaka
HPHT aplikacije obično koriste najviše klase tlaka. Klasa 900 uobičajena je za teške-zidne cijevi u rafinerijama i energetskim aplikacijama. Klasa 1500 potrebna je za dovodne i otpadne vodove reaktora hidroprocesiranja gdje tlakovi mogu premašiti 2000 psi. Klasa 2500 specificirana je za primjene s ekstremnim tlakom i sustave s debelim-stjenkama u visokotlačnoj hidroobradi-. Više klase tlaka zahtijevaju posebne postupke zavarivanja i toplinsku obradu nakon{11}}zavarivanja. Prstenaste spojnice (RTJ) standardne su za HPHT uslugu jer pružaju najpouzdanije brtvljenje metal-na{-metal u ekstremnim uvjetima.
Razmatranja dizajna za HPHT uslugu
jezaje vremenski-ovisna plastična deformacija materijala pod trajnim naprezanjem na visokoj temperaturi. Za krom-molibne čelike, puzanje postaje značajno iznad 800 stupnjeva F i mora se uzeti u obzir u proračunu životnog vijeka prirubnice.Stres ruptureje vremenski-ovisan mehanizam kvara koji se javlja kada deformacija puzanjem dosegne kritičnu razinu.Toplinska ekspanzijarazlike između cjevovoda i opreme moraju se prilagoditi odgovarajućom analizom fleksibilnosti cjevovoda.Toplinski ciklustijekom pokretanja-i isključivanja stvara opterećenje zamorom koje može dovesti do pucanja.Napad vodikomnastaje kada atomski vodik difundira u ugljični čelik na visokim temperaturama, reagirajući s karbidima stvarajući metan i uzrokujući unutarnju dekarburizaciju i pucanje.
Prijave
HPHT prirubnice se koriste u reaktorskim krugovima hidrokrekinga i hidrotretiranja gdje parcijalni tlakovi vodika prelaze 1500 psi, a temperature dosežu 800 stupnjeva F. Cjevovodi jedinice za fluidni katalitički kreking (FCC) prenose visoko-temperaturni katalizator i smjese ugljikovodika. Su-visokotlačni parni sustavi u elektranama rade u superkritičnim uvjetima koji prelaze 3200 psi i 1000 stupnjeva F. Priključci cijevi peći i grijača prenose procesne tekućine na povišenim temperaturama. Cjevovod postrojenja za sintezni plin i rasplinjavanje upravlja visokim{10}}tlakom i visoko{11}}temperaturom sinteznog plina koji sadrži vodik i ugljikov monoksid.
Zavarivanje i toplinska obrada
Kontrola predgrijavanja i međuprolazne temperature kritična je pri zavarivanju krom-molibnih materijala kako bi se spriječilo pucanje izazvano vodikom-. Toplinska obrada nakon -zavarivanja potrebna je za krom-molibnate materijale iznad ograničenja debljine navedenih u ASME B31.3. Dodatni materijal za zavarivanje mora odgovarati sastavu osnovnog materijala kako bi se održala mehanička svojstva u zavarenom spoju. Kontrolirane brzine hlađenja nakon zavarivanja sprječavaju stvaranje tvrdih, lomljivih mikrostruktura. Ispitivanje tvrdoće nakon PWHT potvrđuje da je postignuto traženo rasterećenje. Svi sučeoni zavari u HPHT usluzi zahtijevaju 100% volumetrijsko ispitivanje radiografijom ili ultrazvučnim ispitivanjem.
Trebate HPHT prirubnice za ekstremnu uslugu?
Obratite se našem inženjerskom timu za stručni odabir HPHT materijala za prirubnice i podršku specifikacijama.
