Hastelloy B3 Seamless Pipe

Hastelloy B3 Seamless Pipeär den moderna arbetshästen i nickel-molybdenlegeringsfamiljen, som levereras sömlöst enligt ASTM B622 mot UNS N10675. Den utvecklades som den direkta efterföljaren till Hastelloy B2 (UNS N10665) för att lösa ett specifikt metallurgiskt problem: B2 förlorade sin duktilitet och korrosionsbeständighet när den hölls i intervallet 650-850 grader under svetsning eller service, eftersom legeringen fällde ut en spröd Ni-Mo-fas vid korngränserna.

 

B3 lägger till kontrollerat krom, järn och volfram till samma Ni-Mo-bas, och den lilla sammansättningsförskjutningen undertrycker nederbörden. Resultatet är ett rör som kan svetsas och användas på fältet med vanlig butiksdisciplin, samtidigt som den behåller den enastående motståndskraften mot saltsyra och andra reducerande medier som gjorde B-familjen känd.

Kemisk sammansättning av Hastelloy B3-rör enligt ASTM B622

Värme-analysgränserna nedan är hämtade från ASTM B622 för UNS N10675. Nickel är balanselementet på minst 65,0 %, och molybdenintervallet på 27,0-32,0 % är det som ger legeringen dess reducerande syraprestanda.

 

Element	Sammansättningsgräns, %
Ni	65,0 min (balans)
Mo	27.0 - 32.0
Fe	1.0 - 3.0
Cr	1.0 - 3.0
Co	3,0 max
W	3,0 max
Mn	3,0 max
Cu	0,20 max
V	0,20 max
Ta	0,20 max
Al	0,50 max
Ti	0,20 max
Si	0,10 max
C	0,01 max
P	0,030 max
S	0,010 max

 

Jämfört med B2 lägger B3-kemin till tre avsiktliga grundämnen: krom vid 1,0-3,0 %, järn vid 1,0-3,0 % och volfram upp till 3,0 %. Ingen av dessa är tillräckligt stor för att förändra legeringens korrosionskaraktär, men tillsammans stabiliserar de mikrostrukturen.

 

I B2 fäller exponering för 650-850 graders ut Ni7Mo6 intermetalliskt vid korngränserna, vilket förstör både duktilitet och korrosionsbeständighet i den värmepåverkade zonen i en svets. I B3 producerar samma termiska historia en stabil enfasstruktur, vilket är anledningen till att B3-rör kan svetsas,{10} varmformas och tas i bruk med den värmepåverkade zonen kvar i svetsat tillstånd i de flesta applikationer.

 

Mekaniska egenskaper hos B3-rör i glödgat tillstånd

ASTM B622 specificerar följande minsta mekaniska egenskaper för UNS N10675 sömlösa rör i lösningsglödgat tillstånd, leveransvillkoret för praktiskt taget alla B3-rörorder:

 

Egendom	Minsta värde (ASTM B622)
Draghållfasthet	690 MPa (100 ksi)
Sträckgräns, 0,2 % offset	310 MPa (45 ksi)
Förlängning på 2 tum (50,8 mm)	40%

 

Dessa garanterade värden är vad som visas på fabrikens testcertifikat, och de är identiska med B622-kraven för andra glödgade Ni-Cr-Mo-legeringar, vilket gör väggtjockleksberäkningar konsekventa över hela produktfamiljen.

 

Faktiska produktionsvärden är högre: typiskt glödgat B3-rör har en dragstyrka på cirka 755-790 MPa med ett utbyte på nära 350 MPa och en töjning på cirka 50-60 % i små storlekar. Legeringen är helt strukturell för tryckrör och kärl, och den specificeras ofta för fodrade eller ofodrade saltsyrarör där designtrycket snarare än korrosionstillåten sätter väggen.

 

Fysiska egenskaper

Densiteten för Hastelloy B3 är 9,22 g/cm³ (0,333 lb/in³), märkbart högre än de kromhaltiga legeringarna på grund av det höga molybdeninnehållet. Den teoretiska vikten för B3-röret beräknas med standardformeln för nickel-legering: vikt i kilogram per meter är lika med 0,02466 gånger (ytterdiameter minus väggtjocklek) gånger väggtjocklek, med dimensioner i millimeter.

 

Ett 60,3 mm (NPS 2) B3-rör med en 5,54 mm SCH 40S-vägg beräknas därför till cirka 7,48 kg/m, och denna teoretiska siffra är grunden för offert- och fraktberäkningar om inte ordern anger faktisk vägd massa.

 

Egendom	Värde
Densitet	9,22 g/cm³
Smältområde	1330 - 1390 grad (ungefär)
Elasticitetsmodul (rumstemperatur)	216 GPa (ungefär)
Elektrisk resistivitet (rumstemperatur)	1,37 μΩ·m (ungefär)
Värmeledningsförmåga, 100 grader	11,3 W/m·K (ungefär)

 

Tillverkningsstandarder och produktformer

Hastelloy B3 rörprodukter tillverkas och levereras enligt följande specifikationer:

 

• ASTM B622 / ASME SB-622 - sömlöst nickel- och nickel--rör och rör av koboltlegering
• ASTM B619 / ASME SB-619 - svetsade rör
• ASTM B626 / ASME SB-626 - svetsat rör
• ASTM B366 - smidesbeslag och flänsar för legeringen

 

Sömlöst rör under B622 produceras genom att genomborra och bearbeta ett ämne av B3-värmen, följt av lösningsglödgning och snabb kylning. Glödgningen löser upp alla sekundära faser som bildas under bearbetning och återställer den helt austenitiska enfasstrukturen som korrosionsbeständigheten beror på. Eftersom legeringen är termiskt stabil behöver härdningen inte vara lika våldsam som för B2, och den värme-påverkade zonen i en svetsfog behåller sin korrosionsbeständighet utan en efter-svetsvärmebehandling.

 

Svetsade B3-rör under B619 är gjorda av glödgat band och svetsade med matchande ERNiMo-10 tillsatsmetall. Den svetsade produkten är hel-glödgad efter svetsning, och för de flesta saltsyratjänster specificeras den omväxlande med sömlös. Seamless förblir standard när rörkoden, kundspecifikationen eller ett surt-servicekrav kräver det.

 

Tillgängliga storlekar och scheman

B3 sömlösa rör levereras i följande kuvert, med mellanstorlekar och anpassade väggar tillgängliga på projektförfrågan:

 

Parameter	Räckvidd
Ytterdiameter	6,0 mm (1/8") till 219,1 mm (8"), större storlekar på projektbasis
Väggtjocklek	0,5 mm till 18,26 mm (SCH 5S till SCH XXS)
Längd	Fasta 6 m / 12 m, eller slumpmässiga längder per beställning
Slutavslutning	Vanlig ände, fasad ände eller gängad efter behov
Testa	Hydrostatiskt test enligt ASTM B622

 

Standardutbudet för processrör är NPS 1/8 till NPS 8 i SCH 10S, SCH 40S och SCH 80S. Krav på tunga-väggar och stora-diameter tillverkas mot projektförfrågan, och ledtiden anges per beställning. När ritningen anger ett schema snarare än en explicit väggtjocklek, levereras ASME B36.10-väggen om inte minsta-väggberäkning anges.

 

Korrosionsprestanda: den reducerande-syrahalten

Hastelloy B3-röret motstår reducerande syror bättre än någon av de kromhaltiga nickellegeringarna, eftersom motståndet i reducerande media bärs av molybden, inte krom. Legeringen är standardrörmaterialet för saltsyra över dess användbara intervall, och den fungerar bra i utspädd-till-medelkoncentration av svavelsyra, i fosforsyra och i organiska syror såsom ättiksyra och myrsyra.

 

Den är inte avsedd för starkt oxiderande miljöer: salpetersyra, järnklorid och andra oxiderande ämnen förstör Ni-Mo-matrisen snabbt, så legeringen bör aldrig specificeras där oxiderande avvikelser är möjliga.

 

Miljö	B3 beteende	Kommentar
Saltsyra, alla koncentrationer	Excellent	Den definierande tjänsten för B-familjen
Svavelsyra, utspädd	Mycket bra	Användbart där rostfritt och C-legeringar är marginella
Fosforsyra	Mycket bra	Vanligt i gödselprocessrör
Ättik/myrsyra	Bra	Processlinjer för organiska syror
Salpetersyra och oxiderande medier	Rekommenderas inte	Snabb attack; använd en Cr-lagerlegering istället

 

Den viktigaste skillnaden från C276 och C22 är riktning: dessa legeringar balanserar oxiderande och reducerande motstånd och ger upp lite prestanda i ren reducerande syra; B3 är specialiserat på att reducera media och ger helt upp oxidationsbeständigheten. En process som övervägande består av saltsyra, utan oxiderande avvikelser, är B3-territorium, och med C276 slösas pengar på krom som inte köper något. En process som alternerar mellan sura och oxiderande kloridförhållanden är C-legeringsområde, och B3 skulle misslyckas.

 

Typiska applikationer

B3-rör specificeras i anläggningar där saltsyra eller andra reducerande klorider hanteras kontinuerligt:

 

• Linjer för produktion, lagring och överföring av saltsyra, inklusive azeotropisk och vattenfri HCl-avgift
• Processrör för klorerade kolväten och organisk klorid i kemiska anläggningar
• Alkyleringsenheter och katalysatorregenereringssystem i raffinaderier
• Kemiska system för massablekning där klordioxidstegen använder reducerande förhållanden
• Farmaceutiska och agrokemiska reaktorer och överföringslinjer som hanterar reducerande syror
• Metallbetningslinjer med saltsyra

 

I var och en av dessa tjänster är specifikationen av B3 snarare än B2 nu standardpraxis för svetsad konstruktion, eftersom förbättringen av termisk stabilitet eliminerar det fältfelsläge som B2 uppvisade i svetsvärmepåverkade zoner-. Befintliga B2-anläggningar omspecificeras successivt till B3 för nya rörledningar, och B3 är den legering som nämns i de flesta nuvarande tekniska standarder för att minska-syraservice.

 

Svetsning och tillverkning

B3-röret är svetsat med matchande tillsatsmetall ERNiMo-10 (AWS A5.14-klassificering) för GTAW och GMAW, och ENiMo-10 (AWS A5.11) för SMAW. B2-fyllmedlet ERNiMo-7 får inte ersättas, eftersom det saknar krom och järn som ger B3 dess termiska stabilitet, och den resulterande svetsavlagringen skulle återgå till B2-liknande beteende.

 

Ingen förvärmning krävs och ingen efter-svetsvärmebehandling krävs normalt. Legeringen är känslig för syre- och kväveupptagning i smält tillstånd, så inertgasskydd på både svetsens yta och rot är viktigt, och interpasstemperaturen bör hållas under 100 grader i tjocka sektioner för att undvika hetsprickor.

 

Beslag och flänsar för B3-system levereras till ASTM B366 med matchande kemi. Rörkonstruktören bör ange fyllmedelsklassen på WPS, och svetsarkvalificeringen bör följa en nickellegeringsprocedur snarare än en rostfritt stålprocedur. Eftersom legeringen är tyngre och trögare i svetsbassängen än austenitiskt rostfritt stål, kontrolleras anpassningstoleranserna och svetsparametrarna hårdare, och verkstaden bör vara en som regelbundet arbetar med nickellegeringar.

 

Kvalitetskontroll och certifiering

Varje längd av B3-rör som levereras mot ASTM B622 åtföljs av brukstestcertifikatet som rapporterar värmekemi, mekaniska testresultat och den icke-förstörande undersökningen som utförts. Standardpaketet inkluderar det hydrostatiska testet som krävs enligt specifikationen och, där beställningen kräver det, virvelströms- eller ultraljudsundersökning av hela längden.

 

Positiv materialidentifiering (PMI) rekommenderas vid mottagandet, eftersom B3, B2 och C-legeringarna är visuellt omöjliga att urskilja och sammansättningsskillnaden inte kan upptäckas med ögat. Certifikat utfärdas enligt EN 10204 3.1 eller 3.2 enligt specifikation, och tredje-inspektion av SGS, BV eller TUV ordnas på begäran.

 

Hastelloy B3-rör är en specialiserad produkt vars specifikation styrs av tjänstens korrosionshölje, och köpbeslutet bör fattas på medieanalysen och temperaturprofilen, inte enbart på priset. När linjelistan anger UNS N10675, bör röret beställas mot ASTM B622 med angett glödgat skick, schemat eller väggtjockleken uttryckligen angiven och certifikatformatet bekräftat med projektets QA-plan.

 

 

 

Populära Taggar: Hastelloy B3-rör, UNS N10675, ASTM B622, N10675 sömlöst rör, Hastelloy B-3-rör, nickelmolybdenlegeringsrör, 2.4600, saltsyralegeringsrör