Kõrgsurvelised, kõrgetemperatuurilised (HPHT) flantsid on mõeldud teenindamiseks üle 900°F ja/või klass 900 ja kõrgemapoolsete tingimuste jaoks. Need äärmuslikud tingimused nõuavad sulamterasid, mis on spetsiaalselt formuleeritud kreepi, oksüdatsiooni, vesiniku rünnaku ja soojusväsimuse vastupidamiseks. Õige HPHT flantsi valik takistab katastroofilisi rikkeid kreeprikkumise ja teiste kõrgetemperatuuriliste degradeerimismehhanismide tõttu.
Mis on HPHT flantsid?
HPHT flantsid on konstrueeritud taluma kõige nõudlikumaid töötingimusi energiatootmises, rafineerimisprotsesside ja naftakeemilise purunemise valdkonnas. Need nõuavad materjale, mis säilitavad mehaanilise tugevuse temperatuuridel, kus süsinikteras kaotaks kiiresti oma tugevuse ja ebaõnnestuks. Disain peab arvestama kreepti deformeerumise, pingekoha rebenemise, soojuspaisumise ja kõrgetemperatuurilise vesiniku rünnakuga. Tavalised süsinikterasest flantsid ei sobi HPHT teeninduseks; ainult sulamterasest ja nikli baasil valmistatud materjalid suudavad pakkuda vajalikku kõrgetemperatuurilist tugevust ja keskkonnakindlust.
Materjalivalikud HPHT teeninduseks
HPHT flantsi rakenduste jaoks on saadaval mitmed kroom-moly ja edasijõudnud sulamaste, igaühel on erinevad kõrgetemperatuurilised omadused:
| Materjal | Spetsifikatsioon | Max temperatuur | Peamised omadused | Peamine rakendus |
|---|---|---|---|---|
| 1-1/4Cr-1/2Mo | ASTM A182 F11 | 1100°F | Mõõdukas kreepi vastupidavus, hea keevitatavus | Auru torustik, soojendi torud |
| 2-1/4Cr-1Mo | ASTM A182 F22 | 1100°F | Vesiniku teenistusele vastupidav, hea kreepi tugevus | Hüdroprotsesside reaktorid |
| 9Cr-1Mo-V | ASTM A182 F91 | 1200°F | Kõrge kreepi tugevus, suurepärane oksüdatsioonikindlus | Edasijõudnud elektrijaamad |
| 9Cr-0.5Mo-1.8W-V | ASTM A182 F92 | 1200°F | Paranenud kreepi tugevus võrreldes F91 | Ultra-superkriitiline aur |
| Inconel 625 | ASTM B564 UNS N06625 | 1800°F | Äärmuslik temperatuur ja korrosioonikindlus | Pottide komponendid |
Surveklasside valik
HPHT rakendustes kasutatakse tavaliselt kõrgeimaid surveklasse. Klass 900 on tavaline raskeseina torustikes rafineerimis- ja energiatootmisrakendustes. Klass 1500 on vajalik hüdroprotsessi reaktori toite- ja jääkliinides, kus rõhud võivad ületada 2000 psi. Klass 2500 on määratud äärmuslike rõhku rakendustele ja pakseseinalistele süsteemidele kõrgsurvelises hüdroprotsessis. Kõrgemad surveklassid nõuavad spetsialiseeritud keevitusprotseduure ja post-keevituse soojus töötlemist. Rõngatüüpi ühendused (RTJ) on HPHT teeninduse jaoks standardsed, kuna need pakuvad kõige usaldusväärsemat metall-metal tihendit äärmuslikes tingimustes.
Disaini kaalutlused HPHT teeninduseks
Kreep on ajas sõltuv materjalide plastiline deformeerumine pikaajalise stressi all kõrgel temperatuuril. Kroom-moly terastes muutub kreep märkimisväärseks temperatuuril üle 800°F ja peab olema arvesse võetud flantsi disainielu arvutustes. Pingekoha rebenemine on ajas sõltuv rikke mehhanism, mis tekib, kui kreepi deformeerumine saavutab kriitilise taseme. Soojuspaisumise erinevused torustiku ja seadmete vahel peavad olema kompenseeritud nõuetekohase torustiku fleksibiilsuse analüüsi kaudu. Soojuspöörded käivitamisel ja seiskamisel loovad väsimuskoormuse, mis võib viia pragunemiseni. Vesiniku rünnak toimub, kui aatomivesinik difundeerub süsinikterasest kõrgel temperatuuril, reageerides karbiididega metaani moodustamiseks ja põhjustades sisemist dekarbureerimist ja pragunemist.
Rakendused
HPHT flantsid kasutatakse hüdrokrakkimise ja hüdrotriiingureaktorite ringluses, kus vesiniku osarõhud ületavad 1500 psi ja temperatuurid ulatuvad 800°F. Vedel katalüütiline purunemine (FCC) ühiku torustik tegeleb kõrge temperatuuriga katalüsaatori ja süsivesinike segu transportimisega. Kõrgsurveauru süsteemid elektrijaamades töötavad superkriitilistes tingimustes, ulatudes üle 3200 psi ja 1000°F. Pottide ja soojenditorude ühendused edastavad protsessivedelikku kõrgendatud temperatuuridel. Sünteesi gaasi ja gaasifitseerimise tehase torustik tegeleb kõrgsurve, kõrgetemperatuurilise sünteesi gaasiga, mis sisaldab vesinikku ja süsinikmonooksiidi.
Keevitamine ja kuumtöötlus
Eeltöötlus ja keevitusvahetemperatuuri kontroll on kriitilise tähtsusega, kui keevitatakse kroom-moly materjale, et vältida vesiniku põhjustatud pragunemist. Post-keevitus kuumtöötlus on vajalik kroom-moly materjalide jaoks, mis ületavad ASME B31.3-s määratud paksuse piiranguid. Keevituskulud peavad olema kooskõlas aluspinna koostisega, et hoida mehaanilisi omadusi keevitusliiges. Kontrollitud jahtumiskiirus pärast keevitamist takistab kõvade, habraste mikrostruktuuride tekkimist. Kõvadustestimine pärast PWHT kinnitab, et nõutud pingesfreaktsioon on saavutatud. Kõik HPHT teeninduses olevad vuugikeevitused nõuavad 100% mahulist kontrollimist radiograafia või ultrakõrgsagedustestimise kaudu.
Kas vajate HPHT flantsid äärmuslikuks teeninduseks?
Käivitage meie inseneride meeskonnaga ekspert HPHT flantsi materjalide valiku ja spetsifikatsiooni toe saamiseks.
