Vysoko-tlakové, vysokoteplotné-príruby (HPHT) sú navrhnuté pre prevádzku nad 900 stupňov F a/alebo pre triedu 900 a vyššie. Tieto extrémne podmienky vyžadujú materiály z legovanej ocele, ktoré sú špeciálne vyrobené tak, aby odolali tečeniu, oxidácii, pôsobeniu vodíka a tepelnej únave. Správny výber HPHT príruby zabraňuje katastrofálnemu zlyhaniu spôsobenému pretrhnutím a iným mechanizmom degradácie pri vysokej teplote.
Čo sú príruby HPHT?
HPHT príruby sú skonštruované tak, aby odolali najnáročnejším prevádzkovým podmienkam pri výrobe energie, rafinérskom hydrospracovaní a petrochemickom krakovaní. Vyžadujú materiály, ktoré si zachovávajú mechanickú pevnosť pri teplotách, pri ktorých by uhlíková oceľ rýchlo stratila pevnosť a zlyhala. Konštrukcia musí brať do úvahy deformáciu pri dotvarovaní, pretrhnutie napätím, tepelnú rozťažnosť a vysokoteplotné pôsobenie vodíka. Štandardné príruby z uhlíkovej ocele nie sú vhodné pre službu HPHT; iba legovaná oceľ a materiály na-niklovej báze môžu poskytnúť potrebnú pevnosť pri vysokých{5}}teplotách a odolnosť voči vplyvom prostredia.
Možnosti materiálu pre službu HPHT
Pre aplikácie s prírubami HPHT je dostupných niekoľko druhov chróm-moly a pokročilých zliatin, z ktorých každá ponúka rôzne úrovne-výkonnosti pri vysokých teplotách:
| Materiál | Špecifikácia | Maximálna teplota | Kľúčové vlastnosti | Primárna aplikácia |
|---|---|---|---|---|
| 1-1/4Cr-1/2Mo | ASTM A182 F11 | 1100 stupňov F | Stredná odolnosť proti tečeniu, dobrá zvárateľnosť | Parné potrubie, vykurovacie rúrky |
| 2-1/4Cr-1Mo | ASTM A182 F22 | 1100 stupňov F | Odolný voči vodíku, dobrá pevnosť pri tečení | Hydrospracujúce reaktory |
| 9Cr-1Mo-V | ASTM A182 F91 | 1200 stupňov F | Vysoká pevnosť pri tečení, vynikajúca odolnosť proti oxidácii | Pokročilé elektrárne |
| 9Cr-0,5Mo – 1,8WV | ASTM A182 F92 | 1200 stupňov F | Zlepšená pevnosť pri tečení oproti F91 | Ultra-nadkritická para |
| Inconel 625 | ASTM B564 UNS N06625 | 1800 stupňov F | Odolnosť voči extrémnym teplotám a korózii | Komponenty pece |
Výber tlakovej triedy
Aplikácie HPHT zvyčajne používajú najvyššie tlakové triedy. Trieda 900 je bežná pre ťažké-stenové potrubia v rafinériách a energetických aplikáciách. Trieda 1500 sa vyžaduje pre prívodné a odpadové potrubia reaktora na hydrospracovanie, kde tlaky môžu presiahnuť 2000 psi. Trieda 2500 je určená pre extrémne tlakové aplikácie a hrubostenné systémy pri vysokotlakovom hydrospracovaní-. Vyššie tlakové triedy vyžadujú špecializované postupy zvárania a tepelné spracovanie po{11}}zváraní. Obklady krúžkového spoja (RTJ) sú štandardom pre službu HPHT, pretože poskytujú najspoľahlivejšie tesnenie-k{14}}kovu v extrémnych podmienkach.
Úvahy o dizajne služby HPHT
Creepje časovo-závislá plastická deformácia materiálov pri trvalom namáhaní pri vysokej teplote. V prípade chróm-molových ocelí je tečenie významné nad 800 stupňov F a musí sa zohľadniť pri výpočtoch konštrukčnej životnosti príruby.Pretrhnutie stresuje časovo{0}}závislý mechanizmus zlyhania, ku ktorému dochádza, keď deformácia dotvarovaním dosiahne kritickú úroveň.Tepelná rozťažnosťrozdiely medzi potrubím a zariadením musia byť prispôsobené náležitou analýzou flexibility potrubia.Tepelné cyklovaniepočas spúšťania-a vypínania vytvára únavové zaťaženie, ktoré môže viesť k praskaniu.Vodíkový útokvzniká, keď atómový vodík difunduje do uhlíkovej ocele pri vysokých teplotách, pričom reaguje s karbidmi za vzniku metánu a spôsobuje vnútorné oduhličenie a praskanie.
Aplikácie
Príruby HPHT sa používajú v okruhoch hydrokrakovacích a hydrorafinačných reaktorov, kde parciálne tlaky vodíka presahujú 1500 psi a teploty dosahujú 800 stupňov F. Potrubie jednotky fluidného katalytického krakovania (FCC) spracováva vysokoteplotný katalyzátor a zmesi uhľovodíkov. Vysokotlakové parné systémy v elektrárňach fungujú pri superkritických podmienkach presahujúcich 3 200 psi a 1 000 stupňov F. Spoje pecí a ohrievačov prenášajú procesné kvapaliny pri zvýšených teplotách. Potrubie závodu na výrobu syntézneho plynu a splyňovania spracováva vysoko-vysokotlakový-syntézny plyn s vysokou teplotou, ktorý obsahuje vodík a oxid uhoľnatý.
Zváranie a tepelné spracovanie
Pri zváraní chrómových-molových materiálov je rozhodujúca regulácia predhrievania a interpass teploty, aby sa zabránilo praskaniu spôsobenému vodíkom-. Po-tepelné spracovanie po zváraní sa vyžaduje pre chróm-moly materiály nad limitmi hrúbky špecifikovanými v ASME B31.3. Prídavné materiály na zváranie musia zodpovedať zloženiu základného materiálu, aby sa zachovali mechanické vlastnosti v celom zvarovom spoji. Kontrolované rýchlosti ochladzovania po zváraní zabraňujú tvorbe tvrdých, krehkých mikroštruktúr. Testovanie tvrdosti po PWHT overuje, či bolo dosiahnuté požadované uvoľnenie napätia. Všetky tupé zvary v prevádzke HPHT vyžadujú 100% volumetrické vyšetrenie rádiografiou alebo ultrazvukovým testovaním.
Potrebujete HPHT príruby pre extrémny servis?
Obráťte sa na náš technický tím a požiadajte o odborný výber materiálu príruby HPHT a podporu špecifikácií.
