Erydiad-Cyrydiad mewn Pibellau Dur Di-staen: Terfynau Cyflymder Llif yn ôl Gradd

Beth Yw Erydiad-Cydrydiad, a Pam Mae Llif yn ei Reoli?

Erydiad{0}}cyrydiad yw'r golled metel cyflymach sy'n digwydd pan fydd hylif sy'n llifo yn tarfu'n fecanyddol ar ffilm oddefol amddiffynnol dur gwrthstaen yn gyflymach nag y gall y ffilm ddiwygio - a chyflymder llif yw'r newidyn unigol sy'n pennu a yw'r amhariad hwnnw'n digwydd.

Dur di-staen ac aloion nicelgwrthsefyll cyrydiad oherwydd bod cromiwm (ac, mewn graddau uwch, molybdenwm a nicel) yn ffurfio ffilm oddefol ocsid cromiwm hunan-iachaol denau ar yr wyneb. O dan amodau-cyflymder statig neu isel, mae unrhyw ddifrod lleol i'r ffilm hon yn dychwelyd bron yn syth. Mae erydiad{5}}cyrydiad yn dechrau pan fydd cyflymder llif, cynnwrf, neu ronynnau wedi'u tanio yn tynnu'r ffilm yn fecanyddol yn gyflymach nag y gall yr adwaith ail-gychwyn ei ailadeiladu. Unwaith y bydd metel noeth yn cael ei amlygu dro ar ôl tro, mae'r aloi gwaelodol yn cyrydu ar gyfradd llawer uwch nag y byddai o dan drochi statig - yn aml wedi'i leoli ar benelinoedd, tî, gostyngwyr, welds, ac i lawr yr afon o falfiau lle mae llif yn gwahanu neu'n cyflymu.

Gan fod y mecanwaith yn fecanyddol-electrocemegol yn hytrach nag yn gemegol yn unig, ni ellir atal erydiad trwy ddewis deunydd yn unig ar gyflymder diderfyn. Mae gan bob gradd gyflymder trothwy na all y ffilm oddefol gadw i fyny â thynnu mecanyddol uwchlaw'r lefel honno, a'r trothwy - nid ymwrthedd cyrydiad cyffredinol mewn prawf cwpon - yw'r hyn sy'n llywodraethu dyluniad pibellau mewn gwasanaeth llif uchel.

Beth sy'n Pennu A yw Un Radd yn Perfformio'n Well?

Mae ymwrthedd erydiad{0}}traciau ymwrthedd cyrydiad yn agos â Rhif Cyfwerth Gwrthsefyll Pitting (PREN) yr aloi - cynnwys uwch o gromiwm, molybdenwm a nitrogen yn cynhyrchu ffilm oddefol iachaol galetach a chyflymach sy'n goddef cyflymder llif uwch cyn i'r difrod fynd y tu hwnt i'r gwaith atgyweirio.

Datblygwyd PREN, a gyfrifwyd fel %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N, i raddio ymwrthedd tyllu, ond mae'n cydberthyn yn gryf â goddefgarwch erydiad-cyrydiad oherwydd bod y ddau fodd methiant yn dibynnu ar yr un sefydlogrwydd ffilm goddefol. Mae graddau gyda gwerthoedd PREN uwch yn diwygio eu haen ocsid amddiffynnol yn gyflymach ar ôl tarfu mecanyddol, sy'n eu galluogi i wrthsefyll straen cneifio wal uwch ac egni effaith gronynnau uwch cyn i golled metel net ddod yn sylweddol.

Mae microstrwythur hefyd yn bwysig. Mae graddau deublyg a deublyg uwch yn cyfuno cyfnodau austenit a ferrite, sy'n rhoi cryfder cynnyrch uwch iddynt na graddau austenitig o PREN - priodwedd mecanyddol sy'n helpu i wrthsefyll effeithiau caledu arwyneb a micro-llif llwythog solidau, yn annibynnol ar fudd goddefiad cemegol. Dyma pam mae graddau deublyg yn cael eu pennu'n aml ar gyfer gwasanaeth erydol hyd yn oed pan fyddai gradd austenitig un cyfnod yn cynnig ymwrthedd cyrydiad cyffredinol tebyg mewn trochi statig.

Gwerthoedd PREN cynrychioliadol yn ôl Gradd Teulu

Mae gwerthoedd PREN yn bwyntiau canol cynrychioliadol a gyfrifir o gemeg enwol fesul ystodau cyfansoddiad ASTM A240/A276/A182; gwirio yn erbyn Adroddiad Prawf Melin (MTR) y gwres penodol ar gyfer defnydd prosiect.

Beth yw'r Terfynau Cyflymder Llif a Argymhellir ar gyfer Graddau Pibellau Cyffredin?

Mewn gwasanaeth glân, di-solid, mae graddau austenitig safonol yn cyrraedd tua 3-5 m/s, mae dwplecs 2205 yn ymestyn yr ystod honno i tua 4-8 m/s, mae graddau dwplecs uwch a 6Mo yn cyrraedd 8-12 m/s, a defnyddir aloion nicel fel Alloy 625 yn benodol lle mae cyflymderau i fod yn uwch na'r hyn y gall unrhyw radd di-staen.

Mannau cychwyn peirianyddol yw'r amrediadau isod, nid symiau caniataol sefydlog. Maent yn syntheseiddio'r fethodoleg ffactor API RP 14E C (sy'n aseinio ffactorau C- uwch, ac felly cyflymder a ganiateir uwch, i ddeunyddiau sy'n gallu gwrthsefyll erydiad yn fwy) â-ymchwil cyrydiad ar raddau unigol. Dylai pob prosiect gadarnhau terfynau yn erbyn cyfansoddiad hylif, llwytho solidau, tymheredd, a'r geometreg pibellau penodol - gweler yr adrannau sy'n dilyn ar gyfer sut mae pob newidyn yn symud y rhif.

Amrediadau wedi'u casglu o'r fframwaith ffactor erydu API RP 14E-cyflymder C-(13Cr di-staen C≈300; di-staen deublyg C≈350, solidau mewn enw-rhydd), erydiad cyhoeddedig{7}}data prawf cyrydiad ar 2205 dwplecs mewn dŵr môr critigol (dŵr môr critigol) m/s), ac arfer dylunio safonol y diwydiant. Cadarnhewch yn erbyn -llif penodol-dolen neu ddata maes y prosiect cyn cwblhau maint llinell.

Sut Mae'r Dull Ffactor API RP 14E C-Yn Gymhwyso i Raddau Di-staen a Deublyg?

Ysgrifennwyd hafaliad cyflymder erydu API RP 14E, Ve=C ÷ √ρm, ar gyfer dur carbon ond mae'n cael ei ymestyn yn gyffredin i bibellau di-staen a deublyg trwy amnewid ffactor C- - uwch tua 300 am 13Cr di-staen a 350 di-staen di-staen 350 yn codi {{7} di-staen {{7} di-staen {{7} yn codi {{7} di-staen {{7} di-staen {{7} yn codi {{7} di-staen {{7} di-staen {{7} gwasanaeth {{7} di-staen {{7} di-staen {{7} yn codi {{7} dur di-staen {{7} di-staen {{7} di-staen {{7} yn codi {{7} di-staen {{7} gwasanaeth {{7} di-staen {{7} di-staen solid uwch yn lle y cyflymder caniataol a gyfrifwyd yn gymesur â goddefgarwch erydiad uwch y deunydd.

Yn hafaliad gwreiddiol API RP 14E, Ve yw'r terfyn cyflymder erydu mewn tr/s, ρm yw dwysedd cymysgedd hylif nwy ar amodau llifo yn lb/ft³, ac mae C yn gysonyn empirig sy'n gysylltiedig â difrifoldeb deunydd a gwasanaeth. Datblygwyd gwasanaeth dur carbon parhaus C=100 diofyn yr API yn geidwadol a dangoswyd mewn astudiaethau maes diweddarach ei fod yn orofalus ar gyfer llawer o systemau glân heb eu tywodio - mae rhai gweithredwyr yn adrodd am berfformiad derbyniol ar ffactorau C ymhell uwchlaw 200 unwaith y bydd ataliad cyrydiad a chynnwys solidau wedi'u rheoli.

Ar gyfer pibellau di-staen a deublyg, mae arfer diwydiant yn codi'r ffactor C-yn sylweddol uwch na'r llinell sylfaen carbon-ddur i adlewyrchu'r trothwy erydiad uwch: mae gwerthoedd tua 300 ar gyfer di-staen 13Cr a 350 ar gyfer di-staen deublyg yn cael eu dyfynnu'n gyffredin ar gyfer gwasanaeth di-solid mewn enw -. Gan nad yw API RP 14E ei hun yn diffinio ffactorau C-di-staen penodol, mae'r ffigurau hyn yn gweithredu fel canllawiau dylunio wedi'u tynnu o brofiad gweithredwr ac astudiaethau atodol yn hytrach nag fel gofyniad cod gorfodol - dylai peirianwyr eu trin fel man cychwyn ar gyfer maint, yn amodol ar ddilysu yn erbyn y gwasanaeth penodol.

A yw Tywod neu Solidau Entrained Eraill yn Newid y Terfyn Cyflymder?

Ie - cynnwys solidau yw'r addasydd unigol mwyaf o derfynau cyflymder erydu erydiad, ac mae data profion cyhoeddedig yn dangos hyd yn oed gradd oddefol dda fel 2205 dwplecs yn gostwng i gyflymder critigol yn agos at 4 m/s ar ôl i dywod gael ei gaethiwo yn y llif, o'i gymharu â thua dwbl hynny mewn dŵr môr glân.

Mae ymchwil erydiad ar ddur di-staen 2205 dwplecs mewn dŵr môr sy'n llifo gyda gronynnau tywod wedi nodi cyflymder critigol yn agos at 4 m/s, ac uwchlaw hynny mae difrod erydiad-cyrydiad yn cynyddu'n sydyn wrth i gyflymder llif godi a cholli màs gyflymu gyda chynnwys tywod. O dan y trothwy hwnnw, mae effaith fecanyddol o ronynnau yn bresennol ond mae'r difrod yn bennaf oherwydd cyrydiad; uwch ei ben, mae'r mecanwaith yn symud tuag at erydiad-traul tra traul sy'n llawer gwell na'r ail-oddefiad.

Dyma pam mae API RP 14E yn gwrthod yn benodol i gynnig ffactor C sefydlog ar gyfer-gwasanaeth llwythog solidau ac yn lle hynny yn galw am brofion penodol i'r prosiect. Gall cyflymder sy'n gyffyrddus yn geidwadol mewn ffrwd proses lân, wedi'i hidlo fod ymhell y tu hwnt i'r trothwy erydiad mewn llinell ddŵr neu slyri a gynhyrchir heb ei hidlo gan ddefnyddio'r un radd pibell a thrwch wal. Dylid trin unrhyw dabl cyflymder - gan gynnwys yr un yn yr erthygl hon - fel un anghymwys unwaith y bydd llwytho solidau yn fwy nag ychydig bunnoedd fesul mil o gasgenni heb ddilysiad prosiect penodol.

Sut y Dylid Addasu Terfynau Cyflymder ar gyfer Amodau Gwasanaeth Penodol?

Mae crynodiad clorid, tymheredd, a chynnwys nwy toddedig i gyd yn symud y terfyn cyflymder effeithiol yn annibynnol ar gynnwys solidau, felly gall yr un radd gario cyflymder caniataol gwahanol mewn chwistrelliad dŵr môr, dŵr wedi'i gynhyrchu, a heli geothermol hyd yn oed wrth lwytho gronynnau union yr un fath.

Gwasanaeth Cyfoethog Dŵr Môr a Chlorid

Mae cloridau'n ymosod ar y ffilm oddefol yn uniongyrchol trwy dyllu, sy'n gostwng y trothwy erydiad oherwydd bod y ffilm eisoes wedi'i gwanhau cyn i'r amhariad mecanyddol ddechrau. Mewn-cryfder llawn dŵr môr, mae cyflymder 316L yn aml yn cael ei gyfyngu ymhell islaw ei sgôr dŵr glân yn benodol i reoli risg tyllu, a graddau deublyg neu uwch-dyblyg yw'r fanyleb ddiofyn unwaith y bydd cynnwys clorid neu dymheredd yn cynyddu.

Tymheredd Uchel

Mae cineteg ailoddefol ffilm goddefol yn araf wrth i'r tymheredd godi mewn cyfryngau ymosodol, sy'n culhau'r ffin rhwng y cyflymder sy'n achosi aflonyddwch a'r cyflymder y gall y ffilm wella. Gwasanaeth erydol tymheredd uchel - heli geothermol, ffrydiau proses poeth - fel arfer yn gwthio dewis graddau tuag at bibellau aloi uwch {{5}PREN deublyg, super{6}}austenitig, neu nicel- hyd yn oed ar gyflymder llif y byddai gradd is yn ei oddef ar dymheredd amgylchynol.

CO2 toddedig a H2S

Mewn systemau casglu olew a nwy, mae CO2 toddedig yn ffurfio asid carbonig sy'n ymosod ar unrhyw fetel sylfaen agored yn gyflymach na dŵr plaen, gan waethygu erydiad ar ôl i'r ffilm oddefol gael ei thorri. NACE MR0175/ISO 15156-haen gofynion gwasanaeth sur cyfyngiadau metelegol ychwanegol - megis terfynau caledwch a gwres -cyflwr triniaeth - ar ben y terfyn cyflymder cyrydu erydiad, a rhaid bodloni'r ddwy set o ofynion ar yr un pryd yn hytrach nag yn annibynnol.

Beth Sy'n Digwydd Pan Fod y Terfyn Cyflymder yn Uwch?

Mae mynd y tu hwnt i'r terfyn cyflymder erydiad -cyrydiad yn cynhyrchu colled trwch wal leoledig, cyflymu - fel arfer ar benelinoedd, tïon ac i lawr yr afon o gyfyngiadau - a all symud ymlaen o ganfyddiad cwpon -graddfa i ollwng wal drwodd.

Oherwydd bod erydiad yn-atgyfnerthu ei hun, mae teneuo mewn-lleoliad cynnwrf uchel yn cynyddu garwder lleol a dwyster cynnwrf, sy'n cyflymu tynnu ffilm ymhellach ar yr un pwynt. Mae hyn yn cynhyrchu'r patrwm colled pedol nodweddiadol a ddarganfuwyd ar estraddodiad y penelin, canghennau ti, ac allfeydd lleihäwr mewn pibellau a fethwyd - difrod na fydd cyfrifiad lwfans cyrydiad generig yn seiliedig ar golled metel unffurf yn ei ragweld.

Yn ymarferol, mae hyn yn golygu y dylai rhaglenni archwilio ar gyfer erydiad-cyryd-llinellau tueddol o erydu flaenoriaethu anghysondebau geometrig gyda mapio trwch ultrasonic yn hytrach na dibynnu ar dueddiadau colled wal cyfartalog yn unig.

Sut Dylai Peirianwyr Ddewis y Radd Cywir ar gyfer Pibellau Cyflymder Uchel?

Dewiswch y radd PREN isaf sy'n clirio cyflymder gwirioneddol, solidau, clorid ac amlen dymheredd y prosiect gydag ymyl - nid y radd PREN uchaf - sydd ar gael - ers deublyg, uwch ddeublyg a nicel{4}}mae pibellau aloi yn cario premiwm cost ystyrlon dros raddau austenitig safonol.

Mae dilyniant dethol gradd ymarferol yn dechrau gyda 316L fel y llinell sylfaen ar gyfer gwasanaeth di-dâl cyflymder cymedrol, clorid isel, solidau. Lle disgwylir amlygiad i ddŵr môr, caethiwo tywod, neu gyflymder dros tua 5 m/s, 2205 dwplecs yw'r uwchraddiad safonol, gan gynnig naid sylweddol yn PREN a chryfder cynnyrch ar gynnydd cost cymedrol dros raddau austenitig. Mae graddau deublyg super 2507 a 6Mo super-awstenitig megis 254 SMO wedi'u cadw ar gyfer y segmentau clorid uchaf neu'r cyflymder uchaf o system - sy'n aml yn fyr uchel -sbwliau cynnwrf, tagu a thorri falf rheoli, neu benawdau pigiad {- yn dal i gostio {{ trimio falf rheoli, neu benawdau pigiad} diogelu'r -pwyntiau risg uchaf.

Mae aloion nicel fel Alloy 625 yn mynd i mewn i'r detholiad pan fydd cyflymder, tymheredd a chynnwys clorid gyda'i gilydd yn fwy na'r hyn y gall unrhyw deulu di-staen ei oddef yn ddibynadwy, neu pan fo angen cydnawsedd galfanig â chyfarpar aloi nicel presennol. Oherwydd bod Alloy 625 ac aloion nicel tebyg yn cario'r gost ddeunydd uchaf yn y gymhariaeth hon, maent fel arfer yn cael eu cymhwyso'n ddetholus - mewn pympiau jet, tagu, a phwyntiau eraill -ffynhonnell uchel-cydrannau cyflymder - yn hytrach nag ar gyfer rhediadau pibell llawn, gyda phibellau deublyg neu uwch ddeublyg yn cario cydbwysedd y llinell.

Cwestiynau Cyffredin

Q: Beth yw'r cyflymder uchaf ar gyfer pibell ddur di-staen 316L?

A: Mewn gwasanaeth glân, solid-am ddim, mae 316L fel arfer wedi'i gyfyngu i tua 3-5 m/s (10-16 tr/s). Mewn dŵr môr neu hylifau eraill sy'n llawn clorid, mae'r terfyn ymarferol fel arfer yn cael ei osod yn is i reoli risg tyllu yn hytrach nag erydiad pur, ac mae graddau deublyg yn aml yn cael eu pennu yn lle unwaith y bydd cloridau yn bresennol.

Q: A yw dur di-staen deublyg yn gallu gwrthsefyll cyrydiad yn well na 316L?

A: Oes. Mae gan Duplex 2205 PREN tua 35 yn erbyn tua 24-26 ar gyfer 316L, ac mae ei ficrostrwythur dau gyfnod yn ychwanegu cryfder cnwd nad yw graddau austenitig yn ddiffygiol, sydd gyda'i gilydd yn codi ei drothwy cyflymder erydiad ymhell uwchlaw 316L mewn gwasanaeth glân a solet.

Q: A yw hafaliad API RP 14E yn berthnasol yn uniongyrchol i bibellau dur di-staen?

A: Nid yn uniongyrchol - datblygwyd ffactor C{- rhagosodedig API RP 14E o 100 ar gyfer dur carbon. Mae pibellau di-staen a deublyg yn defnyddio ffactorau C- uwch (tua 300 ar gyfer 13Cr di-staen a 350 ar gyfer deublyg mewn solidau enwol-gwasanaeth rhad ac am ddim) a dynnir o arfer y diwydiant, gan nad yw'r arfer a argymhellir ei hun yn cyhoeddi gwerthoedd penodol di-staen.

Q: Faint mae cynnwys tywod yn gostwng y terfyn cyflymder ar gyfer dur di-staen?

A: Yn sylweddol. Canfu profion a gyhoeddwyd ar ddwplecs 2205 mewn dŵr môr wedi'i lwytho â thywod gyflymder critigol yn agos at 4 m/s, tua hanner y cyflymder a oddefir mewn cyflwr glân, rhydd, ac erydiad{5}}mae difrod cyrydiad yn cyflymu ymhellach wrth i'r cynnwys tywod gynyddu y tu hwnt i'r trothwy hwnnw.

Q: Pryd ddylai prosiect ddefnyddio aloi nicel yn lle dur di-staen dwplecs super?

A: Pan fydd cyflymder llif, tymheredd, a chynnwys clorid gyda'i gilydd yn fwy na'r hyn y gall graddau dwplecs uwch neu raddau 6Mo ei oddef yn ddibynadwy, neu lle mae gofynion gwasanaeth sur, galfanig, neu dymheredd eithafol yn berthnasol. Fel arfer, defnyddir aloion nicel fel Alloy 625 yn ddetholus ar gydrannau cyflymder uchel yn hytrach nag ar gyfer rhediadau pibellau cyfan, o ystyried eu cost premiwm.