Javító elektródák. Fehérvári Gábor

Javító elektródák

Fehérvári Gábor

UPSTREAM

DOWNSTREAM

34. Balatoni Ankét Siófok, 2013. október 10-12. Javító elektródák

Jellemző egységek az üzemi körülmények szerint Hőm.: 340-650 ̊ C

Hőm.: 650-1150 ̊ C

Nyomás: 40-215 Bar

Nyomás: 0.5-40 Bar

HDS Reaktorok

Csőkemencék

HC Reaktorok

Szeparátorok

Hőcserélők

Regenerátorok

Hőmérséklet: -196 ̊ C-ig

Pirolízis kemencék

Speciális olajipari berendezések


Kemencék

Kriogén tárolók

Károsodások jellemző okai:


•

nagy hőmérsékleten hidrogén okozta repedés

•

Szulfidok okozta repedés (HIC,SOHIC,SCC)

•

Megeresztési ridegség

•

Kúszás

•

Dekarbonizáció

•

Mechanikai fáradás

•

Hőfáradás

•

Újrahevítés okozta repedés

•

Galvanikus korrózió

•

Savak okozta korrózió

•

Klorid okozta feszültségkorrózió

Hidrogén okozta károsodások nagy hőmérsékleten és nyomáson

3 . 3 [vaskarbid bomlása] .

2

[hidrogén és karbon reakciója]

karbidok

Dekarbonizálódott réteg


Hidrogén okozta károsodások nagy hőmérsékleten és nyomáson

Két MnS zárványhoz kapcsolódó lépcsőzetes repedések (500x)

Hidrogén okozta hólyag (blistering) 34. Balatoni Ankét Siófok, 2013. október 10-12. Javító elektródák

Hidrogén okozta hibák a szemcsehatár mentén

Hólyagok egy C-0.5Mo anyagú karimán

Nelson diagram különböző acéltípusokra Határértékek – jellemző olajipai berendezéseknél

FCC Regenerátor szeparátor Kemence csővezetékek Effluent hőcserélő Kokszoló

Frakcionáló


HDS Reaktor

Hidrokrakkoló Reaktor

Hidrokrakkoló reaktor hegesztett kötései SAW+SMAW

Tandem SAW

Tandem SAW

GTAW+SAW

GTAW-MC W/O

Skirt

Tandem SAW

GTAW-MC W/O SAW

Strip SAW W/O

SAW W/O

FCAW W/O

GTAW-MC Strip SAW W/O

Strip SAW W/O

Tandem SAW

Manway

W/O

Head

Head W/O

W W

W/O

W/O

W/O

W Nozzle

Nozzle

W/O

W/O

W/O

W

W

W/O

W

W

W/O W

W W

W/O

Nozzle

W

W/O

W W

NDE

Skirt

NDE PWHT Internal

PWHT

W

W

Internal

W NDE Local PWHT

SAW: Submerged arc welding Strip SAW: SAW with strip electrodes GTAW-MC: Automatic gas tungsten arc welding


FCAW: SMAW: W:

Flux cored arc welding Shielded metal arc welding Joint welding

W/O: Weld Overlay NDE: Nondestructive examination PWHT: Postweld heat treatment

Hidrogénnel telítődött acélok javító hegesztése Olajfinomítók készülékeinek anyaga üzemelés során hidrogént abszorbeál. Az abszorbeált, és a hegesztéskor varratba kerülő hidrogén összeadódik, ami növeli a hidrogén okozta repedéssel szembeni érzékenységet. Ezt a körülményt figyelembe kell venni a készülékek javító hegesztésénél. Nagy nyomású hidrogén atmoszféra esetén CrMo acélokat alkalmazunk.

Javaslatok

C-Mn acélok Előmelegítés 50 °C-al történő megnövelése elhárítja a repedések keletkezését.

Cr-Mo acélok Hegesztés előtt szükség van egy hidrogén eltávolító hőkezelésre. A hegesztést a hidrogénmentes acéloknál szokásos munkarenddel, azaz nagy előmelegítési hőmérséklettel és alacsony hidrogéntartalmú elektródával kell végezni. Célszerű egy hegesztés utáni hőkezelés is a hegesztéssel bevitt hidrogéntartalom csökkentésére.

(De)karbonizálódott, illetve nitridált felületek eltávolítása hegesztés előtt! 34. Balatoni Ankét Siófok, 2013. október 10-12. Javító elektródák

Hidrogénnel telítődött acélok javító hegesztése CrMo-acélok hegesztésének feltételei: •

Előmelegítés és varratközi hőmérséklet kézbentartása

•

Lapos, egyenletes varratfelület, lengetéssel készített varratok

•

Káros elemek csak min. mennyiségben lehetnek (P,S,As,Sb,Sn,Cu,N,B)

•

Szabad karbontartalom minimalizálása, stabil karbidok

•

Szabályozott PWHT és hegesztési paraméterek (hidrogénmentesítés ~350C, köztes feszmentesítés ~650C, feszültség mentesítő hők. 620-760C, lépcsős hűtés)

•

Alacsony hidrogén tartalmú elektródák alkalmazása

•

Alapanyagnak megfelelő hegesztőanyag használata, (NIBAS 70/20, de csak S-mentes közegben 600C-os üzemi hőm.-ig)


Speciális olajipari berendezések anyagai és hegesztőanyaguk








Plattírozás erősen korrozív közegben üzemelő berendezéseknél Plattírozás célja: Költséghatékony, időtakarékos és egyszerű megoldás acélból készült berendezés fizikai és kémiai tulajdonságainak megváltoztatása a követelményeknek megfelelő ötvözettípus felhegesztése által. Nagy szilárdságú külső köpeny, korróziónak (kopásnak) ellenálló belső réteg Hegesztési eljárások: GTAW (20-40%) SMAW (20-30%) FCAW (20-30%) SAW (30%) GTAW-HW (10-20%) GMAW-pulse (10-20%) GMAW-AC (10-15%) SAW strip (15-20%) ESW (5-10%) 34. Balatoni Ankét Siófok, 2013. október 10-12. Javító elektródák

Hegesztési eljárások termelékenysége:

Tipikus plattírozási eljárások Szalagelektródás fedettívű hegesztés (SAW)

Előnyei: • Gyors leolvasztás, termelékenység • Jóminőségű varratfém és külalak • Könnyen leváló salak • Homogén varratfém • kis dúsulás, kis repedésérzékenység


Szalagelektródás elektrosalakos heg. (ESW)

Előnyei: • Nagy áramsűrűség, gyors leolvasztás • Kis beolvadás, kis felhígulás (<7%) • Kevés fedőpor fogyás, szabad ömledék • Speciális nagysebességű porok (<45 cm/min) • Tökéletes átfedés, lapos varratfelület mágnes ívterelő alkalmazásával nincs ív, elektromosan vezető salak

Plattírozás berendezései Cladding nozzle 30 ES2-75

Cladding nozzle 60ES2-207 Cladding nozzle 125ES1-300

Szalag szélessége: 15-20-30 mm

Szalag szélessége: 30-60 mm


Szalag szélessége: 15-20-30 mm

Szalagelektródás felrakó hegesztések olajipari berendezéseknél


Plattírozás hegesztőanyagainak fejlesztési irányai

Nagyobb leolvadási arány

Rétegek számának csökkentése

„Nagy sebességű” fedőporok:

„egyrétegű” fedőporok:

•

Túlötvözött szalagok

•

•

Nagyobb áramerősség

Max heg.seb.: 25 – 35 cm/min max leolv.seb.: 22 – 26 kg/h 34. Balatoni Ankét Siófok, 2013. október 10-12. Javító elektródák

Felhígulás mértékének csökkentése a fedőporban lévő ötvözőelemek segítségével

Plattírozott réteg szétválása (disbonding) A jelenség legfőbb oka: • Hidrogénnel túltelített varrat • Alapanyag és felrakott réteg közötti érzékeny szövetszerkezet

ausztenites réteg

martenzit 2.25Cr-1Mo acél


Plattírozott réteg vizsgálata (disbonding test) ASTM G146-01 szerinti vizsgálat menete:

Vizsgálat paraméterek:

•

hegesztés

•

100oC-500oC közötti hőmérséklet

•

Hidrogén nyomás alatti pihentetés

•

Hidrogén nyomása 50-150 bar

•

10 nap tárolás szobahőmérsékleten (relaxing)

•

48 óra expoziciós idő

•

Elvált terület meghatározása (<2%)

•

Hűlési sebesség 100oC-700oC/óra

Példa: 2.25Cr-1Mo acél plattírozása AISI 347-es réteggel Alapanyag

Hegesztőanyag

Hegesztési paraméterek

PWHT

Expoziciós körülmények

Disbonding

2.25Cr-1Mo

Soudotape 24.12LNb + Record EST136 (60x0.5 mm)

I = 1450 A U = 24 V Vheg = 35 cm/min

6900C , 30 h

T = 4500C P = 150 bar t = 48 óra Tc = 3000C/h

D < 1.5 %


Szalagelektródás felrakó hegesztések olajipari berendezéseknél Hidrokrakkoló csatlakozó csonkja


Szalagelektródák és fedőporok néhány ötvözettípushoz ötvözet típusa

szalag+fedőpor

ötvözet típusa

szalag+fedőpor

ötvözet típusa

szalag+fedőpor

ötvözet típusa

szalag+fedőpor

C-Mn acél

Soudotape A + Record S46T

410

Soudotape 430 + Record EST122

307

Soudotape 308L + Record EST307

310 MM


0.4C-6Cr-0.7Mo

Soudotape A + Record RT600

420

Soudotape 420 + Record 159

18Cr10Ni4.5Mn


Duplex

Soudotape 22.6.3L + Record EST122

0.5 Mo

Soudotape A + Record SMoTW

420 Mo


308H


Super duplex

Soudotape 22.6.3L + Record EST2584

1.5Cr-2Ni-0.5Mo


430

Soudotape 430 + Record RT159

308L

Soudotape 308L + Record INT 109

254 SMO

Soudotape 254SMo + Record EST122

1.5Cr-0.5Mo

Soudotape A + Record CrMo15TW

13Cr3Ni1MoNbV


316L


904L

Soudotape 20.25.5LCu + Record Int101

1Ni-0.5Mo

Soudotape A + Record NiMo15T

13Cr6Ni2Mo

Soudotape 430L + Record RT168

347

Soudotape 347 + Record INT109

825


2Cr-1Mo

Soudotape A + Record CrMo21TW

13Cr4Ni1Mo


317L


625


3Cr-0.5Mo


17 Cr


318


600

Soudotape NiCr3 + Record EST229

5Cr-0.9Mo


Cobalt alloy 6

Soudotape SCoCr6 + Record EST126

0.2C-6Cr-1.5Mo-1.5W


Colbalt alloy 21

Soudotape SCoCr21 + Record EST126


Alacsony hőmérsékletű (kriogén) berendezések hegesztése Jellemző alapanyagok:

forráspont

2.5% Ni Steel ASTM: A203Gr. A, B 3.5% Ni Steel ASTM: A203 Gr. D, E, F 5% Ni Steel; ASTM: A353

•

Finomszemcsés acélok

•

Korrózióálló acélok

•

3.5% Ni-acélok

-101 °C

•

5-9% Ni-acélok

-120 °C

•

alumínium

-60 °C

9%Ni Steel ASTM: A553

Jellemző alkalmazások: -196 °C


•

Tároló tartályok (LNG)

•

Csővezetékek

•

Szelepek, csatlakozók

•

Nyomástartó edények

600x több gáz folyadékként, víznél 45%-kal könnyebb

Alacsony hőmérsékletű (kriogén) berendezések hegesztése

Alapanyag

SMAW

GTAW / GMAW

3.5% Ni (11MnNi5)

Phoenix SH Ni 2K 70

Union I 2.5 Ni

Union S2 Ni 3.5 + UV418TT

Thermanit 19/15

Thermanit 19/15 + M104

5% Ni (X12Ni5)

FCAW

SAW

304L (X8Ni9)

Fox EAS 2 M-A

Thermanit JE308L

EAS 2-FD

EAS 2 UP + BB24

316L (X2CrNi18

Fox EAS 4 M-A

Thermanit GE316L

EAS 4 M-FD

EAS 4M UP + BB24

5-9% Ni (X8Ni9)

UTP 6222 Mo

Nibas 625-IG

AF 6222 Mo PW

Thermanit 625 + M444

Böhler bármely hegesztési technológiához, nagyszilárdságú (720-740 MPa) és alakváltozó képességű (60-120 J) hegesztőanyagok széles választékát biztosítja.


Fehérvári Gábor Böhler-Uddeholm Hungary kft [email protected] www.voestalpine.com/welding 34. Balatoni Ankét Siófok, 2013. október 10-12. Javító elektródák

Javító elektródák. Fehérvári Gábor

Recommend Documents