ნიკელის ლითონის შედუღების ტექნიკა ნავთობქიმიური მრეწველობისთვის
ნავთობქიმიური მრეწველობა მკაცრ პირობებში მუშაობს: მაღალი ტემპერატურა, მაღალი წნევა და კოროზიული გარემოს, როგორიცაა ქლორიდი, გოგირდი, H₂S, CO₂ და სხვადასხვა მჟავე ნაერთები, ზემოქმედება. ასეთ გარემოში მასალის შერჩევა გადამწყვეტი ფაქტორია ტექნოლოგიური აღჭურვილობის საიმედოობაში. ნიკელზე დაფუძნებული ლითონები (ნიკელი და მისი შენადნობები) ფართოდ გამოიყენება მათი მაღალი კოროზიისადმი მდგრადობის, მაღალტემპერატურული სტაბილურობისა და სტრესისადმი კოროზიული ბზარებისადმი მდგრადობის უნარის გამო. თუმცა, ეს უპირატესობები მხოლოდ იმ შემთხვევაშია მიღწეული, თუ შედუღების პროცესი სწორი ტექნიკით ხორციელდება, რადგან შედუღებამ შეიძლება შეცვალოს მასალის მიკროსტრუქტურა, გამოიწვიოს ცხელი ბზარები, ფორიანობა ან შეამციროს კოროზიისადმი მდგრადობა შედუღების ზონაში.
1. ნიკელის შენადნობების როლი ნავთობქიმიკატებში
ნიკელის შენადნობები, როგორიცაა Nickel 200/201, Monel (Ni-Cu), Inconel (Ni-Cr-Fe), Incoloy და Hastelloy (Ni-Mo-Cr), ფართოდ გამოიყენება თბოგამცვლელებში, დისტილაციის სვეტებში, რეაქტორებში, ტექნოლოგიურ მილსადენებში, გოგირდის შემცველ მოწყობილობებსა და სისტემებში, რომლებიც მჟავებსა და ქლორიდებს ამუშავებენ. მაგალითად, Ni-Cr შენადნობებს კარგი დაჟანგვისადმი მდგრადობა აქვთ მაღალ ტემპერატურაზე, ხოლო Ni-Mo შენადნობები გამოირჩევიან აღმდგენი გარემოსა და გარკვეულ მჟავე ხსნარებში. ამ შენადნობების შედუღება მოითხოვს შენადნობის ელემენტარული შემადგენლობის შენარჩუნებას ოპტიმალური კოროზიისადმი მდგრადობის შესანარჩუნებლად.
2. ნიკელის შედუღების განსაკუთრებული გამოწვევები
ზოგადად, ნიკელის შენადნობებს ნახშირბადოვან ფოლადთან შედარებით უფრო დაბალი თბოგამტარობა და თერმული გაფართოების შედარებით მაღალი კოეფიციენტი აქვთ. ეს კომბინაცია შედუღების არეში სითბოს უფრო მეტ კონცენტრაციას იწვევს და პოტენციურად შეიძლება გაზარდოს დეფორმაცია. გარდა ამისა, ზოგიერთი ნიკელის შენადნობი მგრძნობიარეა:
– ცხელი ბზარი (გამყარების ბზარი), რომელიც გამოწვეულია ელემენტების სეგრეგაციით მარცვლების საზღვრებზე შედუღების ლითონის გამყარების დროს.
– ფორიანობას ხშირად იწვევს დაბინძურება, ტენიანობა ან ჩაჭედილი აირი.
– ადგილობრივი კოროზიისადმი მგრძნობელობის გაზრდა ან შემცირება, თუ შედუღების პროცედურა არასწორია, განსაკუთრებით გარკვეულ შენადნობებზე.
– ფოლადის სამუშაო ხელსაწყოებიდან რკინის/ნახშირბადის დაბინძურებამ შეიძლება შეამციროს კოროზიისადმი მდგრადობა, განსაკუთრებით აგრესიულ ქიმიურ გარემოში.
ამიტომ, სისუფთავის კონტროლი, შემავსებლის შერჩევა და თერმული პარამეტრები მთავარია.
3. შედუღების პროცესის შერჩევა: GTAW, GMAW, SMAW და SAW
პეტროქიმიკატებში ნიკელის შენადნობების შედუღების ზოგიერთი გავრცელებული პროცესი მოიცავს:
ა) GTAW (TIG)
მილის ფესვის გასავლელად, ზუსტი სამუშაოებისთვის და თხელი მასალისთვის ხშირად სასურველი მეთოდია გლუტენის აწევა (GTAW). მის უპირატესობებში შედის კარგი სითბოს კონტროლი და სუფთა შედუღება. ხშირად გამოიყენება სუფთა არგონის გაზის დამცავი; გარკვეულ შემთხვევებში, შეღწევადობის გასაუმჯობესებლად შესაძლებელია ჰელიუმის დამატება.
ბ) GMAW (MIG) და პულსირებული GMAW
GMAW გამოდგება უფრო სწრაფი წარმოებისთვის, განსაკუთრებით სახელოსნოში დამზადებისთვის. პულსური რეჟიმი ხელს უწყობს სითბოს შეღწევისა და გაფრქვევის შემცირებას, ასევე აუმჯობესებს კონტროლს შედუღების რთულ პოზიციებზე. შედუღების მავთული სათანადოდ უნდა შეინახოს და დამუშავდეს დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად.
გ) SMAW (ელექტროდის შედუღება)
SMAW ფართოდ გამოიყენება საველე რემონტისთვის მისი მარტივი აღჭურვილობის გამო. თუმცა, წყალბადის შთანთქმისა და წიდის ჩაჭედვის რისკები უნდა გაკონტროლდეს ელექტროდის სწორი შერჩევით, საჭიროების შემთხვევაში, ელექტროდის გამოცხობის პროცედურებით და ფენებისშორისი გაწმენდის ტექნიკით.
დ) ხერხი
SAW ეფექტურია სქელი ფირფიტებისა და გრძელი შედუღებისთვის, როგორიცაა წნევის ჭურჭლები ან გარსი. ნაკადისა და მავთულის შერჩევა შესაბამისი უნდა იყოს იმის უზრუნველსაყოფად, რომ შედუღებული ლითონის შემადგენლობა შეინარჩუნოს სასურველი კოროზიისადმი მდგრადობა.
4. მასალის მომზადება და ზედაპირის გაწმენდა
ნიკელის შენადნობის შედუღების წარმატებაზე დიდ გავლენას ახდენს ზედაპირის მომზადება. ნავთობქიმიურ ინდუსტრიაში გავრცელებული პრაქტიკაა:
– ცხიმის/ზეთების მოსაშორებლად შესაფერისი გამხსნელით ცხიმის მოცილება.
– ოქსიდი გაწმინდეთ სპეციალური უჟანგავი ფოლადის ჯაგრისით (არ გამოიყენოთ ნახშირბადოვანი ფოლადის ჯაგრისი).
– ცალკეული ხელსაწყოების გამოყენება: სახეხები, ფლაპ-დისკები და ჯაგრისები სპეციალურად ნიკელის/უჟანგავი ფოლადის მასალებისთვის უნდა იყოს განკუთვნილი ჯვარედინი დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად.
– თანმიმდევრული მორგება და ნაპრალის კონტროლი შედუღების არარსებობის ან დამწვრობის რისკის შესამცირებლად.
მცირე დამაბინძურებლებმაც კი შეიძლება გამოიწვიონ ფორიანობა და შეამცირონ შედუღების მძივის ხარისხი.
5. შემავსებელი ლითონის შერჩევა და თავსებადობა
შემავსებელი ლითონის შერჩევა არ უნდა ეფუძნებოდეს მხოლოდ „მასალა უდრის მასალას“ პრინციპს. პეტროქიმიურ პრაქტიკაში შემავსებლები ხშირად შეირჩევა ბზარებისა და კოროზიისადმი მდგრადობის ოპტიმიზაციისთვის. ზოგადი პრინციპების მაგალითები:
– გამოიყენეთ შემავსებელი, რომელსაც აქვს კარგი ცხელი ბზარებისადმი მდგრადობა და შემადგენლობა, რომელიც ხელს უწყობს სტაბილურ გამყარებას.
– განსხვავებული შედუღებისთვის (მაგ., ნიკელის შენადნობი უჟანგავი ან შენადნობი ფოლადისგან), ხშირად ირჩევა სპეციფიკური ნიკელის შემავსებელი, რომელსაც შეუძლია თერმული გაფართოების სხვაობის ატანა და განზავების პრობლემების შემცირება.
– დარწმუნდით, რომ შემავსებელი აკმაყოფილებს შესაბამის AWS/ASME სტანდარტებს და პროექტის სპეციფიკაციებს.
ბევრ შემთხვევაში, კოროზიის ასპექტი უფრო დომინანტურია, ვიდრე დაჭიმვის სიმტკიცე, ამიტომ შემავსებლის შერჩევა ეფუძნება მომსახურების გამოცდილებას და კოდექსის რეკომენდაციებს.
6. სითბოს შეყვანის, წინასწარი გათბობის და გასასვლელებს შორის ტემპერატურის კონტროლი
ნიკელის შენადნობებს, როგორც წესი, არ სჭირდებათ მაღალი წინასწარი გაცხელება, როგორც ზოგიერთი შენადნობი ფოლადი, თუმცა ტემპერატურის კონტროლი მაინც მნიშვნელოვანია:
– ზედმეტმა სითბოს შეყვანამ შეიძლება გააფართოვოს HAZ (სითბოზე ზემოქმედების ზონა), გაზარდოს დამახინჯება და გაზარდოს სეგრეგაციის ალბათობა, რაც იწვევს ცხელი ბზარების წარმოქმნას.
– მიკროსტრუქტურისა და კოროზიისადმი მდგრადობის გასაკონტროლებლად, გასასვლელებს შორის ტემპერატურა ძალიან მაღალი არ უნდა იყოს.
– ხარისხის შესანარჩუნებლად სქელ ფირფიტებზე ხშირად გამოიყენება მრავალგამტარი ტექნიკა სტაბილური დენის/ძაბვის პარამეტრებით.
ზუსტი პარამეტრები, როგორც წესი, განისაზღვრება WPS-ის (შედუღების პროცედურის სპეციფიკაცია) მეშვეობით და შემოწმებულია PQR-ის (პროცედურული კვალიფიკაციის ჩანაწერი) მეშვეობით.
7. შედუღების ტექნიკა დეფექტების შესამცირებლად
რამდენიმე პრაქტიკული ტექნიკა, რომლებიც ხშირად გამოიყენება პეტროქიმიკატების ნიკელის შედუღებისას:
– ფართო ქსოვასთან შედარებით უპირატესობა ენიჭება სტრინგერ მძივებს, რათა ჩაახშოს სითბოს შეღწევა და მინიმუმამდე იქნას დაყვანილი სეგრეგაცია.
– წიდის ჩაჭედვის თავიდან ასაცილებლად, განსაკუთრებით SMAW-სა და SAW-ში, შუალედური ფენების გაწმენდა ძალიან მნიშვნელოვანია.
– დაწყება-გაჩერების კონტროლი: კრატერი სათანადოდ უნდა შეივსოს კრატერის ბზარების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად.
– GTAW მილების შედუღებისას უკუგაწმენდა (არგონით) ფესვის მძივის დაჟანგვისგან თავის დასაცავად.
– გამოიყენეთ ხარისხიანი დამცავი გაზი და დარწმუნდით, რომ არ არსებობს გაჟონვა, რომელიც იწვევდა დაჟანგვას ან ფორიანობას.
8. შედუღების შემდგომი თერმული დამუშავება (PWHT) და მეტალურგიული მოსაზრებები
ყველა ნიკელის შენადნობს არ სჭირდება PWHT. ბევრ შემთხვევაში, PWHT-ს შეუძლია გამოიწვიოს გარკვეული ფაზების დალექვა, რამაც შეიძლება შეამციროს კოროზიისადმი მდგრადობა ან სიმტკიცე, შენადნობის ტიპის მიხედვით. ამიტომ:
– PWHT ხორციელდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ამას მოითხოვს კოდი (ASME) ან დიზაინი, ან როდესაც ამას კონკრეტული მასალა მოითხოვს.
– კარბიდის/მეტალების ინტერფაზის ფაზის დალექვის რისკის შეფასებისას უნდა გაითვალისწინოს სამუშაო ტემპერატურა და კოროზიული გარემო.
– ზოგიერთი გამოყენებისთვის შეიძლება საჭირო გახდეს ხსნარში გახურება ან სპეციალური თერმული დამუშავება, მაგრამ ეს, როგორც წესი, ხორციელდება შესაბამის დაწესებულებაში და მასალის სპეციფიკაციების საფუძველზე.
9. ინსპექტირება, ტესტირება და გამოყენებული სტანდარტები
ნავთობქიმიურ ინდუსტრიაში ნიკელის მასალებზე შედუღება, როგორც წესი, პროცედურებისა და შემდუღებლის კვალიფიკაციისთვის ASME-ს IX ნაწილის და ASME-ს VIII ნაწილის (წნევის ჭურჭლები) ან B31.3 (პროცესის მილსადენები) შესაბამისად ხორციელდება. ინსპექტირების გავრცელებული მეთოდები მოიცავს:
– VT (ვიზუალური ტესტირება) მძივის ფორმის, დაჭრის და გადაფარვის შესამოწმებლად.
– არაფერომაგნიტურ მასალებში ზედაპირული ბზარების აღმოსაჩენად ეფექტურია PT (თხევადი შეღწევადობის ტესტირება).
– RT/UT შიდა დეფექტების აღმოსაჩენად, როგორიცაა ფორიანობა, შერწყმის არარსებობა ან წიდის ჩართვა.
– მომსახურების მიხედვით, შესაძლოა საჭირო გახდეს დამატებითი ტესტები, როგორიცაა ფერიტის გაზომვა (ასეთის არსებობის შემთხვევაში), სიმტკიცის ტესტირება ან კოროზიის ტესტირება.
დოკუმენტაციის ხარისხი (WPS, PQR, WPQ, მასალის მიკვლევადობა, თერმული ნომერი) ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია პეტროქიმიურ პროექტებში.
10. კესიმპულანი
ნიკელის ლითონის შედუღების ტექნიკა ნავთობქიმიური მრეწველობისთვის მოითხოვს სისუფთავის, პროცესისა და შემავსებლის შერჩევის, ასევე სითბოს შეყვანის კონტროლის მკაცრ დაცვას. ნიკელის შენადნობები შესანიშნავ შესრულებას გვთავაზობენ კოროზიულ და მაღალტემპერატურულ გარემოში, მაგრამ დაბინძურებისა და ცხელი ბზარების მიმართ მათი მგრძნობელობა მოითხოვს შედუღების პროცედურების მკაცრ დიზაინსა და შესრულებას. WPS-ის სათანადო დანერგვის, პარამეტრების კონტროლის, შედუღების სწორი ტექნიკისა და ASME სტანდარტების შესაბამისად საფუძვლიანი შემოწმების გზით, ნიკელზე დაფუძნებული შედუღებული შეერთებების მიღწევა შესაძლებელია გრძელვადიანი საიმედოობის მისაღწევად და ნავთობქიმიურ ობიექტებში კრიტიკული აღჭურვილობის გაუმართაობის რისკის შესამცირებლად.
თუ გსურთ, შემიძლია ეს სტატია უფრო ტექნიკური ხასიათის გავხადო WPS-ის მაგალითების (დენის/ძაბვის დიაპაზონი, დამცავი გაზის ტიპი, მაქსიმალური შუალედური გავლა) ჩართვით ან ერთ კონკრეტულ შენადნობზე, როგორიცაა Inconel 625 ან Hastelloy C-276, ფოკუსირებით.
