Tubo sem costura de aço inoxidável TP347H de grande diâmetro
Pesquisa e desenvolvimento de tubo sem costura de aço inoxidável TP347H de parede grossa de grande diâmetro para unidade de hidrogenação petroquímica
O que é tubo sem costura de aço inoxidável TP347H?
AISI: 347TP347H
EUA: S34700 S34709
EM: 1.4912
tubo sem costura, acessórios para tubos, flange.
O ambiente de aplicação e os requisitos técnicos do tubo sem costura de aço inoxidável 347 347h en 1.4912 na unidade de hidrogenação petroquímica estudaram sistematicamente e resumiram as principais características técnicas do processo de produção de tubos sem costura de aço inoxidável de parede espessa de grande diâmetro, como fundição e tecnologia de controle, plástico processo de conformação, processo de perfuração a quente, processamento de tubo de laminação a frio, tratamento térmico de solução sólida e seu impacto no desempenho do produto. A especificação UNS TP347 é um teste produzido com sucesso Tubo sem costura de aço inoxidável austenítico de parede grossa de 610 mm × 59,54 mm de diâmetro. Os resultados do teste mostram que os índices técnicos do tubo de aço produzido em teste atendem aos requisitos da norma ASTM A312 e às condições técnicas gerais para aquisição de tubos de aço,
Palavras-chave: grande diâmetro; Parede grossa; Hidrogenação petroquímica; Cano de aço inoxidável
Atualmente, com a transformação e desenvolvimento das indústrias petroquímica e química do carvão, a fim de buscar os melhores benefícios econômicos, a escala das unidades tende a ser de grande escala, grande escala, refino e integração química, clustering industrial e desenvolvimento sustentável. Atualmente, grandes fábricas de produtos químicos, como 10 milhões de toneladas de refino de petróleo, 1 milhão de toneladas de etileno e 4 milhões de toneladas de liquefação indireta de carvão, tornaram-se os principais equipamentos de refino e produtos químicos da indústria. O hidrocraqueamento, hidrogenação de resíduos, craqueamento catalítico, hidrorrefino, reforma catalítica e outras unidades de hidrogenação de apoio à refinação e indústria química são medidas importantes para melhorar a utilização dos recursos petrolíferos, promover a conversão eficiente de petróleo pesado para obter mais derivados de petróleo leve, como gasolina e diesel, adaptar-se a padrões de emissão cada vez mais rigorosos, tubo de aço inoxidável sem costura de 347h, melhorar o meio ambiente, controlar a neblina e outras poluições, promover o desenvolvimento verde e lidar com as mudanças climáticas globais. Portanto, como um processo de reação particularmente importante na indústria petroquímica, o processo de hidrogenação é o elo principal do refino de produtos petrolíferos, atualização e processamento de petróleo pesado. Pode refletir o nível de refino e é um símbolo para medir o nível de desenvolvimento da tecnologia de refino de petróleo e carvão de um país. O processo de hidrogenação é o elo principal do refino, atualização e processamento de petróleo pesado de produtos petrolíferos. Pode refletir o nível de refino e é um símbolo para medir o nível de desenvolvimento da tecnologia de refino de petróleo e carvão de um país. O processo de hidrogenação é o elo principal do refino, atualização e processamento de petróleo pesado de produtos petrolíferos. Pode refletir o nível de refino e é um símbolo para medir o nível de desenvolvimento da tecnologia de refino de petróleo e carvão de um país.
1. Análise do ambiente de aplicativos
Com a utilização de recursos de petróleo bruto com alto teor de enxofre e a promoção da conversão eficiente de óleo pesado (resíduo) para obter mais produtos de petróleo leve, como gasolina e diesel, tecnologias-chave como a tecnologia de hidrotratamento de óleo pesado (resíduo) (RHT) e sua combinação novo processo com craqueamento catalítico (FCC) (RICP) melhoraram significativamente o rendimento de produtos de petróleo leve. A temperatura geral de trabalho da unidade de hidrogenação é de cerca de 400 ℃ e a pressão é de 10 ~ 15MPa. O meio de transmissão geralmente inclui óleo pesado (resíduo), vários catalisadores, detergentes, hidrogênio, resíduos residuais (sulfeto, água ácida), etc. A unidade de hidrocraqueamento precisa operar sob condições de alta temperatura, alta pressão e hidrogênio (alta proporção H2 (H2S), H2 + óleo e gás (H2S)) meio corrosivo. H+, HS - e S2 - serão ionizados na solução aquosa. A corrosão do aço inoxidável é um processo de despolarização do hidrogênio. É fácil causar trincas induzidas por hidrogênio (HIC), trincas por corrosão por aplicação de sulfeto (SSCC) e corrosão eletroquímica [6-11]; Também é acompanhado pelas mudanças nos teores de CO2, NH4 + e CN -, valor de pH e muitas outras condições [12-13], resultando na ruptura e falha do corpo da tubulação. Portanto, o tubo de aço inoxidável UNS s34700 TP347H usado em ambiente de alta temperatura, alta pressão e hidrogênio precisa ter boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Também é acompanhado pelas mudanças nos teores de CO2, NH4 + e CN -, valor de pH e muitas outras condições [12-13], resultando na ruptura e falha do corpo da tubulação. Portanto, o tubo de aço inoxidável UNS s34700 TP347H usado em ambiente de alta temperatura, alta pressão e hidrogênio precisa ter boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Também é acompanhado pelas mudanças nos teores de CO2, NH4 + e CN -, valor de pH e muitas outras condições [12-13], resultando na ruptura e falha do corpo da tubulação. Portanto, o tubo de aço inoxidável UNS s34700 TP347H usado em ambiente de alta temperatura, alta pressão e hidrogênio precisa ter boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão.
2 Condições e requisitos técnicos para tubos
2.1 Composição química
Os principais elementos químicos que afetam a corrosão por H2S no aço são C, Mn, P e S. C é o principal elemento que forma a fase M23C6. Com o aumento do teor, é fácil produzir segregação de carboneto, resultando no desvio de dureza entre a área de segregação e a organização circundante, resultando em Corrosão HIC [14]. Ao atender o desempenho do tubo de aço, controle w (c) ≤ 0,08% tanto quanto possível; O elemento S forma inclusões não metálicas MNS e FES no aço, resultando em microestrutura local frouxa e induzindo rachaduras induzidas por hidrogênio (HIC) ou rachaduras por corrosão por aplicação de sulfeto (SSCC) em ambiente úmido de H2S. Portanto, o teor de S é estritamente controlado para tornar seu w (s) ≤ 0,015%; P pode reduzir a zona da fase austenita e formar um composto de baixo ponto de fusão com o aço, de modo que seu w (P) ≤ 0,03%; Mn e Si são os principais elementos para formar inclusões. O padrão americano ASTM A312 requer w (MN) ≤ 2,0%, w (SI) ≤ 1,0% e o controle de conteúdo real é mais rigoroso. Tubo de aço inoxidável 347H fabricado na China
2.2 Inclusões não metálicas
As inclusões não metálicas são fáceis de causar enriquecimento local de hidrogênio para formar hidrogênio molecular, e o aumento da pressão de hidrogênio é fácil de produzir rachaduras. Portanto, a redução, dispersão e esferoidização de inclusões não metálicas, especialmente inclusões de sulfetos, podem melhorar a estabilidade do aço em meio H2S [15]. De acordo com o padrão de inclusões não metálicas em ASTM E45: sulfeto ≤ grau 1,5; Silicato ≤ grau 1,5; Alumina ≤ grau 1,5; Óxido esferoidizado ≤ grau 1,5; Número total de níveis ≤ 5,0; Não há segregação e estrutura não homogênea em faixas com tamanho superior a grau 2,5 no padrão E45.
2.3 Desvio dimensional e qualidade de aparência
O desvio permitido da espessura da parede do tubo sem costura 347 é de ± 12,5%; O comprimento da única ramificação não deve ser inferior a 5,5 m; O grau de flexão do tubo de aço não deve ser superior a 2mm/M; A ovalização e a espessura irregular da parede do tubo de aço não devem exceder 80% das tolerâncias do diâmetro externo e da espessura da parede, respectivamente. As superfícies interna e externa do tubo de aço devem estar livres de rachaduras, dobras, crostas, dobras rolantes, delaminação e outros defeitos.
2.4 Propriedades de tração
347h com o aumento da resistência do aço inoxidável, a sensibilidade à fragilização por hidrogênio aumenta; Um grande número de análises experimentais mostra que o valor máximo de dureza do aço sem SCC está entre hrc20 e 27, e hrc22 é considerado o valor crítico de dureza na engenharia [16]. Realize testes de tração em temperatura ambiente e 500 ℃ e atenda aos requisitos de propriedades mecânicas em temperatura ambiente e alta temperatura
2.5 Tamanho do grão e corrosão intergranular
O tamanho de grão de austenita original deve ser grau 4 ~ 7; O teste de corrosão intergranular é qualificado.
3 Processo de produção
Existem muitos métodos de fundição de aço inoxidável, incluindo fundição EAF + VOD ou AOD. Os novos materiais inoxidáveis Wujin e Yongxing abordam conjuntamente os principais problemas técnicos por meio de empresas a montante e a jusante da cadeia industrial, controlam a composição química e a pureza do aço dos produtos e garantem as propriedades mecânicas dos produtos à temperatura ambiente e alta temperatura; De acordo com o processo de tubo de laminação a frio de parede grossa de grande diâmetro, garanta a precisão dimensional, a qualidade da superfície e o tamanho do grão do tubo de aço.
Fluxo do processo de produção do tubo de aço produzido experimentalmente: EAF → refino AOD → lingote fundido → forjamento a quente → laminação → acabamento → perfuração a quente → decapagem → inspeção e retificação → laminação a frio → desengorduramento → tratamento térmico de solução → acabamento → decapagem → inspeção do produto acabado e teste → embalagem → armazenamento (produto acabado).
3.1 Tecnologia de fundição e controle
Na fundição, o carbono equivalente deve ser controlado em um valor mais baixo, o teor de P e s deve ser rigorosamente controlado, as inclusões não metálicas no aço devem ser reduzidas e a pureza do aço deve ser melhorada. Ao mesmo tempo, os cinco elementos nocivos de baixo ponto de fusão Sn, as, Sb, Bi e Pb são controlados; A tecnologia-chave é ① durante o refino inicial do forno de arco elétrico EAF, a composição da liga é regulada, a relação O2 / AR é ajustada continuamente e o teor de oxigênio é rigorosamente controlado durante a descarbonetação [17]; ② O refino AOD adota processo de escória dupla e proporção razoável de escória para melhorar a capacidade da escória de absorver inclusões flutuantes; O processo adequado de sopro de argônio no fundo do forno pode flutuar totalmente as inclusões no aço fundido,
3.2 Tecnologia de conformação de plástico
O sistema de aquecimento de forjamento e laminação a quente é estabelecido: a temperatura do tarugo sobe lentamente no processo de aquecimento para melhorar a consistência entre a superfície do tarugo e a temperatura central. Ao forjar, considere a queda de temperatura, o modo de deformação e os tempos de aquecimento, especialmente a temperatura final de forjamento ≥ 950 ℃, para evitar a recristalização incompleta causada por temperatura muito baixa, resultando na formação de estrutura de grão misto com tamanho de grão irregular; No processo de forjamento, controle a temperatura de aquecimento e deformação, quebre o cristal colunar na superfície do lingote e a taxa de compressão de forjamento é ≥ 3, de modo a obter uma estrutura de grão uniforme.
3.3 Processo de perfuração a quente
Devido ao efeito de fixação do NBC precipitado no contorno de grão e no movimento de deslocamento durante a perfuração térmica, ele impede o movimento de deslocamento e contorno de grão no cristal, resultando no fortalecimento da precipitação, e a resistência à deformação é relativamente grande [18]. Ajustar e otimizar o sistema de aquecimento do aço redondo revela a interação e a lei de correlação entre a evolução da temperatura de perfuração do aço inoxidável de parede espessa de grande diâmetro na laminação cruzada de grande ângulo de laminação e aerodinâmica do metal, estado da interface e múltiplos fatores, ajustando e otimizando os parâmetros como como sistema de aquecimento, velocidade de perfuração a quente e deformação térmica, e dominar o mecanismo de geração de defeitos e método de regulação no processo de perfuração a quente de aço inoxidável de grande diâmetro [19-21],
3.4 Processo de tratamento térmico de solução
O ambiente úmido de corrosão H2S da unidade de hidrogenação de alta pressão tem requisitos rígidos de resistência, dureza, microestrutura, tamanho de grão e corrosão intergranular de tubos sem costura de aço inoxidável de grande diâmetro. Como um processo chave para garantir a microestrutura e as propriedades dos tubos acabados, o tratamento térmico de solução não apenas elimina a tensão de trabalho a frio, mas também afeta diretamente a força, resistência à corrosão, microestrutura e outras propriedades abrangentes dos tubos [22-23]. Durante o tratamento térmico da solução, de acordo com as características do tubo sem costura de aço inoxidável de grande diâmetro, estenda o tempo de aquecimento e o tempo de espera suficiente para fazer com que os carbonetos se dissolvam totalmente e permaneçam na estrutura de austenita à temperatura ambiente, promover a distribuição uniforme dos elementos e obter baixa sensibilidade à corrosão intergranular. A temperatura do tratamento térmico do TP347 é controlada em 1150 ~ 1190 ℃, o fluxo e a taxa de água de resfriamento são aumentados e o tubo de alta temperatura é resfriado rapidamente através da faixa de sensibilização para evitar a tendência de corrosão intergranular e atender aos requisitos de desempenho abrangentes do tubo.
4 resultados do teste de desempenho
UNS S34700 ; UNS S34709; O tubo sem costura de aço inoxidável TP347 deve ser inspecionado de acordo com a composição química, propriedades mecânicas, tolerância dimensional, tamanho de grão, testes não destrutivos ultrassônicos e hidráulicos de produtos acabados no padrão americano ASTM A312 / a312m-17 e acordos técnicos relevantes.
4.1 Composição química de 347h
A composição química final do tubo sem costura de aço inoxidável TP347 / TP347H atende aos requisitos da norma americana ASTM A312 / a312m-17
4.2 Inclusões não metálicas
A pureza dos materiais está relacionada com a resistência à corrosão dos materiais em uso. De acordo com o método de teste padrão ASTM e45-10 para determinação do teor de inclusão no aço, as amostras são coletadas no final do material de teste e o nível de inclusões não metálicas atende aos requisitos padrão
4.3 Desempenho de corrosão intergranular
De acordo com o método E na determinação ASTM a262-14 da sensibilidade à corrosão intergranular do aço inoxidável austenítico, nenhuma rachadura de corrosão intergranular é encontrada nas superfícies interna e externa da amostra, conforme mostrado na Figura 1. O desempenho da corrosão intergranular do aço inoxidável TP347 sem costura tubo é qualificado.
4.4 Tamanho do grão
O tamanho do grão é determinado de acordo com o método de teste ASTM e112-2013 para determinação do tamanho médio do grão. O tamanho do grão é grau 5,5, que atende aos requisitos de grau 4 ~ 7 da norma, conforme mostra a Figura 2.
4.5 Desempenho de achatamento
De acordo com os requisitos da ASTM a530-2010 Requisitos gerais para tubos especiais de aço carbono e liga de aço, o teste é realizado na máquina eletro-hidráulica servo universal de teste de material we-600c, e não há rachaduras visíveis no interior e exterior superfícies e faces finais, atendendo aos requisitos do padrão astma312 / a312m-17 e condições técnicas gerais para aquisição de tubos de aço
4.6 Teste hidrostático, detecção ultrassônica de defeitos e detecção de defeitos penetrantes
Testado em máquina de teste hidrostático syd-610 (0-35 MPa) de acordo com o padrão ASTM a999 e condições técnicas gerais para aquisição de tubos de aço, atendendo aos requisitos; O NDT foi realizado no detector de falhas ultrassônico ctb-1000 de acordo com o padrão ASTM A312 / a312m-17 e condições técnicas gerais para aquisição de tubos de aço, que atendeu aos requisitos; A detecção de falhas penetrantes deve ser realizada na ranhura do tubo de aço de acordo com ASTM e165 método B e condições técnicas gerais para aquisição de tubos de aço. A norma exige testes na superfície externa e na ranhura do tubo, que atende aos requisitos.
ASTM A213 Padrão ASME SA213M para caldeira de liga de aço austenítico sem costura 347H, superaquecedor
Tubo sem costura do trocador de calor, fábrica de tubos de aço inoxidável 347H
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