Javító elektródák. Fehérvári Gábor

Átírás

1 Fehérvári Gábor

2 UPSTREAM DOWNSTREAM

3 Jellemző egységek az üzemi körülmények szerint Hőm.: C Nyomás: Bar HDS Reaktorok HC Reaktorok Hőcserélők Hőm.: C Nyomás: Bar Csőkemencék Szeparátorok Regenerátorok Pirolízis kemencék Hőmérséklet: -196 C-ig Speciális olajipari berendezések Kemencék Kriogén tárolók

4 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

5 Hidrogén okozta károsodások nagy hőmérsékleten és nyomáson 3. 3 [vaskarbid bomlása] 2. [hidrogén és karbon reakciója] karbidok Dekarbonizálódott réteg

6 Hidrogén okozta károsodások nagy hőmérsékleten és nyomáson Két MnSzárványhoz kapcsolódó lépcsőzetes repedések (500x) Hidrogén okozta hibák a szemcsehatár mentén Hidrogén okozta hólyag (blistering) Hólyagok egy C-0.5Mo anyagú karimán

7 Nelson diagram különböző acéltípusokra Határértékek jellemző olajipai berendezéseknél FCC Regenerátor szeparátor Kemence csővezetékek Kokszoló Effluent hőcserélő HDS Reaktor Hidrokrakkoló Reaktor Frakcionáló

8 Hidrokrakkoló reaktor hegesztett kötései Tandem SAW SAW+SMAW Tandem SAW GTAW-MC W/O GTAW+SAW Skirt Tandem SAW Manway Strip SAW W/O SAW FCAW W/O Strip SAW W/O SAW W/O Strip SAW W/O GTAW-MC W/O GTAW-MC Tandem SAW W/O Head W W/O W/O W/O W/O W Head W W/O W/O W W W/O W/O Nozzle Nozzle Nozzle W W/O W W W/O W/O W W W W NDE W Skirt NDE PWHT PWHT Internal 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: Flux cored arc welding SMAW: Shielded metal arc welding W: Joint welding W/O: Weld Overlay NDE: Nondestructive examination PWHT: Postweld heat treatment

9 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 Cr-Mo acélok Előmelegítés 50 C-altörténő megnövelése elhárítja a repedések keletkezését. 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!

10 Hidrogénnel telítődött acélok javító hegesztése CrMo-acélokhegesztésének 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 C, lépcsős hűtés) Alacsony hidrogén tartalmú elektródák alkalmazása Alapanyagnak megfelelő hegesztőanyag használata, (NIBAS 70/20, de csak S-mentes közegben 600C-os üzemi hőm.-ig)

11 Speciális olajipari berendezések anyagai és hegesztőanyaguk

12 Speciális olajipari berendezések anyagai és hegesztőanyaguk

13 Speciális olajipari berendezések anyagai és hegesztőanyaguk

14 Speciális olajipari berendezések anyagai és hegesztőanyaguk

15 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: Hegesztési eljárások termelékenysége: 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%)

16 Tipikus plattírozási eljárások Szalagelektródás fedettívű hegesztés (SAW) Szalagelektródás elektrosalakos heg. (ESW) Előnyei: Gyors leolvasztás, termelékenység Jóminőségű varratfém és külalak Könnyen leváló salak Homogén varratfém kis dúsulás, kis repedésérzékenység 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

17 Plattírozás berendezései Cladding nozzle 30 ES2-75 Cladding nozzle 60ES2-207 Cladding nozzle 125ES1-300 Szalag szélessége: mm Szalag szélessége: mm Szalag szélessége: mm

18 Szalagelektródás felrakó hegesztések olajipari berendezéseknél

19 Plattírozás hegesztőanyagainak fejlesztési irányai Nagyobb leolvadási arány Rétegek számának csökkentése Nagy sebességű fedőporok: Túlötvözött szalagok Nagyobb áramerősség Max heg.seb.: cm/min maxleolv.seb.: kg/h egyrétegű fedőporok: Felhígulás mértékének csökkentése a fedőporban lévő ötvözőelemek segítségével

20 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

21 Plattírozott réteg vizsgálata (disbonding test) ASTM G szerinti vizsgálat menete: hegesztés Hidrogén nyomás alatti pihentetés 10 nap tárolás szobahőmérsékleten (relaxing) Elvált terület meghatározása (<2%) Vizsgálat paraméterek: 100 o C-500 o C közötti hőmérséklet Hidrogén nyomása bar 48 óra expoziciós idő Hűlési sebesség 100 o C-700 o C/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 = 1450A U = 24 V Vheg= 35 cm/min C, 30 h T = C P = 150 bar t= 48 óra Tc= C/h D <1.5 %

22 Szalagelektródás felrakó hegesztések olajipari berendezéseknél Hidrokrakkolócsatlakozó csonkja

23 Szalagelektródák és fedőporok néhány ötvözettípushoz ötvözet típusa szalag+fedőpor ötvözet típusa szalag+fedőpor ötvözet típusa szalag+fedőpor ötvözet típusa szalag+fedőpor C-Mnacél SoudotapeA + Record S46T 410 Soudotape430 + Record EST Soudotape308L + Record EST MM Soudotape310 + Record EST C-6Cr-0.7Mo SoudotapeA + Record RT Soudotape420 + Record Cr10Ni4.5Mn Soudotape309L + Record EST307 Duplex Soudotape22.6.3L + Record EST Mo SoudotapeA + Record SMoTW 420Mo Soudotape420 + Record EST H Soudotape309L + Record EST122 Superduplex Soudotape22.6.3L+ Record EST Cr-2Ni-0.5Mo SoudotapeA + Record RT Soudotape430 + Record RT L Soudotape308L + Record INT SMO Soudotape254SMo+ Record EST Cr-0.5Mo SoudotapeA + Record CrMo15TW 13Cr3Ni1MoNbV Soudotape430+ Record RT L Soudotape316L + Record EST L Soudotape LCu + Record Int101 1Ni-0.5Mo SoudotapeA + Record NiMo15T 13Cr6Ni2Mo Soudotape430L + Record RT Soudotape347 + Record INT Soudotape825 + Record EST201 2Cr-1Mo SoudotapeA + Record CrMo21TW 13Cr4Ni1Mo Soudotape430 + Record EST L Soudotape317L + Record EST Soudotape625 + Record EST236 3Cr-0.5Mo SoudotapeA + Record RT Cr Soudotape430 + Record RT Soudotape316L + Record EST SoudotapeNiCr3+ Record EST229 5Cr-0.9Mo SoudotapeA + Record RT350 Cobaltalloy6 SoudotapeSCoCr6 + Record EST C-6Cr-1.5Mo-1.5W SoudotapeA + Record RT159 Colbaltalloy21 SoudotapeSCoCr21+ Record EST126

24 Alacsony hőmérsékletű (kriogén) berendezések hegesztése 2.5% Ni Steel ASTM: A203Gr. A, B 3.5% Ni Steel ASTM: A203 Gr. D, E, F 5% Ni Steel; ASTM: A353 9%Ni Steel ASTM: A553 forráspont -60 C -101 C -120 C -196 C Jellemző alkalmazások: Tároló tartályok (LNG) Csővezetékek Szelepek, csatlakozók Nyomástartó edények Jellemző alapanyagok: Finomszemcsés acélok Korrózióálló acélok 3.5% Ni-acélok 5-9% Ni-acélok alumínium 600x több gáz folyadékként, víznél 45%-kal könnyebb

25 Alacsony hőmérsékletű (kriogén) berendezések hegesztése Alapanyag SMAW GTAW / GMAW FCAW SAW 3.5% Ni (11MnNi5) Phoenix SH Ni2K 70 Union I 2.5 Ni Union S2Ni UV418TT 5% Ni (X12Ni5) Thermanit 19/15 Thermanit 19/15 + M L (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 M444 Böhler bármely hegesztési technológiához, nagyszilárdságú( MPa) és alakváltozó képességű( J) hegesztőanyagok széles választékát biztosítja.

26 Fehérvári Gábor Böhler-Uddeholm Hungary kft