Бесшовные трубы из монеля 400: спецификация ASTM B165, наличие размеров и номинальное давление

Труба бесшовная Монель 400изготовлен в соответствии с ASTM B165 (UNS N04400), поставляется с размерами NPS от 1/8 до 12 дюймов и внешним диаметром от 6 до 273 мм по сортам стенок от 5S до XXS, с расчетным напряжением около 115-130 МПа при температуре окружающей среды, падающей примерно до 95 МПа при 300 градусах Цельсия и 75 МПа при 400 градусах Цельсия. Типичная труба NPS 2 x SCH 80 выдерживает рабочее давление примерно 34–40 МПа (5000–5800 фунтов на квадратный дюйм) при температуре окружающей среды — консервативный выбор, когда морская вода или кислая коррозия исключают использование нержавеющей стали.

В одном предложении: бесшовные трубы B165 — это-коррозионно-стойкие трубопроводы для морской воды, рассола и неокисляющих химических веществ при температуре ниже 450 градусов Цельсия, заказываемые с полным MTC и PMI и рассчитанные по уравнению ASME B31.3 с использованием допустимых напряжений B165.

Что такое бесшовная труба Монель 400 и где она используется?

Бесшовная труба из монеля 400 (UNS N04400) представляет собой никелево-медный сплав (около 63–70 процентов Ni, 28–34 процента меди), вытянутый без сварки и используемый там, где морская вода, солоноватая вода, плавиковая кислота и многие химические вещества разрушают нержавеющую и углеродистую сталь.

Поскольку труба является бесшовной (без продольных сварных швов), она имеет одинаковую прочность и не подвержена риску коррозии швов-линей -, что важно при работе в морской воде под высоким-давлением и в кислой среде. Типичное использование:

• Морской пехотинец:Линии охлаждения морской воды, противопожарной воды, балласта и нагнетания на судах и морских платформах.
• Химический:Заводские и технологические трубопроводы для работы с рассолами, каустиком и неокисляющими кислотами.
• Переработка:Установки HF-алкилирования, обработка серной и соляной кислоты (разбавленной, не-аэрированной).
• Оборудование:Корпуса клапанов, корпуса-теплообменников и измерительные трубки, работающие в условиях коррозии.

Что на самом деле определяет ASTM B165?

ASTM B165 (теперь гармонизированный как ASME SB-165) охватывает бесшовные трубы и трубки из никель-медных сплавов UNS N04400 (Монель 400) и UNS N04405, определяя химический состав, свойства на растяжение, размеры и испытания труб и трубок под давлением.

B165 — спецификация материала; Размеры соответствуют стандарту ASME B36.10M (размеры труб из углеродного сплава) для большинства труб, а B165 также соответствует трубке теплообменника-B163. Всегда сопоставляйте B165 с соответствующими стандартами проектирования размеров и давления-.

Какие размеры и сортаменты доступны для бесшовных труб Monel 400?

Бесшовные трубы Monel 400 обычно доступны размером от 1/8 до 12 дюймов NPS (наружный диаметр от 6 до 273 мм) с классами стенок 5S, 10S, 40S, 80S, 160 и XXS; большие диаметры, превышающие 12 дюймов, обычно привариваются (крышки B165 бесшовные, крышки B775/B619 сварные).

Примечание: бесшовные трубы диаметром более 12 дюймов становятся дефицитными и дорогими; для крупных линий практичной альтернативой является сварной материал из монеля 400 (ASTM B775/B619) со 100-процентной рентгенографией. Компания JN Alloys имеет на складе стандартные размеры NPS 1/2-8, а по запросу предлагает изделия большего размера или толстостенные.

Каковы допустимые напряжения и номинальные давления?

При использовании ASME B31.3 с допустимыми напряжениями B165 бесшовная труба Monel 400 рассчитана на расчетное напряжение около 115–130 МПа при температуре окружающей среды, падающее примерно до 95 МПа при 300 °C и 75 МПа при 400 °C; Рабочий пример для NPS 2 SCH 80 дает рабочее давление примерно 34–40 МПа (5000–5800 фунтов на квадратный дюйм) при температуре окружающей среды.

Это значения инженерной проверки, составленные на основе типичных наборов данных ASME II-D/B31.3 для N04400. В окончательном проекте необходимо использовать действующую редакцию ASME и явный допуск на коррозию.

Как рассчитать рабочее давление для данного размера?

Используйте уравнение окружного напряжения ASME B31.3-t=P*D / (2*(S*E + P*Y)) и инвертируйте его для P; для тонкостенных труб -хорошим приближением является P=2*S*t / D, где S — допустимое напряжение B165, t — толщина стенки, а D — наружный диаметр.

Рабочий пример - NPS 2 SCH 80 Monel 400 при 20 градусах Цельсия:

Входы:наружный диаметр=60.3 мм; СЧ 80 стенка т= 5.54 мм.

Стресс:S=120 МПа (типично допустимо).

Результат:P примерно=2 * 120 * 5,54/60.3=22.0 МПа для тонкостенных; включая коэффициент Y B31.3 и соотношение D/t, дает рабочее давление около 34–40 МПа (5000–5800 фунтов на квадратный дюйм) при температуре окружающей среды со стандартной эффективностью соединения.

Всегда добавляйте припуск на коррозию (обычно 1,5–3 мм в морской воде) к рассчитанной минимальной стенке перед заказом и уточняйте у инженера по напряжению труб для конкретной системы.

Чем труба Monel 400 отличается от труб 316L, 904L и Inconel 625?

Монель 400 значительно превосходит 316L и 904L в морской воде и многих неокисляющих кислотах, но 625 выигрывает там, где требуется растрескивание под действием хлоридов,-высокая прочность или очень высокая температура; 400 – экономически-эффективный выбор для защиты от коррозии при температуре ниже 450 градусов Цельсия.

Правило выбора: выберите 400 для коррозии-первых линий морской воды/химических продуктов; Выбирайте 625 только в том случае, если необходима высокая прочность, устойчивость к растрескиванию под воздействием хлоридов-или температура выше 450 градусов Цельсия.

Приемлема ли труба Monel 400 для работы с сернистым-газом (H2S)?

Да, - Монель 400 — это твердый-растворный никелевый-медный сплав без закалки, поэтому он невосприимчив к сульфидному-растрескиванию под напряжением- и принят в соответствии со стандартами NACE MR0175/ISO 15156 для работы с H2S без ограничения твердости, в отличие от-закаленного K500.

• Иммунитет к ССК:Отсутствие мартенсита и механизма закалки означает отсутствие риска SSC ​​в самом сплаве.
• Статус КДЕС:Входит в список коррозионно--стойких сплавов, пригодных для работы в кислых средах согласно NACE MR0175.
• Реальный лимит:Основным ограничением при работе в кислой среде является внешнее хлоридное изъязвление в аэрированной морской воде, которое смягчается конструкцией и покрытиями.

Если леска также требует высокой прочности и кислой эксплуатации, используйте-затвердевший от старения K500 (выдерживаемый<=35 HRC) or 625 are alternatives; for straight corrosion piping, 400 is the simplest compliant choice.

Какие методы сварки и изготовления применяются к трубам Monel 400?

Сварите трубу из монеля 400 с никель-медным наполнителем (ERNiCu-7 / ENiCu-7), поддерживайте ее в чистоте и не допускайте загрязнения углеродистой сталью, а после тяжелой формовки отожгите; предварительный нагрев обычно не требуется, поскольку сплав не поддается закалке.

• Наполнитель:AWS A5.14 ERNiCu-7 или A5.11 ENiCu-7 соответствует базовому химическому составу и сохраняет коррозионную стойкость.
• Чистота:Загрязнения маслом, смазкой и железом вызывают пористость и дефекты сварных швов; чистите инструментами из-нержавеющей стали.
• Упрочнение:Монель-затвердевает; используйте острые инструменты, более медленные скорости и жесткие приспособления при обработке или гибке.
• Форма публикации-:При сильных изгибах отжиг-для снятия напряжения (около 550–650 градусов Цельсия) после формовки восстанавливает пластичность.
• Предварительный нагрев/PWHT:Не требуется (не-закаливаемый), но если указано, удалите остаточные напряжения для изготовленных катушек большого размера.

Какие испытания и документация вам необходимы?

Требуется сертификат испытания материала EN 10204 3.1 (или 3.2), подтверждающий химический состав и прочность на растяжение, а также положительная идентификация материала (PMI), гидростатические испытания и, для критических линий, радиографическое или ультразвуковое исследование сварных швов.

Каковы основные коррозионные преимущества труб Монель 400?

Труба из монеля 400 противостоит морской воде и солевым брызгам лучше, чем любая нержавеющая сталь, выдерживает воздействие плавиковой и многих неокисляющих кислот и остается пластичной до криогенных температур -, что делает ее универсальным-коррозионным материалом.

• Морская вода:Десятилетия службы в системах забортной воды на судах и платформах с незначительной коррозией.
• Кислоты/щелочи:Хорошая устойчивость к HF, разбавленной H2SO4/HCl (неаэрированной-) и каустике.
• Криогенный:Сохраняет прочность до -200 градусов Цельсия, подходит для СПГ и криогенных трубопроводов.
• Нет ССС:Не трескается под воздействием хлоридов-как аустенитная нержавеющая сталь в теплой морской воде.

Каковы пределы и виды отказов труб Monel 400?

Основными ограничениями являются низкая производительность в окислительных кислотах (азотная, сильная газированная серная кислота), риск стрессовой-коррозии только в экстремальных условиях и хлоридное изъязвление в аэрированной/застойной морской воде; Хорошая конструкция и выбор сплава позволяют избежать сбоев.

Какие сопутствующие стандарты применяются к трубопроводным системам Monel 400?

Для труб, кроме B165, используйте ASTM B164 (стержень/стержень), B127 (пластина), B163 (теплообменная трубка), B775/B619 (сварная труба), B564 (поковки) и ASME B31.3 для расчета давления, а также NACE MR0175 для работы в кислой среде.

Часто задаваемые вопросы о бесшовной трубе Монель 400

B165 (ASME SB-165) охватывает бесшовные трубы и трубки из никель-медного сплава UNS N04400 (монель 400) и N04405 с указанием химического состава, свойств на растяжение, размеров и испытаний.

Каких размеров бывают бесшовные трубы Monel 400?

Обычно размер NPS от 1/8 до 12 дюймов (внешний диаметр от 6 до 273 мм) в классах от 5S до XXS; используется сварная труба диаметром более 12 дюймов (B775/B619).

Какое номинальное давление имеет труба Монель 400?

Расчетное напряжение составляет около 115-130 МПа при температуре окружающей среды, падая примерно до 75 МПа при 400 град.С; Труба NPS 2 SCH 80 выдерживает давление примерно 34–40 МПа (5000–5800 фунтов на квадратный дюйм) при температуре окружающей среды по уравнению B31.3.

Подходит ли труба Monel 400 для работы с кислым H2S?

Да. Как сплав на твердом- растворе он невосприимчив к сульфидному растрескиванию под напряжением и принят в соответствии с NACE MR0175 без ограничения твердости; реальным ограничением является внешнее хлоридное изъязвление в аэрированной морской воде.

Какой наполнитель используется для сварки трубы Монель 400?

Никель-медный наполнитель ERNiCu-7 или ENiCu-7, со строгой чистотой во избежание пористости и загрязнения.

Чем труба Монель 400 отличается от трубы 316L?

400 устойчив к морской воде и многим не-окисляющим кислотам гораздо лучше, чем 316L, и предотвращает растрескивание под действием хлоридов, что обходится примерно в 2 раза дороже; 316L остается для мягкой, сухой или экономичной эксплуатации.