Tubo in lega di nichel Hastelloy C2000

Tubo in lega di nichel Hastelloy C2000è il prodotto Ni-ricotto, resistente alla corrosione-resistente alla corrosione-Cr-Mo che contiene un'aggiunta deliberata di rame, e il rame è tutta la storia. Tutte le altre leghe della famiglia C-, da C276 a C22, bilanciano la resistenza agli acidi ossidante e riducente con il solo cromo e molibdeno. C2000 prende la stessa struttura e aggiunge 1,30-1,90% di rame, che cambia il comportamento della lega nell'acido solforico e in altri acidi riducenti tanto che molti elenchi di linee di impianti chimici lo specificano dove C276 e C22 si trovano sul bordo.

 

Il materiale viene fornito secondo ASTM B622 per tubi senza saldatura, con equivalenti saldati secondo ASTM B619 e B626. È classificata come una lega a basso contenuto di-carbonio Ni-Cr-Mo-Cu e l'aggiunta di rame è ciò che la separa dal resto della serie C-. La lega è anche elencata nella norma ASME SB-622 per applicazioni con limiti di pressione, che è la forma in base alla quale vengono scritte la maggior parte delle richieste petrolchimiche e FGD.

Specifiche del tubo in lega C2000

Standard	ASTM B619, ASTM B622 / ASME SB619, ASME SB622, ASTM B 619; ASME SB 619 (saldato); ASTM B622; ASME SB 622 (senza giunture)
Dimensioni del tubo senza saldatura	Diametro esterno da 3,35 mm a diametro esterno di 101,6 mm
Dimensioni del tubo saldato	Diametro esterno da 6,35 mm a diametro esterno di 152 mm
Spessore della parete	0,020" –0,220" o più
Tipo	Senza giunture, ERW, EFW, saldati, fabbricati
Lunghezza	Lunghezza casuale singola, doppia casuale, standard e tagliata
Fine	Lucido, AP (ricotto e decapato), BA (lucido e ricotto), MF
FINE	Estremità liscia, smussata, con battistrada
Certificato di prova	Certificato di prova del produttore
	Certificato di test di laboratorio del governo. Laboratorio approvato.
	Ispezione di terze parti-di SGS

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Composizione chimica del tubo Hastelloy C2000 secondo ASTM B622

La tabella seguente elenca i limiti di analisi termica ASTM B622-per UNS N06200. Il nichel è l'elemento di equilibrio ed è tipicamente presente al minimo del 59%, con i livelli di cromo e molibdeno posizionati vicino al profilo C22 mentre il rame occupa la banda che C22 non contiene.

 

Elemento	Limite di composizione,%
Ni	59,0 minuti (saldo)
Cr	22.0 - 24.0
Mo	15.0 - 17.0
Cu	1.30 - 1.90
Fe	3,0 massimo
Co	2,0 massimo
Mn	0,50 massimo
Sì	0,08 massimo
C	0,010 massimo
P	0,025 massimo
S	0,010 massimo

 

Tre numeri in questa tabella portano il peso ingegneristico. L'intervallo di cromo 22,0-24,0% è il più alto della famiglia della serie C- e garantisce resistenza ai mezzi ossidanti come acido nitrico, cloruro ferrico e acido solforico aerato. L'intervallo di molibdeno 15,0-17,0% fornisce la resistenza riducente-acida per la quale sono note le leghe di nichel-molibdeno. La riga di rame, 1,30-1,90%, è l'elemento che nessun'altra lega della famiglia C contiene ed è il motivo per cui il tubo C2000 è la scelta di prima linea per il servizio con acido solforico dove C276 e C22 mostrano un comportamento limite.

 

Il massimo dello 0,010% di carbonio è un altro dettaglio importante. Il basso contenuto di carbonio mantiene stabile la lega nella soluzione-condizione ricotta e limita la formazione di carburi al contorno del grano-durante la saldatura e il servizio nell'intervallo di sensibilizzazione di 650-980 gradi. Insieme allo stretto massimo di 0,08% di silicio, è uno dei motivi per cui il tubo C2000 può essere saldato sul campo senza trattamento termico post-saldatura nella maggior parte dei servizi.

 

Proprietà meccaniche del tubo C2000 allo stato ricotto

ASTM B622 richiede le seguenti proprietà meccaniche minime per i tubi senza saldatura UNS N06200 nella condizione ricotta-, che è la condizione in cui il tubo viene sempre consegnato e utilizzato:

 

Proprietà	Valore minimo (ASTM B622)
Resistenza alla trazione	690 MPa (100 ksi)
Resistenza allo snervamento, compensazione dello 0,2%.	310 MPa (45 ksi)
Allungamento in 2 pollici (50,8 mm)	40%

 

Questi sono i valori garantiti che compaiono sul certificato di prova del mulino. I valori di produzione effettivi sono più alti: i dati tipici pubblicati da Haynes International per la lamiera ricotta-mostrano circa 752 MPa di trazione e 359 MPa di resa a temperatura ambiente, e l'allungamento tipico del tubo ricotto è del 40-45%. La conseguenza pratica per l'acquirente del tubo è che il C2000 è un materiale completamente strutturale e non una scelta-solo soggetta a corrosione. Presenta parametri di progettazione ASME B31.3 paragonabili alle altre leghe della serie C-lavorata e si applica la stessa logica di calcolo dello spessore della parete di C276 o C22.

 

Proprietà fisiche e dati di peso

La densità di Hastelloy C2000 è 8,5 g/cm³ (0,307 lb/in³), leggermente inferiore a C276 a causa del contenuto di rame. Il peso teorico del tubo C2000 viene calcolato con la stessa formula della lega di nichel- utilizzata in tutta la gamma di prodotti: il peso in kg per metro equivale a 0,02466 volte (diametro esterno meno spessore della parete) per lo spessore della parete, con tutte le dimensioni in millimetri. Un tubo SCH 40S C2000 DN100 (114,3 mm) con una parete di 6,02 mm funziona quindi a circa 16,07 kg/m prima della tolleranza di lavorazione e questa è la cifra utilizzata per preventivi e scopi di trasporto, a meno che l'ordine non specifichi la massa pesata effettiva.

 

Proprietà	Valore
Densità	8,5 g/cm³
Intervallo di fusione	1350 - 1400 grado (circa)
Modulo di elasticità (temperatura ambiente)	213 GPa (circa)
Resistività elettrica (temperatura ambiente)	1,26 μΩ·m (circa)
Conduttività termica, 100 gradi	11,4 W/m·K (circa)

 

Standard di produzione e forme disponibili

I prodotti per tubazioni C2000 sono fabbricati e forniti in base alle seguenti specifiche:

 

• ASTM B622 / ASME SB-622 - Tubi e tubi in lega di nichel e nichel senza saldatura-cobalto
• Tubo saldato ASTM B619 / ASME SB-619 -, dimensioni standard
• Tubo saldato ASTM B626 / ASME SB-626 -, dimensioni standard
• Raccordi e flange ASTM B366 - per la lega nei sistemi di tubazioni

 

Tubo senza saldaturasotto B622 è prodotto mediante lavorazione a caldo o a freddo di una billetta forata seguita da ricottura a 1121-1149 gradi (2050-2100 gradi F) e raffreddamento rapido, tipicamente tempra in acqua. La ricottura è ciò che ripristina la resistenza alla corrosione dopo la lavorazione: il cromo, il molibdeno e il rame devono essere completamente in soluzione solida, e il rapido raffreddamento impedisce la precipitazione di fasi secondarie che altrimenti creerebbero attacchi localizzati in servizio.

 

Tubo saldatosotto B619 è formato da nastro C2000 ricotto e saldato con metallo d'apporto corrispondente (ERNiCrMo-17, classificazione AWS A5.14). Dopo la saldatura, il tubo viene ricotto su tutto il corpo e poi lavorato a freddo nella zona di saldatura dove richiesto per soddisfare le tolleranze di parete e diametro delle specifiche. Per la maggior parte dei servizi chimici e FGD, il prodotto saldato soddisfa gli stessi standard di corrosione del prodotto senza saldatura; senza soluzione di continuità rimane l'impostazione predefinita laddove il codice della tubazione o le specifiche del cliente lo richiedono.

 

Taglie e orari disponibili

Il tubo senza saldatura C2000 è stoccato e prodotto nel seguente volume, con dimensioni intermedie e spessori di parete personalizzati disponibili su richiesta:

 

Parametro	Allineare
Diametro esterno	Da 6,0 mm (1/8") a 219,1 mm (8"), dimensioni maggiori in base al progetto
Spessore della parete	Da 0,5 mm a 18,26 mm (da SCH 5S a SCH XXS)
Lunghezza	Lunghezza fissa 6 m / 12 m, oppure lunghezze casuali per ordine
Finitura finale	Estremità liscia, smussata o filettata a seconda delle esigenze
Pressione di prova	Test idrostatico conforme a ASTM B622 o pneumatico previo accordo

 

La gamma pratica di acquisto per i tubi di processo va da NPS 1/8 a NPS 8 nei modelli SCH 10S, SCH 40S e SCH 80S. Diametri più grandi e pareti pesanti vengono prodotti in base alle richieste di progetto, solitamente come tubi saldati o come tubi senza saldatura-disegnati su misura, e i tempi di consegna sono indicati nell'ordine effettivo. Quando la richiesta indica un abaco anziché un muro esplicito, viene fornito il muro standard ASME B36.10 a meno che il disegno non richieda il calcolo del muro minimo.

 

Prestazioni alla corrosione: dove C2000 guadagna le sue specifiche

L'aggiunta di rame conferisce a C2000 un profilo di corrosione che si colloca tra le leghe della serie C- in modo specifico. Nei mezzi fortemente ossidanti come l'acido nitrico, il cloruro ferrico e il cloruro rameico, l'alto contenuto di cromo fornisce la resistenza. Nei mezzi riducenti come l'acido cloridrico e l'acido solforico diluito, il contenuto di molibdeno determina le prestazioni. La riga del rame aggiunge un miglioramento misurabile dell'acido solforico su un ampio intervallo di concentrazione e temperatura, che è proprio il servizio in cui C276 e C22 sono spesso marginali.

 

Ambiente	Comportamento del C2000	Commento
Acido solforico, diluito al 70%	Eccellente	L'aggiunta di rame è l'elemento di differenziazione rispetto a C276/C22
Acido cloridrico, diluito	Molto bene	Resistenza mo-guidata; il limite dipende dalla temperatura
Acido nitrico e mezzi ossidanti	Eccellente	La gamma ad alto contenuto di Cr svolge questo compito
Flussi di processo contenenti cloruro-	Eccellente	Elevata resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale
Cloro umido e ipoclorito	Molto bene	Comune nel servizio agli impianti di pasta di legno e candeggina
Acqua di mare e salamoia	Eccellente	Resistenza alla vaiolatura paragonabile ai migliori gradi della famiglia C-

 

La resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale del C2000 in ambienti contenenti cloruro è tra le più elevate tra le leghe di nichel lavorato. Nei test ASTM G48 la temperatura critica di vaiolatura e la temperatura critica interstiziale di C2000 sono costantemente superiori a quelle di C276, il che rende la lega una scelta standard per le fasi di biossido di cloro negli stabilimenti di produzione di pasta di carta, per gli interni degli assorbitori FGD e per gli scambiatori di calore nel servizio con acqua di mare clorurata. La lega resiste inoltre alle fessurazioni da stress-corrosione nei cloruri, eliminando la modalità di guasto che minaccia gli acciai inossidabili austenitici nello stesso compito.

 

Applicazioni tipiche del tubo C2000

Le specifiche del tubo C2000 negli impianti operativi si concentrano sui servizi in cui si alternano condizioni ossidanti e riducenti o dove l'acido solforico a temperatura elevata incontra la contaminazione da cloruro. Le applicazioni comuni includono:

 

• Linee di produzione e stoccaggio di acido solforico, compreso il servizio con acido al 93-98% in cui la temperatura è controllata
• Tubazioni per la desolforazione dei gas di combustione (FGD), linee di spruzzatura degli assorbitori e sistemi di acqua di lavaggio
• Impianti di sbiancamento della pasta di legno e della carta, in particolare linee di generazione e applicazione di biossido di cloro (ClO2).
• Componenti interni di reattori chimici e tubi di scambiatori di calore in impianti farmaceutici e agrochimici
• Tubazioni per processi cloro-alcalini che gestiscono cloro umido, ipoclorito e salamoia
• Linee di decapaggio e rigenerazione acidi nella lavorazione dell'acciaio

 

In ognuno di questi servizi viene specificato il tubo C2000 perché la linea vede escursioni sia ossidanti che riducenti, oppure perché il contenuto di cloruri rende marginale il C276 e inaccettabile il 316L. Il sovrapprezzo rispetto al C276 è moderato e consente di acquistare un campo operativo più ampio anziché una resistenza maggiore, quindi la decisione sulle specifiche viene solitamente presa dall'ingegnere della corrosione sulla base dei dati pilota piuttosto che dal progettista delle tubazioni.

 

Saldatura e fabbricazione del tubo C2000

Il tubo Hastelloy C2000 è saldato con il metallo d'apporto ERNiCrMo-17 corrispondente (classificazione AWS A5.14 / A5.11). La procedura di saldatura è semplice per una lega di nichel: GTAW con o senza apporto è standard e non è richiesto il preriscaldamento.

 

Normalmente non è richiesto un trattamento termico post-saldatura perché il basso contenuto di carbonio e il metallo base ricotto-raffreddato rapidamente mantengono la zona interessata dal calore della saldatura-in una condizione resistente alla corrosione-per la maggior parte dei servizi. Laddove le specifiche del cliente richiedono la massima resistenza alla corrosione dopo la saldatura, una ricottura completa a 1121-1149 gradi seguita da tempra in acqua ripristina la microstruttura ottimale, ma questo viene raramente fatto per i tubi sul campo.

 

I raccordi e le flange per i sistemi C2000 vengono forniti secondo ASTM B366, che copre i raccordi lavorati della stessa lega, e le flange sono lavorate a macchina da un prodotto forgiato o da barra di chimica corrispondente. Il progettista delle tubazioni deve specificare la classe del metallo d'apporto sulla WPS e la qualifica del saldatore deve riguardare una procedura relativa alla lega di nichel-, non una procedura relativa all'acciaio inossidabile.

 

La lega è più lenta nel bagno di saldatura rispetto all'acciaio inossidabile austenitico e la temperatura di interpass deve essere mantenuta al di sotto di 100 gradi per evitare cricche a caldo nelle sezioni spesse.

 

Controllo qualità e certificazione

Ogni lunghezza di tubo C2000 fornita secondo ASTM B622 è accompagnata dal certificato di prova della fabbrica. Il certificato riporta la chimica del calore, i risultati dei test meccanici e l'esame non-distruttivo eseguito. Il pacchetto di esami standard per questo grado include il test idrostatico richiesto dalle specifiche e, ove richiesto dall'ordine, l'esame a correnti parassite-o a ultrasuoni dell'intera lunghezza.

 

L'identificazione positiva del materiale (PMI) viene offerta come fase di ispezione aggiuntiva ed è consigliata quando il tubo viene installato insieme a C276 o C22, poiché le leghe sono visivamente identiche e la differenza del rame non è rilevabile a occhio.

 

Per gli ordini di esportazione la certificazione viene rilasciata secondo EN 10204 3.1 o 3.2 come specificato e, su richiesta, viene organizzata un'ispezione di terze parti- da parte di SGS, BV o TUV. L'imballaggio per la spedizione all'estero è costituito da casse di legno o telai di acciaio con estremità sigillate, in modo che il tubo arrivi al sito del progetto senza danni alla filettatura o contaminazione delle estremità, pronto per l'installazione.

 

Il tubo Hastelloy C2000 è un prodotto specializzato e la decisione di acquisto si basa sui dati sulla corrosione, non solo sul prezzo. Quando l'elenco delle linee specifica UNS N06200, il tubo deve essere ordinato in base a ASTM B622 con la condizione ricotta dichiarata, la schedula o lo spessore della parete forniti esplicitamente e il certificato di prova richiesto nel formato richiesto dal piano QA del progetto.

 

 

 

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