Tubo sin soldadura de acero inoxidable TP347H de gran diámetro
Investigación y desarrollo de tubería sin costura de acero inoxidable TP347H de pared gruesa de gran diámetro para unidad de hidrogenación petroquímica
¿Qué es el tubo sin soldadura de acero inoxidable TP347H?
AISI: 347TP347H
EE. UU.: S34700 S34709
EN: 1.4912
tubería sin costura, accesorios de tubería, brida.
El entorno de aplicación y los requisitos técnicos de la tubería sin costura de acero inoxidable 347 347h en 1.4912 en la unidad de hidrogenación petroquímica, estudió y resumió sistemáticamente las características técnicas clave del proceso de producción de tubería sin costura de acero inoxidable de pared gruesa de gran diámetro, como tecnología de fundición y control, plástico proceso de formación, proceso de perforación en caliente, procesamiento de tubos laminados en frío, tratamiento térmico de solución sólida y su impacto en el rendimiento del producto. La especificación UNS TP347 es una prueba exitosa de tubería sin costura de acero inoxidable austenítico de pared gruesa de 610 mm × pared 59,54 mm de diámetro grande. Los resultados de las pruebas muestran que los índices técnicos de la tubería de acero producida en la prueba cumplen con los requisitos de la norma ASTM A312 y las condiciones técnicas generales para la adquisición de tuberías de acero.
Palabras clave: gran diámetro; pared gruesa; hidrogenación petroquímica; Tubería de acero inoxidable
En la actualidad, con la transformación y el desarrollo de las industrias petroquímica y química del carbón, para buscar los mejores beneficios económicos, la escala de las unidades tiende a ser a gran escala, a gran escala, integración química y de refinación, agrupación industrial y desarrollo sostenible. En la actualidad, las grandes plantas químicas, como 10 millones de toneladas de refinación de petróleo, 1 millón de toneladas de etileno y 4 millones de toneladas de licuefacción indirecta de carbón, se han convertido en los principales equipos químicos y de refinación de la industria. El hidrocraqueo, la hidrogenación de residuos, el craqueo catalítico, el hidrorrefinado, el reformado catalítico y otras unidades de hidrogenación que respaldan la industria química y de refinación son medidas importantes para mejorar la utilización de los recursos petroleros, promover la conversión eficiente del petróleo pesado para obtener más productos derivados del petróleo ligero, como gasolina y diesel, adaptarse a estándares de emisión cada vez más estrictos, tubería de acero inoxidable sin costura 347h, mejorar el medio ambiente, controlar la neblina y otra contaminación, promover el desarrollo verde y lidiar con el cambio climático global. Por lo tanto, como un proceso de reacción particularmente importante en la industria petroquímica, el proceso de hidrogenación es el eslabón central de la refinación, mejora y procesamiento de petróleo pesado de productos derivados del petróleo. Puede reflejar el nivel de refinación y es un símbolo para medir el nivel de desarrollo de la tecnología de refinación de petróleo y carbón de un país. El proceso de hidrogenación es el eslabón central de la refinación, mejora y procesamiento de petróleo pesado. Puede reflejar el nivel de refinación y es un símbolo para medir el nivel de desarrollo de la tecnología de refinación de petróleo y carbón de un país. El proceso de hidrogenación es el eslabón central de la refinación, mejora y procesamiento de petróleo pesado. Puede reflejar el nivel de refinación y es un símbolo para medir el nivel de desarrollo de la tecnología de refinación de petróleo y carbón de un país.
1. Análisis del entorno de la aplicación
Con la utilización de recursos de petróleo crudo con alto contenido de azufre y la promoción de la conversión eficiente de petróleo pesado (residuos) para obtener productos de petróleo más livianos como gasolina y diesel, tecnologías clave como la tecnología de hidrotratamiento de petróleo pesado (residuos) (RHT) y su combinación nuevo proceso con craqueo catalítico (FCC) (RICP) han mejorado significativamente el rendimiento de los productos de petróleo ligero. La temperatura de trabajo general de la unidad de hidrogenación es de aproximadamente 400 ℃ y la presión es de 10 ~ 15MPa. El medio de transmisión generalmente incluye aceite pesado (residuo), varios catalizadores, detergentes, hidrógeno, residuos de desecho (sulfuro, agua ácida), etc. La unidad de hidrocraqueo necesita operar bajo condiciones de alta temperatura, alta presión e hidrógeno (alta proporción de H2). (H2S), H2 + petróleo y gas (H2S)) medio corrosivo. H+, HS - y S2 - se ionizarán en la solución acuosa. La corrosión del acero inoxidable es un proceso de despolarización del hidrógeno. Es fácil causar agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC), agrietamiento por corrosión por aplicación de sulfuro (SSCC) y corrosión electroquímica [6-11]; También va acompañado de cambios en los contenidos de CO2, NH4 + y CN, valor de pH y muchas otras condiciones [12-13], lo que provoca la ruptura y falla del cuerpo de la tubería. Por lo tanto, la tubería de acero inoxidable UNS s34700 TP347H utilizada en entornos de alta temperatura, alta presión e hidrógeno debe tener buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. También va acompañado de cambios en los contenidos de CO2, NH4 + y CN, valor de pH y muchas otras condiciones [12-13], lo que provoca la ruptura y falla del cuerpo de la tubería. Por lo tanto, la tubería de acero inoxidable UNS s34700 TP347H utilizada en entornos de alta temperatura, alta presión e hidrógeno debe tener buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. También va acompañado de cambios en los contenidos de CO2, NH4 + y CN, valor de pH y muchas otras condiciones [12-13], lo que provoca la ruptura y falla del cuerpo de la tubería. Por lo tanto, la tubería de acero inoxidable UNS s34700 TP347H utilizada en entornos de alta temperatura, alta presión e hidrógeno debe tener buenas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión.
2 Condiciones técnicas y requisitos para tuberías.
2.1 Composición química
Los principales elementos químicos que afectan la corrosión por H2S en el acero son C, Mn, P y S. C es el elemento principal que forma la fase M23C6. Con el aumento del contenido, es fácil producir segregación de carburos, lo que resulta en una desviación de dureza entre el área de segregación y la organización circundante, lo que resulta en corrosión HIC [14]. Cuando cumpla con el rendimiento de la tubería de acero, controle w (c) ≤ 0.08% en la medida de lo posible; El elemento S forma inclusiones no metálicas MNS y FES en el acero, lo que da como resultado una microestructura local suelta e induce el agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC) o el agrietamiento por corrosión por aplicación de sulfuro (SSCC) en un entorno húmedo de H2S. Por lo tanto, el contenido de S está estrictamente controlado para que su w (s) sea ≤ 0,015 %; P puede reducir la zona de fase austenita y formar un compuesto de bajo punto de fusión con el acero, de modo que su w (P) ≤ 0,03 %; Mn y Si son los elementos principales para formar inclusiones. El estándar estadounidense ASTM A312 requiere w (MN) ≤ 2,0 %, w (SI) ≤ 1,0 %, y el control de contenido real es más estricto. Tubería de acero inoxidable 347H fabricada en China
2.2 Inclusiones no metálicas
Las inclusiones no metálicas son fáciles de causar un enriquecimiento local de hidrógeno para formar hidrógeno molecular, y el alto aumento de la presión de hidrógeno es fácil de producir grietas. Por lo tanto, la reducción, dispersión y esferoidización de inclusiones no metálicas, especialmente inclusiones de sulfuro, pueden mejorar la estabilidad del acero en medio H2S [15]. Según el estándar de inclusiones no metálicas en ASTM E45: sulfuro ≤ grado 1.5; Silicato ≤ grado 1,5; alúmina ≤ grado 1,5; Óxido esferoidizado ≤ grado 1,5; Número total de niveles ≤ 5,0; No hay segregación y estructura no homogénea en bandas con un tamaño superior al grado 2.5 en el estándar E45.
2.3 Desviación dimensional y calidad de apariencia
La desviación permitida del espesor de pared de la tubería sin costura 347 es de ± 12,5 %; La longitud de una sola rama no debe ser inferior a 5,5 m; El grado de flexión de la tubería de acero no deberá ser superior a 2 mm / M; La falta de redondez y el grosor desigual de la pared de la tubería de acero no deben exceder el 80 % de las tolerancias del diámetro exterior y del grosor de la pared, respectivamente. Las superficies interior y exterior de la tubería de acero deben estar libres de grietas, pliegues, costras, pliegues rodantes, delaminación y otros defectos.
2.4 Propiedades de tracción
347h con el aumento de la resistencia del acero inoxidable, aumenta la sensibilidad a la fragilización por hidrógeno; Una gran cantidad de análisis experimentales muestran que el valor máximo de dureza del acero sin SCC está entre hrc20 y 27, y hrc22 se toma como el valor crítico de dureza en ingeniería [16]. Realice pruebas de tracción a temperatura ambiente y 500 ℃, y cumpla con los requisitos de propiedades mecánicas a temperatura ambiente y alta temperatura
2.5 Tamaño de grano y corrosión intergranular
El tamaño de grano de austenita original será de grado 4 ~ 7; La prueba de corrosión intergranular está calificada.
3 Proceso de producción
Existen muchos métodos de fundición de acero inoxidable, incluida la fundición EAF + VOD o AOD. Los nuevos materiales de acero inoxidable de Wujin y Yongxing abordan conjuntamente problemas técnicos clave a través de empresas ascendentes y descendentes de la cadena industrial, controlan la composición química y la pureza del acero de los productos, y aseguran las propiedades mecánicas de los productos a temperatura ambiente y alta temperatura; De acuerdo con el proceso de laminación en frío de paredes gruesas de gran diámetro, asegure la precisión dimensional, la calidad de la superficie y el tamaño de grano de la tubería de acero.
Flujo del proceso de producción de tubería de acero de prueba: horno eléctrico de arco → refinación AOD → lingote fundido a presión → forjado en caliente → laminado → acabado → perforación en caliente → decapado → inspección y rectificado → laminado en frío → desengrasado → tratamiento térmico de solución → acabado → decapado → inspección del producto terminado y prueba → embalaje → almacenamiento (producto terminado).
3.1 Tecnología de fundición y control
En la fundición, el equivalente de carbono se controlará a un valor más bajo, se controlará estrictamente el contenido de P y s, se reducirán las inclusiones no metálicas en el acero y se mejorará la pureza del acero. Al mismo tiempo, se controlan los cinco elementos nocivos de bajo punto de fusión Sn, as, Sb, Bi y Pb; La tecnología clave es ① durante el refinado inicial del horno de arco eléctrico EAF, la composición de la aleación se regula, la relación O2 / AR se ajusta continuamente y el contenido de oxígeno se controla estrictamente durante la descarburación [17]; ② El refinado AOD adopta un proceso de escoria doble y una proporción de escoria razonable para mejorar la capacidad de la escoria para absorber inclusiones flotantes; El proceso adecuado de soplado de argón en la parte inferior del horno puede hacer flotar completamente las inclusiones en el acero fundido,
3.2 Tecnología de conformado de plástico
Se establece el sistema de calentamiento de forjado y laminado en caliente: la temperatura del tocho aumenta lentamente en el proceso de calentamiento para mejorar la consistencia entre la superficie del tocho y la temperatura central. Al forjar, considere la caída de temperatura, el modo de deformación y los tiempos de calentamiento, especialmente la temperatura final de forja ≥ 950 ℃, para evitar la recristalización incompleta causada por una temperatura demasiado baja, lo que resulta en la formación de una estructura de grano mixto con un tamaño de grano desigual; En el proceso de forja, controle la temperatura de calentamiento y la deformación, rompa el cristal columnar en la superficie del lingote y la relación de compresión de forja sea ≥ 3, para obtener una estructura de grano uniforme.
3.3 Proceso de perforación en caliente
Debido al efecto de fijación del NBC precipitado en el límite de grano y el movimiento de dislocación durante la perforación térmica, dificulta el movimiento de dislocación y el límite de grano en el cristal, lo que resulta en un fortalecimiento de la precipitación y la resistencia a la deformación es relativamente grande [18]. El ajuste y la optimización del sistema de calentamiento del acero redondo revela la interacción y la ley de correlación entre la evolución de la temperatura de perforación del acero inoxidable de pared gruesa de gran diámetro en el laminado cruzado de gran ángulo de laminación y la línea aerodinámica del metal, el estado de la interfaz y múltiples factores, ajustando y optimizando los parámetros tales como como sistema de calentamiento, velocidad de perforación en caliente y deformación térmica, y dominar el mecanismo de generación de defectos y el método de regulación en el proceso de perforación en caliente de acero inoxidable de gran diámetro [19-21],
3.4 Proceso de tratamiento térmico de solución
El entorno de corrosión H2S húmedo de la unidad de hidrogenación de alta presión tiene requisitos estrictos sobre la resistencia, dureza, microestructura, tamaño de grano y corrosión intergranular de la tubería sin soldadura de acero inoxidable de gran diámetro. Como proceso clave para garantizar la microestructura y las propiedades de las tuberías terminadas, el tratamiento térmico de solución no solo elimina la tensión de trabajo en frío, sino que también afecta directamente la resistencia, la resistencia a la corrosión, la microestructura y otras propiedades integrales de las tuberías [22-23]. Durante el tratamiento térmico de solución, de acuerdo con las características de la tubería sin soldadura de acero inoxidable de gran diámetro, extienda el tiempo de calentamiento y el tiempo de retención suficiente para que los carburos se vuelvan a disolver por completo y permanezcan en la estructura de austenita a temperatura ambiente. promover la distribución uniforme de los elementos y obtener una baja sensibilidad a la corrosión intergranular. La temperatura del tratamiento térmico de TP347 se controla a 1150 ~ 1190 ℃, el flujo y la tasa de agua de enfriamiento aumentan, y la tubería de alta temperatura se enfría rápidamente a través del rango de sensibilización para evitar la tendencia a la corrosión intergranular y cumplir con los requisitos de rendimiento integrales de la pipa
4 resultados de la prueba de rendimiento
UNS S34700; SNU S34709; La tubería sin costura de acero inoxidable TP347 se inspeccionará de acuerdo con la composición química, las propiedades mecánicas, la tolerancia dimensional, el tamaño de grano, las pruebas no destructivas ultrasónicas e hidráulicas de los productos terminados en la norma estadounidense ASTM A312/a312m-17 y los acuerdos técnicos pertinentes.
4.1 Composición química de 347h
La composición química final de la tubería sin costura de acero inoxidable TP347 / TP347H cumple con los requisitos de la norma estadounidense ASTM A312 / a312m-17
4.2 Inclusiones no metálicas
La pureza de los materiales está relacionada con la resistencia a la corrosión de los materiales en uso. De acuerdo con el método de prueba estándar ASTM e45-10 para la determinación del contenido de inclusiones en acero, las muestras se toman al final del material de prueba y el nivel de inclusiones no metálicas cumple con los requisitos estándar.
4.3 Comportamiento frente a la corrosión intergranular
De acuerdo con el método E en la determinación de la sensibilidad a la corrosión intergranular del acero inoxidable austenítico de la norma ASTM a262-14, no se encontraron grietas por corrosión intergranular en las superficies interna y externa de la muestra, como se muestra en la Figura 1. El rendimiento de la corrosión intergranular del acero inoxidable TP347 sin soldadura la tubería está calificada.
4.4 Tamaño de grano
El tamaño de grano se determina de acuerdo con el método de prueba ASTM e112-2013 para la determinación del tamaño de grano promedio. El tamaño de grano es de grado 5.5, que cumple con los requisitos de grado 4 ~ 7 en el estándar, como se muestra en la Figura 2.
4.5 Rendimiento de aplanamiento
De acuerdo con los requisitos de ASTM a530-2010 Requisitos generales para acero al carbono especial y tubería de acero aleado, la prueba se lleva a cabo en la máquina de prueba de material universal servo electrohidráulica we-600c, y no hay grietas visibles en el interior y exterior superficies y caras de los extremos, que cumplen con los requisitos de astma312 / a312m-17 estándar y condiciones técnicas generales para la adquisición de tuberías de acero
4.6 Prueba hidrostática, detección de defectos por ultrasonidos y detección de defectos por penetración
Probado en la máquina de prueba hidrostática syd-610 (0-35 MPa) de acuerdo con la norma ASTM a999 y las condiciones técnicas generales para la adquisición de tuberías de acero, cumpliendo con los requisitos; NDT se llevó a cabo en el detector de fallas ultrasónico ctb-1000 de acuerdo con el estándar ASTM A312 / a312m-17 y las condiciones técnicas generales para la adquisición de tuberías de acero, que cumplieron con los requisitos; La detección de fallas penetrantes se llevará a cabo en la ranura de la tubería de acero de acuerdo con el método B de ASTM e165 y las condiciones técnicas generales para la adquisición de tuberías de acero. El estándar requiere pruebas en la superficie exterior y la ranura de la tubería, que cumple con los requisitos.
Norma ASTM A213 ASME SA213M para calderas de acero aleado austenítico sin soldadura 347H, sobrecalentador
Tubo sin costura del intercambiador de calor, Fábrica de tubos de acero inoxidable 347H
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