ASTM B444 (текущая редакция B444-22)— это стандартная спецификация для бесшовных труб и трубок из сплава никеля-хрома-молибдена-колумбия, известного как сплав 625 или инконель 625, с обозначением UNS N06625. Аналогом ASME является SB-444, принятый в Кодекс по котлам и сосудам под давлением, раздел II, часть B. Если ваш проект подпадает под юрисдикцию ASME для сосудов под давлением или трубопроводов, вы указываете SB-444; для общей защиты от коррозии и нестандартных применений достаточно B444.
Две важные детали, которые покупатели часто упускают из виду:
Первый, B444 охватывает только бесшовные изделия.Сварная труба из сплава 625подпадает под ASTM B705 (продольный сварной шов, обычно большего диаметра), а сварная труба подпадает под ASTM B704 (трубки теплообменника и конденсатора). Они не являются взаимозаменяемыми.
Второй, B444 имеет два обозначения UNS: N06625 (сплав 625, марка, которую вы почти наверняка покупаете) и N06219 (сплав 219, модификация хрома-железа-никеля, которая производится редко и почти никогда не хранится на складе).
Формы продукта
Бар и Род
Плита и лист
Катушка и полоса
Трубы и трубки
Фитинг: фланец, тройник, колено, переходник и т. д.
Ковка: кольцо, вал, круг, блок и т. д.
Класс 1 и класс 2: отличие, которое отпугивает покупателей.-Защита
ASTM B444 определяет два класса свойств в зависимости от условий термообработки. Терминология различается в разных источниках - в некоторых стандартах и поставщиках указывается «Класс 1» и «Класс 2», в других — «Класс 1» и «Класс 2». Они означают одно и то же. Упоминание пользователем «CL1» соответствует классу 1/классу 1, отожженному состоянию.
Вот критический момент, который большинство сравнительных таблиц ошибается или скрывается:Марка 1 (отожженная) прочнее, чем Марка 2 (отожженная в растворе) при комнатной температуре.Это противоречит здравому смыслу, - большинство инженеров полагают, что "отожженный раствор-" означает "лучшую термическую обработку" и, следовательно, "более прочный". Это не так, и причина металлургическая.
Труба класса 1 подвергается отжигу минимум при температуре 871 градус (1600 градусов по Фаренгейту). При этой температуре сплав сохраняет более мелкозернистую структуру и более высокую плотность атомов ниобия и молибдена в твердом растворе, что способствует прочности при комнатной-температуре за счет упрочнения в твердом-растворе. Результат: минимальная прочность на разрыв 827 МПа (120 фунтов на квадратный дюйм) и минимальный предел текучести 414 МПа (60 фунтов на квадратный дюйм).
Труба класса 2 – это-отжиг в растворе при температуре минимум 1093 градуса (2000 градусов F), за которым часто следует стабилизирующий отжиг при температуре 982 градуса (1800 градусов F). Более высокая температура создает более крупнозернистую структуру, в которой прочность при комнатной-температуре заменяется улучшенным сопротивлением ползучести и свойствами-разрыва при повышенной температуре. Результат: минимальное сопротивление растяжению падает до 690 МПа (100 фунтов на квадратный дюйм), а предел текучести до 276 МПа (40 фунтов на квадратный дюйм) - примерно на 33 % ниже, чем у класса 1.
| Свойство | Сорт 1/Класс 1 (отожженный) | Класс 2 (раствор-отожженный) |
|---|---|---|
| Термическая обработка | Больше или равна 871 градусу (1600 градусам F) | Больше или равно 1093 градусам (2000 градусам F) + стабилизация |
| Предел прочности (мин) | 827 МПа (120 фунтов на квадратный дюйм) | 690 МПа (100 фунтов на квадратный дюйм) |
| Предел текучести 0,2% (мин) | 414 МПа (60 фунтов на квадратный дюйм) | 276 МПа (40 фунтов на квадратный дюйм) |
| Удлинение (мин) | 30% | 30% |
| Твердость (типичная) | Меньше или равно 35 HRC | Меньше или равно 35 HRC |
| Диапазон рабочих температур | Криогенный до 593 градусов | Выше 593 градусов |
| Основное применение | Общая коррозия, кислая среда, напорные трубопроводы | Сползание-ограниченное обслуживание, стрессовые-приложения с разрывами |
| Состояние поставки по умолчанию | Да -, если не указано иное | Только при явном заказе |
Химический состав: UNS N06625.
Окно композиции дляB444 N06625плотный и целеустремленный. Каждый элемент играет определенную роль в характеристиках сплава:
| Элемент | Содержание (мас.%) | Функция |
|---|---|---|
| Никель | 58,0 мин (баланс) | Аустенитная матрица; основа устойчивости к коррозии и SCC |
| Хром | 20.0–23.0 | Пассивная пленка Cr₂O₃; устойчивость к окислению и точечной коррозии |
| Молибден | 8.0–10.0 | Снижение-кислотостойкости; щелевая коррозия; твердый-твердый раствор |
| Ниобий + Тантал | 3.15–4.15 | Укрепление твердого-решения; стабилизирует против сенсибилизации |
| Железо | 5,0 макс. | Потолок примесей - сохраняет коррозионные свойства |
| Углерод | 0,10 макс. | Низкоуглеродистый удерживает Nb в растворе, а не образует карбиды. |
| Кобальт | 1,0 макс. | Остаток - контролируется для ядерных применений |
| Марганец | 0,50 макс. | Раскислитель |
| Кремний | 0,50 макс. | Остаток - контролируется на предмет свариваемости |
| Фосфор | 0,015 макс. | Горячий-контроль работоспособности |
| сера | 0,015 макс. | Горячий-контроль работоспособности |
| Алюминий | 0,40 макс. | Незначительный раскислитель |
| Титан | 0,40 макс. | Незначительное усиление |
Рекомендации по сварке и изготовлению
Сплав 625 — один из наиболее свариваемых никелевых сплавов -, что является одной из причин, по которой он доминирует в подводных и морских приложениях, где требуется сварка в полевых условиях. Но «свариваемый» не означает «надежный». Некоторые проблемы изготовления, характерные для труб 625, могут повлиять на стоимость и график проекта.
Выбор присадочного металла:Для обеспечения -прочности сварных швов в цельных трубах марки 625 используйте присадочную проволоку ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) из сплава 625. Для разнородных сварных швов между 625 и углеродистой сталью (обычно в переходных соединениях плакированных труб и наплавках) ERNiCrMo-3 также является стандартным выбором - это стандартный наполнитель для покрытия углеродистой стали 625 коррозионным барьером. Для 625 — нержавеющая сталь (316L, дуплекс), снова ERNiCrMo-3. Фактически, ERNiCrMo-3 настолько универсален, что его часто называют «универсальным» присадком из никелевого сплава, но всегда уточняйте у своего инженера-сварщика, что он подходит для вашей конкретной конфигурации соединения и условий эксплуатации.
Термическая обработка после-сварки:Сплав 625 обычно не требует PWHT для защиты от коррозии в отожженном состоянии. Стабилизация ниобием предотвращает сенсибилизацию, а ЗТВ сохраняет достаточную коррозионную стойкость в-сварном состоянии. Однако спецификации некоторых клиентов (в частности, Aramco и некоторых операторов Северного моря) требуют PWHT для снятия напряжения-для кислых трубопроводов - проверьте конкретные требования в спецификации вашего проекта. Для сварных швов плакированных труб требования PWHT обычно определяются внешней оболочкой из углеродистой стали, а не вкладышем 625.
Положение и процесс сварки:При сварке труб GTAW (TIG) неизолированной проволокой ERNiCrMo-3 является стандартным процессом для корневых проходов и труб малого-диаметра. Для проходов заполнения больших диаметров для повышения производительности можно использовать SMAW с покрытыми электродами ENiCrMo-3 или GMAW с проволокой ERNiCrMo-3. Убедитесь, что спецификация процедуры сварки (WPS) соответствует применимым нормам (раздел IX ASME для напорных трубопроводов, DNV-ST-F101 для подводных трубопроводов).
Риск горячего растрескивания:Никелевые сплавы подвержены горячему растрескиванию металла сварного шва, особенно в стесненных соединениях и отложениях с высоким-тепловым-вложением. Контролируйте тепловложение (обычно 0,8–1,5 кДж/мм для GTAW), поддерживайте температуру между проходами ниже 150 градусов и избегайте чрезмерного перекручивания дуги. Предпочтительна техника с использованием стрингерных бусин. Если у вашего производителя ограниченный опыт работы с никелевыми сплавами, настаивайте на аттестации процедуры сварки, которая включает-репрезентативную геометрию соединения.
Обработка и формовка:Сплав 625-затвердевает быстро - быстрее, чем 316L, и значительно быстрее, чем углеродистая сталь. Холодная гибка трубы 625 требует большей силы и более частых промежуточных отжигов. Механическая обработка требует острого твердосплавного инструмента, пониженных скоростей резания (примерно 40–60% от скоростей углеродистой стали) и достаточного количества охлаждающей жидкости. Предприятия, незнакомые с никелевыми сплавами, недооценивают время формовки и обработки, что влияет на оценку стоимости изготовления.
Распространенные ошибки при закупках бесшовных труб из сплава 625
Ошибка 1: Указание «Inconel 625» без номера UNS.«Inconel» является торговой маркой Special Metals Corporation, а не универсальной спецификацией. Комбинаты выпускают N06625 под различными торговыми названиями (Inconel 625, Nickelvac 625, Nicrofer 6020, VDM Alloy 625). Если в вашем заказе на заказ указано «Inconel 625», а поставщик отправляет эквивалентный материал N06625 из источника, не являющегося-специальным металлом, у вас может возникнуть проблема с соответствием спецификациям, даже если материал металлургически идентичен. В заказе на поставку всегда указывайте «UNS N06625».
Ошибка 2: путать класс 1 и класс 2.Как указано выше, марка 1 (отожженная) прочнее при комнатной температуре. Класс 2 (-отжиг в растворе) предназначен для эксплуатации в условиях ползучести при высоких-температурах. Укажите оценку явно. Если вы ничего не скажете, вы получите оценку 1 -, которая подходит для большинства приложений, но ее следует указывать явно, чтобы избежать двусмысленности.
Ошибка 3: Принятие сварной трубы, если была указана бесшовная.B444 охватывает только бесшовные модели. Крышки B705 приварные. Если в вашей спецификации требуется B444 (бесшовный), не принимайте B705 (сварной) в качестве замены без технической экспертизы и одобрения клиента. Попытки замены происходят чаще, чем можно было бы ожидать, особенно в проектах со сжатыми-графиками, где сроки изготовления бесшовных труб превышают ожидания покупателя.
Ошибка 4: Непроверка соответствия NACE на MTC.Если труба предназначена для работы в кислой среде, MTC должен указать соответствие NACE MR0175/ISO 15156 и включить результаты испытаний на твердость (максимум 35 HRC). MTC, который показывает химические и механические свойства, но не соответствует NACE, не соответствует требованиям -, даже если материал пройдет тестирование NACE. В сертификации должно быть четко указано соответствие.
Ошибка 5: использование по умолчанию цельной трубы 625 для больших диаметров.Для номинального диаметра трубы 8 дюймов и выше плакированная труба с внутренним слоем 625 почти всегда является экономически рациональным выбором. Выбор цельных труб 625 таких размеров без оценки альтернатив плакированных материалов может привести к увеличению затрат на материалы на 200–400%.
Ошибка 6: недооценка времени выполнения заказа. Бесшовные трубы из сплава 625не является элементом каталога. Стандартные размеры от квалифицированных заводов занимают 8–14 недель; изготовление не-стандартных размеров занимает 16–24 недели. Если вы обнаружите потребность в трубах марки 625 на позднем этапе графика проекта, возможности ускорения крайне ограничены - в мире всего несколько заводов, производящих бесшовные трубы B444, и они работают по графикам прокатки, которые невозможно легко сжать.
ASTM B444 Требования к испытаниям и проверкам
B444 требует проведения специальных тестов качества, которые должны быть указаны в MTC и проверены во время проверки:
| Тест | Требование | Цель |
|---|---|---|
| Испытание на растяжение | По одному на плавку или партию термообработки-обработки | Убедитесь, что UTS, YS, удлинение соответствуют минимальным классам. |
| Испытание на твердость | Каждая труба/трубка | Подтвердите Меньше или равно 35 HRC; имеет решающее значение для соответствия NACE |
| Гидростатические испытания | Каждая деталь (или вихревой ток в качестве альтернативы) | Проверьте целостность давления |
| Химический анализ | Один ковш на плавку | Подтвердите состав в пределах N06625. |
| Тест раструба (трубка) | Трубки малого-диаметра согласно B444 | Проверка пластичности для операций формовки |
| Тест на сплющивание (пробирка) | Согласно требованиям B444 | Проверка пластичности и прочности |
| Не-неразрушающий контроль | Ультразвуковой (ASTM E213) или вихретоковый (ASTM E426/E571) | Обнаружение внутренних и поверхностных дефектов |
Для некачественного обслуживания и критически важных приложений добавьте:
ASTM G28, метод А, испытание на межкристаллитную коррозию (если указано клиентом)
PMI (Положительная идентификация материала) на каждой детали - подтверждает, что это действительно материал N06625, а не неправильно маркированная нержавеющая сталь или никелевый сплав более низкого-класса.
Свидетельствование третьей стороной-от SGS, Bureau Veritas или Intertak (сертификация EN 10204 3.2)
Схема принятия решения: когда следует выбирать бесшовные трубы из сплава 625 (B444, класс 1)
Используйте бесшовные трубы из сплава 625, когда:
В рабочей среде содержится H₂S (кислая среда) в концентрациях или температурах, превышающих пределы дуплексных и супердуплексных марок. Соответствие NACE MR0175 является основным фактором.
Данная услуга предполагает использование хлоридов при повышенных температурах, при которых точечная и щелевая коррозия исключает из рассмотрения 316L и 316LN, а надбавка к стоимости C-276 не оправдана.
Применение требует сочетания высокой прочности (минимальный предел текучести 414 МПа) и коррозионной стойкости, которую не может обеспечить одновременно ни одна марка нержавеющей стали.
Диаметр трубы достаточно мал (обычно меньше или равен 6 дюймам NPS), поэтому прочная труба 625 экономически выгодна без плакированных альтернатив.
Область применения включает подводные перемычки, катушки или контрольно-измерительные трубки, где требуется бесшовная конструкция для обеспечения герметичности и надежности сварки.
Рассмотрите альтернативные варианты, если:
Услуга в основном заключается в удалении хлоридов без H₂S - супердуплекс 2507 (PREN ~42) может оказаться достаточной при значительно более низких затратах.
Услуга – высоко-окисление или цементация без хлоридов - Incoloy 800H/HT или 310S может оказаться более подходящим.
Диаметр трубы большой (больше или равен 8 дюймам NPS), и применение позволяет плакировать трубу -, экономия затрат на плакировку по сравнению с твердой трубой 625 может быть существенной.
Для обслуживания используются сильные восстановительные кислоты (концентрированная HCl, H₂SO₄). - Может потребоваться Hastelloy C-276 или C-22, несмотря на более высокую стоимость.
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между сплавом 625 класса 1 и класса 2 по ASTM B444?
Марка 1 подвергается отжигу при температуре выше или равной 871 градусу и имеет прочность при более высоких комнатных-температурах (827 МПа UTS, минимальный предел текучести 414 МПа). Класс 2 — это раствор, -отожженный при температуре выше или равной 1093 градуса для улучшения сопротивления ползучести выше 593 градусов, но с прочностью при более низкой комнатной- температуре (690 МПа UTS, минимальный предел текучести 276 МПа). Класс 1 является состоянием подачи по умолчанию и подходит для большинства применений, включая эксплуатацию в кислых средах и подводные трубопроводы.
ЯвляетсяБесшовные трубы из сплава 625Соответствует NACE MR0175?
Да. Сплав 625 (UNS N06625) в отожженном состоянии указан в NACE MR0175 / ISO 15156, часть 3, для работы в кислой среде при всех температурах и парциальных давлениях H₂S в пределах объема стандарта, при условии, что твердость не превышает 35 HRC. MTC должен явно ссылаться на соответствие NACE MR0175.
Сколько стоит бесшовная труба из сплава 625?
Ориентировочная цена на бесшовную трубу B444 N06625 класса 1 колеблется примерно от 30–30–65 за килограмм в зависимости от размера, толщины стенки, происхождения и уровня сертификации. Это примерно в 8–15 раз дороже эквивалентной бесшовной трубы 316L. Для применений большого-диаметра плакированная труба (внутренний слой 625 на углеродистой стали) может снизить стоимость материала на 60–75 % по сравнению с цельной трубой 625.
В чем разница между B444 и B705 для труб из сплава 625?
ASTM B444 охватывает бесшовные трубы и трубки из сплава 625. ASTM B705 охватывает сварные трубы из сплава 625 (продольный сварной шов). Химический состав идентичен, но различаются производственный процесс, требования к обеспечению качества и коды давления. B444 (бесшовный) предназначен для более высокого-давления и более ответственных условий эксплуатации; B705 (сварной) используется для изделий большего диаметра, где бесшовное производство нецелесообразно или-чрезмерно затратно.
Можно ли сваривать трубы из сплава 625 без термообработки после-сварки?
В большинстве случаев защиты от коррозии — да. Стабилизация ниобием сплава 625 предотвращает сенсибилизацию, а ЗТВ сохраняет коррозионную стойкость в-сварном состоянии. Однако некоторые спецификации клиента (особенно для эксплуатации в условиях кислой среды на Ближнем Востоке и в Северном море) требуют снятия напряжения-PWHT - всегда проверяйте спецификации проекта. Для сварных швов плакированных труб требования PWHT обычно обусловлены внешней оболочкой из углеродистой стали.
Какой присадочный металл используется для сварки труб из сплава 625?
ERNiCrMo-3 (AWS A5.14), присадочная проволока из сплава 625, является стандартной присадочной проволокой для сварных швов размером 625–625. Это также стандартный наполнитель для разнородных сварных швов между 625 и углеродистой сталью, нержавеющей сталью, а также для наплавки. Эквивалент покрытого электрода: ENiCrMo-3 (AWS A5.11).
Какова максимальная рабочая температура для труб из сплава 625?
В отожженном состоянии (класс 1) сплав 625 обычно используется при температуре до 593 градусов для общей коррозии. Для эксплуатации при температуре выше 593 градусов, где преобладают ползучесть и разрушение под напряжением-, указывается класс 2 (отжиг на раствор-). Сплав 625 устойчив к окислению на воздухе при температуре примерно до 980 градусов, но ухудшение механических свойств ограничивает использование конструкции при температуре выше 650–700 градусов в зависимости от уровня напряжения.
