Flanșele de-presiune înaltă,-temperatură înaltă (HPHT) sunt proiectate pentru service peste 900 grade F și/sau clasa 900 și mai sus. Aceste condiții extreme necesită materiale din oțel aliat special formulate pentru a rezista fluajului, oxidarii, atacului hidrogenului și oboselii termice. Selectarea corectă a flanșei HPHT previne defecțiunile catastrofale cauzate de ruptura prin fluaj și alte mecanisme de degradare la temperatură înaltă{{6}.
Ce sunt flansele HPHT?
Flanșele HPHT sunt proiectate pentru a rezista la cele mai solicitante condiții de operare în generarea de energie, hidroprocesarea rafinăriilor și cracarea petrochimică. Acestea necesită materiale care să mențină rezistența mecanică la temperaturi în care oțelul carbon își pierde rapid rezistența și se defectează. Proiectarea trebuie să țină cont de deformarea prin fluaj, ruptura de tensiune, dilatarea termică și atacul cu hidrogen la temperatură înaltă-. Flanșele standard din oțel carbon nu sunt potrivite pentru service HPHT; numai oțelul aliat și materialele pe bază de-nichel pot oferi rezistența la temperatură ridicată-și rezistența la mediu necesare.
Opțiuni de materiale pentru service HPHT
Mai multe clase de crom-moly și aliaje avansate sunt disponibile pentru aplicațiile cu flanșe HPHT, fiecare oferind diferite niveluri de performanță la temperatură-înaltă:
| Material | Caietul de sarcini | Temperatura maxima | Caracteristici cheie | Aplicație primară |
|---|---|---|---|---|
| 1-1/4Cr-1/2Mo | ASTM A182 F11 | 1100 grade F | Rezistență moderată la fluaj, sudabilitate bună | Conducte de abur, tuburi de încălzire |
| 2-1/4Cr-1Mo | ASTM A182 F22 | 1100 grade F | Rezistent la serviciu la hidrogen, rezistență bună la fluaj | Reactoare de hidroprocesare |
| 9Cr-1Mo-V | ASTM A182 F91 | 1200 de grade F | Rezistență mare la fluaj, rezistență excelentă la oxidare | Centrale electrice avansate |
| 9Cr-0,5Mo-1,8WV | ASTM A182 F92 | 1200 de grade F | Rezistența la fluaj îmbunătățită față de F91 | Abur ultra-supercritic |
| Inconel 625 | ASTM B564 UNS N06625 | 1800 de grade F | Rezistență la temperatură extremă și la coroziune | Componentele cuptorului |
Selectarea clasei de presiune
Aplicațiile HPHT folosesc de obicei cele mai înalte clase de presiune. Clasa 900 este obișnuită pentru țevile grele-de perete în aplicații de rafinărie și energie. Clasa 1500 este necesară pentru alimentarea reactorului de hidroprocesare și liniile de efluent unde presiunile pot depăși 2000 psi. Clasa 2500 este specificată pentru aplicații de presiune extremă și sisteme de-pereți groși în hidroprocesare de-înaltă presiune. Clasele de presiune mai înalte necesită proceduri de sudare specializate și tratament termic post-sudare. Fețele de îmbinare de tip inel (RTJ) sunt standard pentru service HPHT, deoarece oferă cea mai fiabilă etanșare metal-la-metal în condiții extreme.
Considerații de proiectare pentru serviciul HPHT
Târâieșteeste deformarea plastică-dependentă de timp a materialelor sub stres susținut la temperatură ridicată. Pentru oțelurile crom-moly, fluajul devine semnificativ peste 800 de grade F și trebuie luat în considerare în calculele de viață de proiectare a flanșei.Ruptura de streseste mecanismul de defecțiune dependent de timp-care apare atunci când deformarea prin fluaj atinge un nivel critic.Expansiunea termicădiferențele dintre conducte și echipamente trebuie să fie abordate printr-o analiză adecvată a flexibilității conductelor.Ciclul termicîn timpul pornirii-și închiderii creează o încărcare de oboseală care poate duce la crăpare.Atacul cu hidrogenapare atunci când hidrogenul atomic difuzează în oțel carbon la temperaturi ridicate, reacționând cu carburile pentru a forma metan și provocând decarburare și fisurare internă.
Aplicații
Flanșele HPHT sunt utilizate în circuitele reactoarelor de hidrocracare și hidrotratare, unde presiunile parțiale ale hidrogenului depășesc 1500 psi și temperaturile ajung la 800 de grade F. Conductele unității de cracare catalitică fluidă (FCC) se ocupă de amestecuri de catalizatori și hidrocarburi la temperatură înaltă-. Sistemele cu abur de înaltă presiune-din centralele electrice funcționează în condiții supercritice care depășesc 3200 psi și 1000 grade F. Conexiunile cuptorului și tuburilor de încălzire transferă fluidele de proces la temperaturi ridicate. Conductele pentru gaz de sinteză și instalații de gazeificare se ocupă de gaz de sinteză de-înaltă presiune,-temperatură ridicată, care conține hidrogen și monoxid de carbon.
Sudarea și tratarea termică
Preîncălzirea și controlul temperaturii între treceri sunt esențiale atunci când sudați materiale crom-moly pentru a preveni fisurarea-indusă de hidrogen. Tratamentul termic post-sudare este necesar pentru materialele de crom-moly peste limitele de grosime specificate în ASME B31.3. Consumabilele de sudură trebuie să se potrivească cu compoziția materialului de bază pentru a menține proprietățile mecanice la nivelul îmbinării de sudură. Vitezele de răcire controlate după sudare previn formarea microstructurilor dure, casante. Testarea durității după PWHT verifică dacă a fost atinsă reducerea solicitată. Toate sudurile cap la cap în serviciul HPHT necesită examinare volumetrică 100% prin radiografie sau testare cu ultrasunete.
Aveți nevoie de flanșe HPHT pentru servicii extreme?
Contactați echipa noastră de ingineri pentru selecția expertă a materialului de flanșă HPHT și asistență pentru specificații.
