Herstellung von Hastelloy B3-Reaktoren: Best Practices für Schweißen, Auskleidung und Qualitätskontrolle

A Hastelloy B3Der Reaktor wird durch Schweißen einer kohlenstoffarmen Ni--Platte (UNS N10675) unter strenger Wärmezufuhrkontrolle, Auftragen eines passenden B3-Füllstoffs (AWS ERNiMo-10) und Überprüfen jeder Verbindung mit PMI + RT/PT sowie einem hydrostatischen Test hergestellt. Wenn Sie auf Sauberkeit, Zwischenpasstemperatur und Überlagerungsverfahren achten, kann der Behälter Salzsäure von 0 % bis 40 % bei Temperaturen bis zum Siedepunkt aufnehmen.

Was ist Hastelloy B3 und warum wird es für Reaktoren verwendet?

Hastelloy B3 (UNS N10675, W.Nr. 2.4600) ist eine Nickel-Molybdänlegierung, die speziell für den Einsatz mit reduzierenden Säuren entwickelt wurde und das Arbeitsmaterial für Reaktoren ist, die Salzsäure, nasses HCl-Gas, Schwefelsäure (weniger als oder gleich 60 %), Phosphorsäure und andere chloridreiche Prozessströme verarbeiten, bei denen Edelstähle und sogar C-276 zum Einsatz kommen scheitern.

Die Legierung enthält etwa 28 % Molybdän und 1–3 % Eisen auf Nickelbasis, wobei der Chromgehalt sehr niedrig gehalten wird (weniger als oder gleich 3 %) und Eisen + Chrom begrenzt werden, um die Bildung spröder Ni₄Mo- und Sigma-Phasen während der Einwirkung von 600–900 Grad zu begrenzen. Diese Phasenkontrollchemie ist es, die B3 von seinem Vorgänger Hastelloy B (das unter der HAZ-Rißbildung in der Schweißnaht litt) und von C-276 (das mehr Cr für den Oxidationsbetrieb enthält, aber bei längerer Reduktionsbelastung anfälliger für Ausfällungen ist) unterscheidet. In einem Reaktorbehälter führt dies zu vorhersehbaren Korrosionsraten -, typischerweise 0,05–0,25 mm/Jahr in 20 % HCl bei 80 Grad - und einer herstellbaren Schweißnaht, die beim Abkühlen nicht reißt.

JN Alloy führt Hastelloy B3-Platten, -Bleche, -Stäbe, Schweißauftragsdraht und Schweißauftragsstreifen; Wir liefern sie als Rohmaterial und als vor-geformte Köpfe, Schalen und komplette Reaktorbehälter für Kunden aus der Chemie-, Pharma- und Lithiumverarbeitungsbranche.

Wie schneidet Hastelloy B3 im Reaktorbetrieb im Vergleich zu B2 und C-276 ab?

Wählen Sie standardmäßig B3 für HCl--dominante und reine reduzierende Säureströme, wählen Sie B2 nur, wenn ASME-Code oder ein älterer Datensatz dies erfordern, und wählen Sie C-276 nur, wenn der Strom in oxidierende Verunreinigungen (Fe³⁺, Cu²⁺, HNO₃, gelöster Sauerstoff) übergeht.

Die Entscheidung wird durch das Pourbaix-Diagramm des Prozesses - bestimmt, insbesondere durch das Redoxpotential und den Chloridgehalt. Die folgende Tabelle fasst die praktischen technischen Kompromisse- zusammen, die das Ingenieurteam von JN Alloy bei der Qualifizierung eines Reaktors anwendet.

Wichtige Erkenntnisse für die Beschaffung:Die Angabe von C-276 für einen reinen HCl-Behälter ist die häufigste Über--Spezifikation, die wir sehen. Ingenieure zahlen 25–40 % mehr für eine C-276-Granate, während B3 diese im Einsatz übertroffen hätte. Umgekehrt führt die Angabe von B3 für einen Strom, der Salpetersäure oder Eisenchlorid enthält, zu einer schnellen Perforation – C-276 oder sogar Legierung 20 ist dort die richtige Bezeichnung.

Was sind die besten Schweißverfahren für Hastelloy B3-Reaktoren?

Schweißen Sie B3 mit Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW/WIG) mit AWS ERNiMo-10-Füllstoff, halten Sie die Zwischenlagentemperatur bei oder unter 93 Grad (200 Grad F), begrenzen Sie die Wärmezufuhr auf 0,5–1,5 kJ/mm und vermeiden Sie eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen, es sei denn, die Verfahrensqualifikation erfordert dies ausdrücklich.

B3 ist eine durch feste -Lösung-verstärkte Legierung, daher stammen seine mechanischen Eigenschaften von der Ni-Mo-Matrix - und nicht von einer harten Phase, die getempert werden muss. Tatsächlich ist Hitze der Feind: Längere Einwirkung von 600 bis 900 Grad scheidet Ni₄Mo und eine weiträumig geordnete Phase aus, die die Legierung aushärtet, sie aber spröde macht und ihre Korrosionsbeständigkeit um 30–60 % verringert. Der Schweißvorgang muss daher:

1. Verwenden Sie einen passenden Füllstoff (ERNiMo-10).- AWS A5.14 klassifiziert es für B3. ERNiMo-7 (B2-Füllstoff) ist metallurgisch akzeptabel, es fehlt jedoch die B3-Phasenstabilisierung; Ersetzen Sie ERNiCrMo-4 (C-276-Füllstoff) nicht bei reduzierender Säure, da es den Cr-Gehalt erhöht und die HCl-Beständigkeit verringert.
2. Halten Sie den Wärmeeintrag zwischen 0,5 und 1,5 kJ/mm.Bei einer 6-mm-Wand entspricht dies etwa 80–120 A bei DCEN mit einer 2,4-mm-Wolframelektrode und 8–12 l/min Argonunterstützung.
3. Die Zwischenlagentemperatur auf 93 Grad (200 Grad F) begrenzen.Verwenden Sie bei jedem Schweißdurchgang temperaturanzeigende Buntstifte (Tempil-Sticks mit einer Temperatur von 93 Grad). - Dies ist die am häufigsten genannte Abweichung bei B3-Fertigungsprüfungen.
4. PWHT standardmäßig überspringen.Ein B3-Behälter erfordert normalerweise keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen, um die Korrosionsleistung zu gewährleisten. Lösungsglühen bei 1065 Grad und anschließendes schnelles Abschrecken wird nur bei stark kaltverformten Köpfen oder nach starker Umformung angewendet.
5. Spülen Sie die Wurzel und die Rückseite mit Argon oder Argon-Helium.B3 enthält kein Titan oder Aluminium, die als Desoxidationsmittel wirken könnten; Eine Sauerstoffverunreinigung in der Wurzel führt zu zuckerhaltigen Oxidfilmen und Porosität unter den Perlen. Bei Umfangsnähten ist ein Schleppschild nicht-verhandelbar.

Wechseln Sie bei dicken Abschnitten über 19 mm zu Plasma- oder Heißdraht-GTAW; Für plattierte Anwendungen wechseln Sie zum Unterpulver-Lichtbogen-Bandschweißen (UP-Schweißen mit EQNiMo-10-Band). Das Fertigungsteam von JN Alloy verwendet beides und kann auf Anfrage qualifizierte WPS-Bleche weitergeben.

Welches Schweißzusatzwerkstoff sollten Sie für das B3-Schweißen - Match oder Overmatch verwenden?

Verwenden Sie für B3-zu-B3-Schweißnähte einen passenden Füllstoff, AWS ERNiMo-10 (oder Streifen EQNiMo-10). Die einzige allgemein akzeptierte Überschreitung ist ERNiCrMo-4 (C-276-Füllstoff), wenn der Behälter auf einen C-276-Flansch oder eine Düse umgestellt wird.

Ein „passender“ Füllstoff in Nickellegierungen bedeutet, dass die gleiche Zusammensetzungsfamilie wie das Grundmetall - nicht Bit-für-Bit identisch ist, aber innerhalb der gleichen AWS-Klassifizierung liegt. Für B3 ist dies ERNiMo-10 (ASME SFA-5.14). Zwei praktische Szenarien verstoßen gegen die Match-Regel:

• Andere Verbindungen als C-276- oder Alloy 625-Flansche.ERNiCrMo-4 ist der Industriestandard-Übergangsfüllstoff, da er die Verdünnung durch B3 und C-276 toleriert und Rissbildung widersteht. JN Alloy liefert üblicherweise Overlay-and-Stoß-Übergänge von B3- zu C-276-Flanschen mit diesem Füllstoff.
• Andere Verbindungen als bei Kohlenstoff- oder niedrig{0}legierten Stahlschalen.Verwenden Sie zuerst die Butter ERNi-1 oder ERNiCrMo-3 und dann ERNiMo-10 auf der B3-Seite. TunnichtLassen Sie ERNiMo-10 direkt auf Kohlenstoffstahl laufen – es wird durch die Kohlenstoffverdünnung reißen.

Lagern Sie Schweißzusatzwerkstoffe in speziellen, gekennzeichneten Schränken bei 5–25 Grad und < 50 % relativer Luftfeuchtigkeit. Backen Sie jeden Füller erneut, der länger als vier Stunden geöffnet war, gemäß den Lagerrichtlinien AWS A5.01.

Wie sollten Sie den Wärmeeintrag kontrollieren, um B3-Schweißfehler zu vermeiden?

Zeichnen Sie Stromstärke, Spannung und Fahrgeschwindigkeit jedes Schweißdurchgangs auf dem WPS-Läufer auf; Weisen Sie alle Durchgänge mit mehr als 1,5 kJ/mm oder einem Zwischendurchgang von mehr als 93 Grad zurück.

Die beiden Defekte, die durch die Wärmeeintragskontrolle verhindert werden, sind Duktilitätsrissbildung (DDC) in der HAZ und die Ausfällung der spröden Ni₄Mo-Phase entlang der Fusionsgrenze. Beide sind zeit--und-temperaturabhängig-und beide sind nur durch metallografische Untersuchung nachweisbar - wenn Sie sie sehen, sind Sie bereits mit der Reparatur beschäftigt. Der Kontrollpunkt ist operativ und nicht analytisch.

Eine praktische Wärmeeintragsformel, die Sie auf jede Reisekarte schreiben können:Wärmeeintrag (kJ/mm)=(V × A × 0,06) / (Verfahrgeschwindigkeit in cm/min)unter Verwendung des standardmäßigen Lichtbogenwirkungsgrads von 60 % für GTAW.

Für eine 12 mm B3-Stumpfverbindung mit geschweißter Wurzel-Seite heiß, V=10 V, A=100 A einstellen, Fahrgeschwindigkeit 8 cm/min:(10 × 100 × 0,06) / 8=0.75 kJ/mm- bequem innerhalb der 1,5 kJ/mm-Grenze.

Wenn die Verfahrensqualifizierung (PQR) bei 1,2 kJ/mm durchgeführt wurde, begrenzt die WPQ Produktionsschweißnähte auf weniger als oder gleich 1,2 kJ/mm -, nicht weniger als oder gleich 1,5 kJ/mm. Die PQR-Obergrenze ist immer enger als die universelle Richtlinie.

Welche Reinigung vor-und welche Nachbehandlung-benötigt B3?

Innerhalb von vier Stunden nach dem Schweißen vor-entfetten, schleifen-polieren und mit Aceton-abwischen; Führen Sie nach dem Schweißen eine vollständige Behälterbeizung (HNO₃ + HF) und Passivierung durch, lassen Sie aber eine Spannungsentlastungswärmebehandlung aus.

Nickel-Molybdänlegierungen bilden im Gegensatz zu rostfreien Stählen keinen selbstheilenden Passivfilm. Jegliches Öl, Markierungsstoff, Schwefel oder Blei, das vor dem Schweißen mit der Oberfläche in Berührung kommt, wird zu einem unter der Oberfläche liegenden Sulfid- oder Oxidfaden -, einem garantierten Korrosionsauslöser in HCl. Die von JN Alloy verwendete Reinigungssequenz vor dem Schweißen ist:

• Entfettenmit einem mit Aceton oder Isopropylalkohol abgewischten, fusselfreien Tuch.
• Mechanisches Schleifenmit einer speziellen Edelstahldrahtbürste oder einer Aluminiumoxid-Fächerscheibe mit Körnung 60- – verwenden Sie niemals ein Rad, das zuvor Kohlenstoffstahl berührt hat.
• Abschließendes Abwischen mit Lösungsmittelinnerhalb von vier Stunden nach Zündung des Lichtbogens; Wenn der Bereich länger sitzt, -schleifen Sie ihn erneut.
• Mit Kraftpapier oder Kunststoff abdeckenob die Schweißverbindung über Nacht ruhen muss, bevor sie zusammengebaut wird.

Nach dem Schweißen die gesamte Innenfläche mit einem Bad mit 10–20 % HNO₃ + 1–3 % HF bei 50–60 Grad beizen, dann mit entionisiertem Wasser abspülen und trocknen. Dadurch werden die Anlauffarbe und die chromarme Schicht entfernt, die von der Schweißnaht zurückgeblieben ist.NichtFühren Sie einen Spannungsabbau bei 595 Grad durch -, in diesem Temperaturfenster beschleunigt sich die Ni₄Mo-Ausfällung.

Wie wählen Sie zwischen ausgekleideten, überlagerten und massiven B3-Reaktoren aus?

Verwenden Sie festes B3 für Behälter mit einem Durchmesser von weniger als ~2 m und einem Fassungsvermögen von 5 m³; Verwenden Sie geschweißten-überlagerten-kohlenstoffhaltigen Stahl für größere Feldreaktoren. Verwenden Sie lose Blattauskleidung nur für Anwendungen mit austauschbarer-Auskleidung mit niedrigem -Druck.

Massives B3 ist die sauberste metallurgische Lösung, aber auch das teuerste -B3-Blech kostet ungefähr das 6- bis 9-fache des ASTM A516-70-Kohlenstoffstahlblechs. Für einen Reaktor mit einem Durchmesser von 4 m und einer Höhe von 8 m liegt das Delta der Kapitalkosten im sechsstelligen Bereich. Das Overlay-Design stellt den Großteil der Korrosionsbeständigkeit zu einem Bruchteil der Kosten wieder her.

Für die meisten Chemiekunden liefert JN ​​Alloy aGeschweißtes-Overlay-ausgekleidetes Gefäß: A516-70-Grundschale, B3-Überzugsstreifen an die Korrosionsfläche geschweißt, anschließend nach-Lösungsglühen bei 1065 Grad und Abschrecken, um die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen. Dies ergibt eine Korrosionszugabe von 3–6 mm mit einer metallurgisch gebundenen Auskleidung – keine Spalte, in die Säure eindringen kann.

Welche Schweißauftragstechniken eignen sich am besten für B3-Reaktorauskleidungen?

Verwenden Sie das Streifen-Elektroden-Unterpulver--Lichtbogenschweißverfahren (SAW-S) mit EQNiMo-10-Streifen (typischerweise 30 × 0,5 mm) für die Masse und das Elektro{7}}Schlackeschweißen (ESW) für die Ablagerung mit hoher -Abscheidungsrate. Schließen Sie dann mit einem oder zwei GTAW-Kosmetikdurchgängen mit ERNiMo-10 ab.

Für die Überlagerung eines Reaktorbehälters mit 5 m Durchmesser × 8 m werden etwa 200 kg Füllstoff pro Quadratmeter Korrosionsfläche benötigt. Das ist keine Handarbeit. Der Standardproduktionsprozess ist das Sägen von Bandauflagen mit 250–400 mm/min und 600–800 A am Band. Drei Betriebsregeln:

1. Halten Sie die Überdeckung in der endgültigen Chemie auf mindestens 3 mm.Durch Verdünnung aus dem Kohlenstoff-Stahlsubstrat können Cr und Fe nach oben und Mo nach unten - unter-Dicke oder geringen-Abscheidungsdurchgängen gezogen werden, wodurch eine Schicht entsteht, die nicht mehr „B3“ ist.
2. Verwenden Sie zunächst eine Trägerauflage.Schweißen Sie eine 2–3 mm dicke Butter aus ERNiCrMo-4 auf den Kohlenstoffstahl und lassen Sie dann die ERNiMo-10-Auflage auftragen. Die Butter fungiert als Übergangsfüllstoff, der die Kohlenstoffverdünnung toleriert.
3. Überprüfen Sie die Chemie des Overlays.Nehmen Sie zu Beginn jeder Overlay-Kampagne einen Coupon für die chemische Analyse und anschließend alle 200 mm Schiffslänge einen. Spezifikation: 27–32 % Mo, weniger als oder gleich 3 % Cr, weniger als oder gleich 3 % Fe auf der endgültigen Auflagefläche, gemäß ASME SA-265.

ESW (Elektro--Schlackenbandschweißen) ist schneller, erzeugt aber ein gröberes Korn und eine etwas geringere Mo-Ausbeute; JN Alloy verwendet es auf Schiffen > 25 m³, bei denen der Produktionsdurchsatz wichtiger ist als die letzten 5 % der Korrosionsleistung.

Wie inspizieren und qualitäts-prüfen Sie einen B3-Reaktor?

In dieser Reihenfolge prüfen: visuell (100 %) → dimensional (100 %) → Oberflächen-PT an allen Schweißnähten (100 %) → volumetrische RT an allen Stumpfnähten größer oder gleich 19 mm (100 %) → PMI an jeder Platte und jedem Schweißstück (100 %) → Hydrotest bei 1,5-fachem Auslegungsdruck (100 %), dann eine abschließende innere Beizung + Passivierung.

Die QC-Kette spiegelt ASME Abschnitt V und Abschnitt VIII Div 1 für einen Druckbehälter aus Nickel--Legierung wider. Die Reihenfolge ist wichtig: Bei jedem Schritt werden die Fehler erfasst, bei denen der nächste Schritt davon ausgeht, dass sie bereits ausgesondert wurden. Der Standard-Inspektionsplan von JN Alloy, der jedem Schiff beiliegt, umfasst:

• Visuelle Untersuchung (VT)gemäß AWS QC1, Abnahme gemäß ASME V Artikel 9.
• Farbeindringprüfung (PT)auf allen Schweißnähten - ASTM E165, wasser-waschbar oder nach-emulgierbar.
• Röntgenuntersuchung (RT)gemäß ASME V Artikel 2 an allen Stumpfschweißnähten. Größer als oder gleich 19 mm Wandstärke. Spot-RT auf Düsenschweißnähten.
• Positive Materialidentifikation (PMI)mit einem RFA-Analysator an jeder Platte, jedem Kopf und jedem Düsenflansch vor dem Einbau-. Ein häufiger Ausfall vor Ort ist, dass ein Stück C-276-Platte in ein B3-Schiff geschmuggelt wird, weil beide identisch aussehen.
• Hydrostatischer Testbei 1,5-fachem Auslegungsdruck (oder 1,3-fach für ASME VIII Div 1 Alternative Rules), 30 Minuten lang gehalten, gefolgt von einer Seifenlösungs-Leckprüfung an jeder Düsenschweißstelle.
• Abschließende Beizung und Passivierungwie im Abschnitt „Reinigung“ oben beschrieben.

Jeder Schritt wird auf einem Inspektions- und Testplan (ITP) aufgezeichnet, der das Schiff von der Plattenannahme bis zur Versandfreigabe begleitet. JN Alloy stellt die ITP-Vorlage im Angebotspaket zur Verfügung, damit Kunden ihre eigenen Prüfer an den Meilensteinen ausrichten können.

Welche zerstörungsfreien Prüfmethoden sind für B3 erforderlich?

B3-Schiffe erfordern typischerweise PT an allen Schweißnähten und RT an Stumpfschweißnähten; UT- und Wirbelstromprüfungen sind optional, werden jedoch für dicke Auflagen bzw. kaltgeformte Köpfe empfohlen.

Der erforderliche NDT-Umfang wird durch die Bauvorschriften festgelegt (ASME VIII Div 1 in Nordamerika, EN 13445 in der EU, GB 150 in China). Alle drei Codes behandeln Nickellegierungen für ZfP-Zwecke wie rostfreie Stähle, mit einigen praktischen Unterschieden:

• PT- ASTM E165 mit einem wasser-waschbaren oder nach-emulgierbaren Eindringmittel. Abnahme gemäß ASME V T-640. Verwenden Sie dies, um Oberflächenrisse von DDC aufzufangen.
• RT- ASME V Artikel 2, Akzeptanz gemäß VIII Div 1 UW-51. Verwenden Sie Röntgen oder Ir-192. RT ist die einzige volumetrische Methode, die planare HAZ-Risse erfassen kann.
• UT- ASME V Artikel 5 zur Scherwellenerkennung-von Laminierungen in der Mutterplatte. Optional, aber empfohlen für Platten > 50 mm.
• Wirbelstrom(Array oder gepulst) - nützlich zum Scannen der Innenfläche einer Auflage nach der Bearbeitung, um die Dicke der Auflage zu bestätigen. ASTM E2159 ist ein praktikabler Standard.
• Ferritgehalt(gilt nur für B3, wenn versehentlich eine Kontamination des Edelstahls aufgetreten ist) - Kalibrieren Sie das Feritscope anhand einer bekannten B3-Probe; Die Legierung ist im Wesentlichen nicht-magnetisch, sodass jeder Wert über ~5 FN auf eine Kontamination hinweist.

JN Alloy kann alle fünf Methoden intern ausführen-; Für die vom Kunden durchgeführte -bezeugte Inspektion durch Dritte- beauftragen wir Lloyd's, TÜV, SGS, BV oder DNV in der Angebotsphase.

Welches Dokumentationspaket muss mit einem B3-Reaktor transportiert werden?

Ein B3-Reaktor wird mit einem EN 10204 3.1 / 3.2-Materialzertifikatssatz, einem ASME U2 / U3 / U4-Formularsatz, allen Schweißgeräten WPQ + WPS + PQR, NDT-Berichten, einem hydrostatischen Testprotokoll, einem ITP-Reisegerät und einem Typenschild geliefert, das auf die ursprünglichen Schmelznummern zurückgeführt werden kann.

ASME Abschnitt VIII verlangt, dass jeder Druckbehälter die Werkstatt mit einem Datenbericht verlässt (U-1 für UM, U-2 für U, U-3 für U3). Bei einem B3-Schiff ist die ergänzende Dokumentation der Beweis dafür, dass die Metallurgie tatsächlich mit dem Typenschild übereinstimmt und dass der QC-Plan befolgt wurde. Das Standardpaket von JN Alloy ist:

• Werksprüfzeugnisse (MTC)- 3.1 Zertifikate auf jeder Platte, jedem Kopf, jedem Flansch und jedem Fitting. DE 10204 3.2 mit TÜV-/LR-/DNV-Zeuge, wenn der Kunde dies anordnet.
• Schweißdokumentation- WPS-Blätter, PQR-Aufzeichnungen und WPQ-Zertifikate für jeden Schweißer, der das Schiff berührt hat.
• NDT-Berichte- VT-, PT-, RT-, UT-Aufzeichnungen, wobei Film- oder digitale Röntgenbilder 7 Jahre lang aufbewahrt werden.
• PMI-Rekord- Ausdrucke des RFA-Analysators mit Kalibrierungsprotokoll, gebunden an die Plattenwärmenummer.
• Hydrostatischer Testbericht-Druck, Dauer, Umgebungstemperatur, Leck-Prüfergebnisse.
• Wärmebehandlungsprotokoll- für Lösung-geglühte Köpfe und Überzüge.
• ITP-Reisender- Stufe-für-Stufenabzeichnung-mit Inspektor-Initialen.
• Typenschild-ASME-gestempelt mit Herstellerseriennummer, Auslegungsdruck, Auslegungstemperatur, Materialspezifikation, Baujahr.

Ein Schiff, das ohne dieses Komplettpaket ausgeliefert wird, ist unserer Erfahrung nach ein Schiff, das mit einer Frage vor Ort ankommt, die jemand nicht beantworten kann. Das Paket ist die günstigste Versicherung für einen Reaktor.

B3-Reaktorschweißen - Kurz--Referenzparameterkarte

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Hastelloy B2 und B3?
B3 ist der Nachfolger von B2. Die beiden haben eine gemeinsame Ni-26/28-Mo-Basis, aber B3 stabilisiert die Chemie durch strengere Eisen- und Chromkontrollen und fügt kleine Titan- und Aluminium-Getter hinzu. Das Ergebnis ist ein deutlich geringeres HAZ-Rissrisiko und eine stabile Korrosionsleistung nach dem Schweißen. Praktisch erfordert B2 eine aggressivere PWHT-Kontrolle; B3-Schweißnähte werden im geschweißten Zustand geliefert.

Ist Hastelloy B3 dasselbe wie Alloy B-3?
Ja. „Hastelloy“ ist der Handelsname von Haynes International; Die Gattungsbezeichnung lautetNickellegierung B-3oder UNS N10675. Andere Hersteller wie Special Metals vertreiben gleichwertige Qualitäten unter anderen Namen (z. B.Legierung B-3in ihrem Katalog).

Kann Hastelloy B3 ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen geschweißt werden?
Ja, in fast allen Fällen. B3-Schiffe werden im geschweißten Zustand in Betrieb genommen. Lösungsglühen bei 1065 Grad und anschließendes schnelles Abkühlen werden für stark kaltverformte Köpfe und nach dem Aufschweißen von Kohlenstoffstahl verwendet, sind jedoch für routinemäßiges Schweißen nicht erforderlich.

Welches Zusatzmetall wird für Hastelloy B3 verwendet?
AWS A5.14 ERNiMo-10 (Draht) oder EQNiMo-10 (Streifen) ist der standardmäßig passende Füllstoff. ERNiMo-7 (B2-Füllstoff) ist metallurgisch akzeptabel, es fehlt jedoch das B3-Phasenstabilisierungspaket. ERNiCrMo-4 (C-276-Füllstoff) wird nur bei Übergangsschweißungen zu C-276- oder rostfreien Bauteilen verwendet.

Was ist die maximale Zwischenlagentemperatur für Hastelloy B3?
93 Grad (200 Grad F). Dies ist die Zahl, die in den ASME-Qualifizierungsumschlägen Abschnitt IX für B3-Verfahren angegeben ist und mit dem ursprünglichen technischen Bulletin von Haynes übereinstimmt. Bei Überschreitung besteht die Gefahr einer Ni₄Mo-Ausfällung in der Schweißnaht und der WEZ.

Was ist die maximale Betriebstemperatur für Hastelloy B3?
Für den Betrieb mit reiner reduzierender Säure ist B3 auf Dauertemperaturen bis etwa 400 Grad ausgelegt, obwohl die meisten chemischen Reaktoren unter 200 Grad betrieben werden. Oberhalb von 400 Grad wird B3 nicht empfohlen - die Legierung ist nicht für Hochtemperaturfestigkeit ausgelegt und Kornwachstum in Kombination mit Phasenausscheidung verschlechtert die Duktilität.

Kann B3 in allen Konzentrationen in Salzsäure verwendet werden?
Ja. B3 ist für 0 % bis 40 % HCl über den gesamten Temperaturbereich bis zum Sieden ausgelegt. Über 40 % HCl oder in Gegenwart starker Oxidationsmittel (Fe³⁺, Cu²⁺, freies Cl₂, HNO₃) steigt die Korrosionsrate und eine andere Legierung ist erforderlich.

Kann B3 in Schwefelsäure verwendet werden?
Ja, bis zu einer Konzentration von etwa 60 % unter 100 Grad. Darüber hinaus steigen die Korrosionsraten stark an. Für gemischte Schwefel- und Oxidationsmittelströme wird im Allgemeinen Hastelloy C-276 oder Alloy 20 bevorzugt.

Welche zerstörungsfreie Prüfung ist für einen B3-Reaktor obligatorisch?
Gemäß ASME V Artikel 4 & 6 und VIII Div 1: Sichtprüfung jeder Schweißnaht, Farbeindringprüfung an jeder Schweißoberfläche und Röntgenprüfung an allen Stumpfschweißnähten größer oder gleich 19 mm. Für B3 - sind keine Ferromagnet-/Ferritprüfungen erforderlich. Die Legierung ist im Wesentlichen nicht-magnetisch.

Ist PMI auf einem B3-Schiff obligatorisch?
Ja, auf jeder Platte, jedem Kopf und jeder Verbrauchsmaterialcharge vor dem Einbau. Die Kosten für einen PMI-RFA-Scan sind vernachlässigbar im Vergleich zu den Kosten für das Aufschneiden eines Reaktors, nachdem eine 316L-Platte versehentlich im B3-Lagerplatz gelandet ist.

Kann ein B3-Reaktor auf einem Kohlenstoffstahlsubstrat mit Überzug gebaut werden?
Ja - Dies ist die gebräuchlichste Konstruktion für vor Ort aufgestellte-Behälter mit mehr als 5 m³. A516-70-Kohlenstoffstahl ist mit EQNiMo-10 bis zu einer Mindestdicke von 3 mm verschweißt, gemäß ASME SA-265 qualifiziert, bei 1065 Grad lösungsgeglüht, wasserabgeschreckt und gebeizt.

Welche Standards gelten für einen B3-Reaktor?
ASME SB-333 (Platte), SB-619 (geschweißte Rohre), SB-775 (Fittings), SB-829 (allgemein), ASME Abschnitt IX (Schweißen), Abschnitt V (NDT), Abschnitt VIII (Behälter), ASTM B333 (Platte), AWS A5.14 (Füller) und ISO 15156 / NACE MR0175 für saure Betriebskompatibilität.

Wie hoch ist die Korrosionsrate von B3 in 20 % HCl bei 80 Grad?
Typischerweise 0,05 bis 0,15 mm/Jahr gemäß den von Haynes veröffentlichten Isokorrosionsdaten. Damit liegt B3 deutlich innerhalb der „guten“ Grenze von 0,5 mm/Jahr für chemische Reaktoren und ermöglicht eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren bei standardmäßigem Korrosionszuschlag von 6 mm.

Warum fehlt B3 in Salpetersäure?
B3 enthält weniger als oder gleich 3 % Chrom -, weit unter dem Mindestwert von ~ 16 %, der zur Bildung eines stabilen Passivfilms in oxidierenden Säuren erforderlich ist. Salpetersäure, Eisenchlorid und Kupferchlorid greifen die Ni-Mo-Matrix schnell an. Verwenden Sie Alloy 20 oder C-276 für oxidierende Anwendungen.

Kann B3 kalt-umgeformt werden?
Ja, bis zu einer Grenze von ca. 20 % Kaltverformung ohne Zwischenglühen. Eine stärkere Verformung erfordert ein Lösungsglühen bei 1065 Grad und anschließendes schnelles Abkühlen, um die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen. Kopfenden, Düsenverstärkungspolster und gewölbte Köpfe werden routinemäßig kalt-umgeformt.

Kann B3 bearbeitet werden?
Ja, aber es funktioniert-verhärtet sich aggressiv. Verwenden Sie scharfe Hartmetallwerkzeuge, einen positiven Spanwinkel, niedrigere Schnittgeschwindigkeiten (10–25 m/min) und großzügige Kühlmittelzufuhr. Lassen Sie die Späne nicht festfressen; Sie hinterlassen eine raue Oberfläche, die sich nur schwer reinigen lässt.

Was ist der ASME-Codefall für B3?
ASME Code Case 2486 regelt die Verwendung der Nickel-Molybdän-Legierung SB-333 (UNS N10675) in Abschnitt VIII Div 1-Konstruktionen. Der Fall wurde zuletzt im Jahr 2018 aktualisiert und wird von den US-Bundesstaats- und kanadischen Provinzbehörden weitgehend akzeptiert.

Wie lange dauert die Herstellung eines B3-Reaktors?
Die Vorlaufzeit von JN Alloy beträgt 14–22 Wochen für einen typischen 5–20 m³ großen B3-Behälter, einschließlich Materialbeschaffung, Formung, Schweißen, NDT, Hydrotest und Versand. Mit Overlay ausgekleidete Behälter laufen aufgrund des Lösungsglüh- und Abschreckzyklus nach dem Overlay 18 bis 28 Wochen.