Наплавка из инконеля высокого качества

Высокоэнергетические насосы, работающие в тяжелых условиях, должны изготавливаться с использованием наилучших материалов, чтобы обеспечить долгосрочную надежность. Для применений, связанных с морской и пластовой водой, супердуплексная нержавеющая сталь обычно используется в качестве основного производственного материала из-за ее коррозионной стойкости.

Однако высокая стоимость этого материала может стать основным фактором при проектировании более крупных компонентов, и операторы могут запросить альтернативные варианты для своих проектов.

В то же время области применения насосов могут измениться, и используемое оборудование необходимо модернизировать, чтобы оно соответствовало новым требованиям. Для устаревших насосов это может создать ряд проблем, поскольку операторам необходимо найти наиболее экономически эффективный способ предоставления новых спецификаций. Повышенное давление может исключить супердуплекс как наиболее подходящий материал, и эту ситуацию можно решить с помощью наплавки из инконеля.

Характеристика материала

Супердуплекс — это материал, обычно используемый для изготовления корпусов насосов для морской воды, пластовой воды и некоторых применений в нефтегазовой отрасли. Он обеспечивает необходимую коррозионную стойкость в зависимости от жидкости, которую должен перекачивать насос.

Этот металл принадлежит к коррозионностойким материалам, обладающим высокой стойкостью к точечной коррозии, которая рассчитывается по средневзвешенному значению ключевых элементов, таких как хром, молибден и азот, с использованием уравнения 1.

Уравнение 1

ПРЕН = %Cr + 3,3 х

(%Mo + 0,5%W) + 16 x %N

При этом рассчитывается значение, известное как эквивалентное число питтинговой устойчивости (PREN), которое отражает способность материала противостоять локализованной коррозии в форме питтинговой коррозии. Для упомянутых выше приложений PREN должен быть больше 40.

Однако, хотя химический состав супердуплекса обеспечивает высокую прочность, широкий диапазон коррозионной стойкости и умеренную свариваемость, он имеет некоторые ограничения. Металлургия дуплексных нержавеющих сталей более сложна, чем ферритных или аустенитных сталей, а это означает, что их труднее производить и изготавливать. Это влияет на материальные затраты.

Кроме того, дуплексные стали могут образовывать несколько нежелательных интерметаллических фаз, таких как сигма и альфа-прайм, если материал не подвергается правильной обработке, особенно при термообработке. Супердуплексные стали особенно склонны к охрупчиванию и снижению коррозионной стойкости, когда скорость охлаждения во время производства или сварки недостаточно высока. Это может сузить диапазон применений, подходящих для этих материалов.

Решения высокого давления

Наконец, приложения, связанные с повышенным давлением, требуют большей толщины стенок, что особенно актуально для корпусов насосов. Однако супердуплексные материалы подходят для этой цели только в определенной степени, поэтому в ситуациях высокого давления производителям и тем, кто занимается ремонтом или модернизацией насосов, необходимо пересмотреть свои варианты.

Тема сварных корпусов насосов вновь вышла на первый план с ростом требований к давлению, предъявляемому к насосам. В 2011 году другое исследование позволило получить аналогичные результаты предыдущего расследования. Поскольку в некоторых случаях требовалось рабочее давление до 10 000 фунтов на квадратный дюйм (psi) (690 бар), супердуплекс был менее предпочтительным, чем вариант со сварной конструкцией корпуса, что привело к созданию проектов-преемников прототипа.

При таком уровне давления жидкости корпус насоса должен быть толще, но это превышает толщину стенки, на которую рассчитан кованый супердуплексный материал. При этом затраты на механическую подготовку шва и саму сварку, включая квалификацию сварного шва, иногда могут быть компенсированы более высокой рыночной ценой на супердуплекс.

Разработка альтернатив

Одной из возможных альтернатив является использование для корпуса углеродистой или низколегированной стали и сварка всех соприкасающихся с технологической средой поверхностей с коррозионностойким покрытием, таким как Inconel 625. Решение использовать этот процесс для плакирования корпусов этим материалом на основе никеля. зависит от текущих цен на сырье, а также от ограничений по размеру и весу больших супердуплексных деталей.