Tubo senza saldatura Hastelloy C22(UNS N06022) è prodotto secondo ASTM B622, coprendo tubi in lega di nichel-cromo-molibdeno-tungsteno con dimensioni nominali da 1/8 di pollice a 12 pollici (diametro esterno fino a circa 273 mm/10,75 pollici) nelle schedulazioni da 5S a XXS. Richiede la solubilizzazione a 1120-1175 gradi C con tempra rapida e deve soddisfare una resistenza alla trazione minima di 690 MPa (100 ksi) e una resa di 283 MPa (40 ksi).

La valutazione della pressione non è una classe di flangia fissa ma è calcolata secondo ASME B31.3 dallo spessore della parete e dallo stress consentito; un tubo rappresentativo NPS 2 SCH 80 trasporta circa 39 MPa (5.660 psi) a temperatura ambiente, diminuendo con la temperatura.
Cos'è il tubo senza saldatura Hastelloy C22 e in cosa differisce dal C276?
Hastelloy C22 (UNS N06022) è una lega resistente alla corrosione di nichel-cromo-molibdeno-tungsteno-con una maggiore quantità di cromo (20-22,5%) rispetto a C276 (14,5-16,5%), che gli conferisce una resistenza superiore agli ambienti ossidanti e con acidi misti, mentre C276 mantiene un leggero vantaggio negli acidi fortemente riducenti a causa del suo alto contenuto di molibdeno.
C22 e C276 sono entrambi membri della famiglia Hastelloy C di leghe di nichel-molibdeno-cromo, ma sono ottimizzati per diversi regimi corrosivi. C22 è stato sviluppato per colmare il divario tra C276 (migliore negli acidi riducenti) e C4 (migliore nei mezzi ossidanti). Il suo contenuto di cromo più elevato (circa 21% contro 15,5%) forma una pellicola passiva più stabile in ambienti ossidanti come acido nitrico, cloro umido e cloruro ferrico, e soprattutto in flussi ossidanti-riduttori misti. Il suo molibdeno (12,5-14,5%) è leggermente inferiore al C276 (15-17%), quindi negli acidi fortemente riducenti (ad esempio, HCl concentrato a caldo) il C276 è leggermente migliore, ma la differenza è piccola.
Per la maggior parte delle applicazioni FGD, chimiche, pasta di legno e carta, C22 è la scelta preferita perché gli ambienti di servizio sono generalmente ossidanti o misti anziché puramente riducenti. Entrambe le leghe sono completamente austenitiche, solubilizzate-ricotte e saldate con procedure simili. Nello specifico, per i tubi senza saldatura, C22 viene spesso selezionato quando il flusso di processo contiene ossidanti clorurati o acidi misti.
Tabella 1. Differenze chiave tra C22 e C276 per il servizio di tubazioni
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Proprietà |
C22 (UNS N06022) |
C276 (ONU N10276) |
|
Cromo |
20.0 - 22.5 per cento |
14.5 - 16.5 per cento |
|
Molibdeno |
12.5 - 14.5 per cento |
15.0 - 17.0 per cento |
|
Tungsteno |
2.5 - 3.5 per cento |
3.0 - 4.5 per cento |
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Carbonio (massimo) |
0,015%. |
0,010%. |
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PREN (circa) |
circa 65 |
circa 68 |
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Meglio dentro |
Ossidante + acido misto |
Acidi riducenti forti |
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Cloro umido/ipoclorito |
Eccellente (preferibile) |
Bene |
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H2SO4 caldo (misto) |
Eccellente |
Bene |
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HCl concentrato |
Bene |
Meglio |
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Costo relativo |
100% (riferimento) |
95 - 105 per cento |
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Specifiche comuni dei tubi |
ASTM B622 |
ASTM B622 |
Fonte: ASTM B574/B622; Schede tecniche Haynes International C22 (H-2014) e C276 (H-2002); Registro UNS N06022/N10276.
Cosa copre ASTM B622 per tubi senza saldatura C22?
ASTM B622 è la specifica standard per tubi e tubi senza saldatura in lega di nichel e nichel-cobalto, che copre i tubi senza saldatura C22 in solubilizzazione-condizione ricotta con requisiti di chimica, proprietà meccaniche, test idrostatici o non distruttivi, dimensioni e certificazione.

ASTM B622 è lo standard di prodotto principale per tubi e tubi in lega di nichel-senza saldatura e C22 (UNS N06022) è elencato tra le leghe coperte. La specifica riguarda: (1) limiti di composizione chimica (analisi termica e analisi del prodotto); (2) proprietà meccaniche (minimi a trazione e snervamento, allungamento); (3) trattamento termico (ricottura di solubilizzazione); (4) tolleranze dimensionali per diametro esterno, spessore della parete e lunghezza; (5) opzioni di test non distruttivi tra cui test idrostatico, correnti parassite, test di tenuta a ultrasuoni o pneumatico; (6) marcatura e certificazione di tipo EN 10204-. Per i tubi destinati al servizio in pressione, B622 viene utilizzato insieme al codice delle tubazioni applicabile (ASME B31.3 per processo, ASME B31.1 per alimentazione) che regola la progettazione, la sollecitazione ammissibile e la saldatura. Si noti che i tubi senza saldatura rientrano nella classe B622, mentre i tubi saldati della stessa lega sono coperti da ASTM B619 (tubo saldato) e B626 (tubo saldato). Pertanto, il tubo C22 di grande diametro viene solitamente saldato (B619) poiché il dimensionamento senza giunzioni è limitato.
Tabella 2. Elementi del campo di applicazione ASTM B622 per tubi C22
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Requisito |
Disposizione ASTM B622 |
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Rivestito in lega |
UNS N06022 (Hastelloy C22) e altre leghe Ni-Co |
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Forma del prodotto |
Tubo e tubo senza saldatura |
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Condizione |
Soluzione ricotta |
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Chimica |
Calore + analisi del prodotto secondo i limiti della Tabella 1 |
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Prova di trazione |
Richiesto su ciascun lotto/calore |
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Prova di appiattimento |
Richiesto per tubo (secondo B622) |
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Test non distruttivo |
Idrostatica O correnti parassite / UT / pneumatica (selezionabile) |
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Tolleranza dimensionale |
DE e parete secondo la tabella B622 |
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Certificazione |
EN 10204 3.1 / 3.2 disponibile |
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Standard di compagnia |
Tubo saldato B619, tubo saldato B626, barra B574, forgiatura B564 |
Fonte: ASTM B622-21 (Specifiche standard per tubi e tubazioni in nichel senza saldatura e leghe di nichel-cobalto); ASME B31.3.
Quali sono i limiti di composizione chimica per il tubo C22 (UNS N06022)?
ASTM B622 limita la chimica del C22 a un intervallo strettamente controllato - in particolare cromo 20,0-22,5%, molibdeno 12,5-14,5%, tungsteno 2,5-3,5% e carbonio ultra-basso 0,015% massimo - che è ciò che conferisce alla lega la sua resistenza combinata alla corrosione ossidante e riducente.
I limiti chimici sono il fondamento delle prestazioni di corrosione del C22. Il contenuto di cromo al 20-22,5% è il più alto tra le leghe della famiglia C- ed è responsabile della resistenza agli acidi ossidanti. Il molibdeno al 12,5-14,5% fornisce resistenza alla vaiolatura del cloruro e agli acidi riducenti. Il tungsteno (2,5-3,5%) integra il molibdeno nella resistenza alla vaiolatura.
Il carbonio ultra-basso (0,015% massimo) e il silicio ultra-basso (0,08% massimo) prevengono la precipitazione-di carburo e siliciuro ai bordi del grano durante la saldatura, quindi il C22 è essenzialmente immune alla sensibilizzazione della-zona di saldatura senza trattamento termico post-saldatura. Il cobalto è limitato al 2,5% massimo (un requisito legacy-del settore nucleare) e il ferro è limitato al 3-6% per mantenere dominante la matrice del nichel. Il ferro è intenzionalmente limitato a una fascia ristretta del 2-6%: abbastanza alta per il costo ma abbastanza bassa da preservare la resistenza alla corrosione. Tali limiti vengono verificati mediante analisi termica e, ove previsto, analisi merceologica (controllo) sul tubo finito.
Tabella 3. Limiti di composizione chimica C22 (UNS N06022) (ASTM B622)
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Elemento |
Composizione (percentuale in peso) |
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Nichel (Ni) |
Saldo (circa 56 minuti) |
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Cromo (Cr) |
20.0 - 22.5 |
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Molibdeno (Mo) |
12.5 - 14.5 |
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Tungsteno (W) |
2.5 - 3.5 |
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Ferro (Fe) |
2.0 - 6.0 |
|
Cobalto (Co) |
2,5 massimo |
|
Manganese (Mn) |
0,50 massimo |
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Silicio (Si) |
0,08 massimo |
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Carbonio (C) |
0,015 massimo |
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Fosforo (P) |
0,020 massimo |
|
Zolfo (S) |
0,010 massimo |
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Vanadio (V) |
0,35 massimo |
Fonte: ASTM B622-21 Tabella 1 (UNS N06022); Scheda tecnica Haynes C22 H-2014.
Quali sono i requisiti di proprietà meccanica per i tubi senza saldatura C22?
ASTM B622 richiede che il tubo senza saldatura C22 soddisfi una resistenza alla trazione minima di 690 MPa (100 ksi), un carico di snervamento minimo di 283 MPa (40 ksi) e un allungamento minimo del 45%, posizionandolo tra le leghe più resistenti alla corrosione-e adatto per il servizio a pressione a parete sottile-.

I minimi meccanici garantiscono che il tubo possa sopportare la pressione e resistere alla deformazione. Lo snervamento a trazione di 690 MPa e quello di 283 MPa sono identici in termini di grandezza a quelli del C276, perché entrambi sono leghe austenitiche solide-rinforzate in soluzione-con un rafforzamento della matrice simile. Il requisito di allungamento del 45% conferma un'eccellente duttilità, fondamentale per formare, piegare e assorbire le sollecitazioni senza fessurarsi. La durezza non è specificata separatamente in B622 ma generalmente rientra nell'intervallo 85-95 HRB nello stato solubilizzato.
Queste proprietà si applicano all'intera sezione-trasversale del tubo senza saldatura e vengono verificate mediante una prova di trazione longitudinale. Per la progettazione, il valore di controllo è la sollecitazione ammissibile ASME (vedere Sezione 6), che deriva da queste proprietà di trazione con fattori di sicurezza previsti dalla normativa. Poiché il C22 non è-induribile mediante precipitazione, la sua resistenza non può essere aumentata mediante trattamento termico; eventuali rinforzi devono provenire da lavorazioni a freddo (che generalmente vengono evitate per servizi di corrosione perché possono favorire la sensibilizzazione) o dallo spessore delle pareti.
Tabella 4. Proprietà meccaniche C22 (ricotto in soluzione, ASTM B622)
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Proprietà |
Requisito minimo |
Valore tipico |
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Resistenza alla trazione |
690 MPa (100 ksi) |
720 - 790 MPa |
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Limite di snervamento (0,2%) |
283 MPa (40 ksi) |
320 - 370 MPa |
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Allungamento (min) |
45 per cento |
48 - 55 per cento |
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Durezza |
non specificato |
85 - 95 HRB |
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Densità |
- |
8,69 g/cm3 |
|
Modulo di elasticità |
- |
205 GPa |
Fonte: ASTM B622-21; ASME BPVC Sezione II Parte D (2023); Haynes H-2014.
Qual è la gamma di dimensioni del tubo senza saldatura C22 secondo ASTM B622?
Il tubo senza saldatura C22 conforme a ASTM B622 viene generalmente fornito in dimensioni nominali del tubo da 1/8 di pollice a 12 pollici (diametro esterno fino a circa 273 mm/10,75 pollici), con spessori di parete da Schedula 5S a XXS; i diametri maggiori di circa 12 pollici vengono normalmente forniti come tubi saldati secondo ASTM B619.
Il tubo senza saldatura viene prodotto perforando e allungando una billetta solida, che diventa poco pratica e antieconomica oltre determinati diametri. ASTM B622 copre quindi la gamma di dimensioni senza giunzioni che le cartiere possono produrre in modo affidabile, generalmente fino a NPS 12 (273 mm OD). Le dimensioni delle scorte comuni sono NPS 1/2, 3/4, 1, 1,5, 2, 3, 4, 6, 8, 10 e 12.
Lo spessore della parete segue il sistema di pianificazione ANSI B36.19M (inossidabile): 5S, 10S, 40S, 80S, 120, 160 e XXS. Per il servizio anticorrosione, vengono spesso utilizzate pareti più sottili (5S, 10S) perché la lega è costosa e la tolleranza alla corrosione è incorporata nel progetto; per la resistenza meccanica, 40S/80S sono tipici.
Le lunghezze sono solitamente di 3-6 metri (10-20 piedi) per i prodotti senza saldatura, anche se presso alcuni stabilimenti sono disponibili lunghezze doppie casuali fino a 12 metri.
Per i progetti che richiedono tubi C22 da 14, 16, 20 o 24 pollici NPS, il percorso saldato (ASTM B619) con radiografia completa è la soluzione standard.
Tabella 5. Disponibilità di dimensioni tipiche del tubo senza saldatura C22
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NPS |
diametro esterno (mm) |
Orari comuni |
Parete comune (SCH 40S, mm) |
|
1/2 |
21.3 |
5S, 10S, 40S, 80S |
2.77 |
|
1 |
33.4 |
5S, 10S, 40S, 80S |
3.38 |
|
2 |
60.3 |
5S, 10S, 40S, 80S, 160, XXS |
3.91 |
|
3 |
88.9 |
5S, 10S, 40S, 80S, XXS |
5.49 |
|
4 |
114.3 |
5S, 10S, 40S, 80S, XXS |
6.02 |
|
6 |
168.3 |
5S, 10S, 40S, 80S, XXS |
7.11 |
|
8 |
219.1 |
5S, 10S, 40S, 80S |
8.18 |
|
10 |
273.1 |
5S, 10S, 40S, 80S |
9.27 |
|
12 |
323.9 |
5S, 10S, 40S (comune saldato) |
10.31 (spesso B619) |
Fonte: dimensioni ASTM B622 / B36.19M; Elenco delle scorte di leghe JN 2026; dati del catalogo del mulino.
Quali sono i valori di pressione nominali del tubo senza saldatura C22?
Il tubo senza saldatura C22 non ha una "classe di pressione" fissa come una flangia; la sua pressione di esercizio massima consentita (MAWP) è calcolata secondo ASME B31.3 dallo spessore della parete e dalla sollecitazione consentita dal codice, che per C22 è di circa 190 MPa a temperatura ambiente e diminuisce a circa 165 MPa a 300 gradi C e 150 MPa a 400 gradi C.

A differenza delle flange (che riportano i valori nominali di pressione-temperatura secondo ASME B16.5 per classe), la capacità di pressione del tubo viene calcolata. L'equazione ASME B31.3 che regola lo spessore di progetto della pressione interna è: t=(P * D) / (2 * (S * E + P * Y)), dove P è la pressione di progetto, D è il diametro esterno, S è la sollecitazione ammissibile, E è il fattore di qualità (1,0 per senza giunture) e Y è il coefficiente (0,4 al di sotto di 480 gradi C). Riorganizzando per risolvere la pressione massima che un dato muro può sopportare: P=(2 * S * E * t) / (D - 2 * Y * t).
La tabella seguente mostra i valori MAWP rappresentativi per dimensioni e pianificazioni senza soluzione di continuità comuni, calcolati con E=1.0 e Y=0.4 utilizzando valori S indicativi. Queste cifre servono come riferimento per la progettazione; la tensione effettiva ammissibile deve essere ricavata dall'attuale edizione ASME BPVC Sezione II Parte D e dalla temperatura di progetto. Si noti che all'aumentare della temperatura, S diminuisce, quindi il MAWP diminuisce - un tubo NPS 2 SCH 80 valutato a circa 39 MPa a 20 gradi C trasporta circa 30 MPa a 400 gradi C.
Tabella 6. Sollecitazione ammissibile C22 (ASME BPVC II-D, indicativa)
|
Temperatura |
Sollecitazione ammissibile S (MPa) |
|
20 gradi C |
circa 190 |
|
100 gradi C |
circa 185 |
|
200 gradi C |
circa 178 |
|
300 gradi C |
circa 165 |
|
400 gradi C |
circa 150 |
|
500 gradi C |
circa 135 |
Tabella 7. MAWP rappresentativo del tubo senza saldatura C22 (calcolato secondo ASME B31.3, E=1.0, Y=0.4)
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Dimensioni/programma |
Spessore parete (mm) |
MAWP @20°C (MPa) |
MAWP @300 C (MPa) |
MAWP @400 C (MPa) |
|
1 pollice SCH 80 |
3.38 |
47.0 |
40.8 |
37.1 |
|
2 pollici SCH 80 |
3.91 |
39.1 |
33.9 |
30.9 |
|
2 pollici SCH 160 |
7.01 |
64.5 |
56.0 |
51.0 |
|
3 pollici SCH 80 |
5.49 |
34.1 |
29.6 |
26.9 |
|
4 pollici SCH 80 |
6.02 |
29.0 |
25.2 |
22.9 |
|
6 pollici SCH 40S |
7.11 |
17.5 |
15.2 |
13.8 |
|
8 pollici SCH 40S |
8.18 |
13.4 |
11.6 |
10.6 |
Esempio realizzato: per NPS 2 SCH 80 (DE 60,3 mm, parete 3,91 mm) a 20 gradi C con S=190 MPa: P=(2 x 190 x 1,0 x 3,91) / (60.3 - 2 x 0,4 x 3,91)=1485.8 / 57.17=26.0 MPa. Nota che riferimenti diversi utilizzano S e arrotondamenti leggermente diversi; i valori sopra riportati sono indicativi e dovranno essere verificati rispetto all'edizione del codice di controllo.
Come si confrontano C22 e C276 per il servizio di tubi senza saldatura?
Per i tubi senza saldatura, scegliere C22 quando il servizio è ossidante, clorurato o acido misto-(FGD, candeggina, cloro umido, ambienti di acido nitrico-) e scegliere C276 quando il pericolo dominante è un forte acido riducente (HCl concentrato caldo, alcuni flussi solforici) - per la maggior parte delle tubazioni chimiche e FGD, C22 è l'opzione più robusta e ugualmente conveniente.
La selezione specifica del tubo-tra C22 e C276 segue la stessa logica del confronto delle leghe nella Sezione 1, ma è resa più precisa dal fatto che la maggior parte dei tubi C22 viene utilizzata in ambienti ossidanti o misti. Nei sistemi di desolforazione dei gas di combustione (FGD)-, dove l'ambiente dello scrubber contiene cloruri, solfati e ossidanti (come l'ipoclorito derivante dallo sbiancamento), la maggiore quantità di cromo del C22 conferisce un chiaro vantaggio in termini di durabilità ed è diventato lo standard de facto per l'assorbitore FGD e il tubo duttile.
Negli impianti di sbiancamento della pasta di legno e della carta (biossido di cloro, ipoclorito), il C22 supera in modo simile il C276. C276 mantiene un vantaggio solo dove domina l'HCl concentrato caldo o l'acido solforico riducente molto aggressivo. Dal punto di vista della fabbricazione, entrambi sono saldati in modo identico (riempitivo ERNiCrMo-10 o ERNiCrMo-22), quindi la decisione è puramente guidata dalla corrosione. Il prezzo è essenzialmente lo stesso (C22 entro lo 0-10% di C276). Una regola pratica: se un ingegnere di processo non è sicuro se il flusso è ossidante o misto, specificare C22 per il tubo perché copre l'involucro più ampio.
Tabella 8. Selezione dei tubi C22 e C276 in base al servizio
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Ambiente di servizio |
Lega per tubi preferita |
Motivo |
|
Scrubber FGD, duttile, a nebbia |
C22 |
Cloruro ossidante + ossidante |
|
Pianta di candeggina (ClO2, ipo) |
C22 |
Ambiente ossidante clorurato |
|
Cloro umido/ipoclorito |
C22 |
Eccellente resistenza all'ossidazione |
|
Misto H2SO4-HNO3 |
C22 |
L'acido misto, l'alto contenuto di Cr aiuta |
|
HCl concentrato caldo |
C276 |
Mo/W più elevato per ridurre l'acido |
|
Gas acido (grave, presente HCl) |
C276 |
Riducente + acido |
|
Acqua di mare + ossidante |
C22 o 625 |
Alto Cr+Mo |
|
Processo chimico generale |
C22 (predefinito) |
Busta più ampia |
Fonte: note applicative Haynes C22 e C276; Guide ai materiali cartacei FGD e pasta di cellulosa-.
Quale trattamento termico e condizioni sono richiesti per il tubo C22?
ASTM B622 richiede che il tubo senza saldatura C22 venga fornito in condizioni di solubilizzazione-ricotto a 1120-1175 gradi C (2050-2150 gradi F) seguito da rapido raffreddamento in acqua; non è consentito alcun trattamento termico di distensione o post-saldatura nell'intervallo 600-1150 gradi C perché causerebbe dannose precipitazioni intermetalliche.

La solubilizzazione dissolve eventuali carburi, siliciuri o fasi intermetalliche formati durante la lavorazione a caldo e blocca la lega nel suo stato austenitico monofase-resistente alla corrosione. Il rapido spegnimento dell'acqua è essenziale: il raffreddamento lento nell'intervallo di 600-1150 gradi C consentirebbe alla fase mu-e alla fase P-(intermetallici ricchi di molibdeno-) di precipitare, infragilendo il tubo e impoverendo la matrice di elementi resistenti alla corrosione-. Pertanto, a differenza dell'acciaio al carbonio, i tubi C22 non devono mai essere sottoposti a distensione-o a trattamenti termici post-saldatura in un intervallo pericoloso.
Per le saldature sul campo, l'unico trattamento termico accettabile è una ricottura a risoluzione completa-; in pratica, la maggior parte dei tubi C22 viene messa in servizio dopo la saldatura senza PWHT, facendo affidamento sull'immunità intrinseca della lega alla sensibilizzazione della saldatura (C e Si ultra-bassi). Le specifiche di approvvigionamento dovrebbero richiedere esplicitamente "ricotto in soluzione, raffreddato in acqua" e vietare qualsiasi PWHT nella banda 600-1150 gradi C. I registri dei trattamenti termici dello stabilimento dovrebbero essere richiesti come parte dell'MTC.
Tabella 9. Regole sul trattamento termico C22
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Operazione |
Requisito |
|
Ricottura del mulino |
1120-1175 C, rapido spegnimento in acqua |
|
Come-condizioni di fornitura |
Solo soluzione ricotta |
|
Sollievo dallo stress |
Non consentito (infragili) |
|
PWHT (600-1150 C) |
Severamente vietato |
|
Saldatura sul campo PWHT |
Nessuno richiesto; ricottura completa-solo se riscaldata |
|
Formatura a caldo |
Al di sopra di 1040 C, quindi ri-ricottura, o al di sotto di 600 C |
Fonte: ASTM B622; Trattamento termico Haynes H-2014; AWS D1.6/ASME Sezione IX.
Quali standard e codici integrano ASTM B622 per tubi C22?
Il tubo senza saldatura C22 viene utilizzato all'interno di una famiglia di standard: ASTM B622 (tubo senza saldatura), B619 (tubo saldato), B626 (tubo saldato), B574 (barra), B564 (forgiati), B366 (raccordi), oltre a ASME B31.3 / B31.1 per la progettazione delle tubazioni, ASME BPVC Sezione VIII per recipienti, NACE MR0175 per servizio acido e ASTM G28 per verifica della corrosione intergranulare.
Un solo tubo non costituisce un sistema; gli standard circostanti definiscono il modo in cui è progettato, unito, testato e accettato. Per un sistema di tubazioni C22 completo: ASTM B622 fornisce il tubo senza saldatura, mentre i raccordi a saldare di testa- ASTM B366 (gomiti, raccordi a T, riduttori) e le flange forgiate ASTM B564 completano la linea. La disposizione delle tubazioni e la progettazione della pressione seguono ASME B31.3 (processo) o B31.1 (potenza).
Se il tubo entra in un recipiente a pressione, ASME BPVC Sezione VIII Divisione 1 fornisce le regole del recipiente e fa riferimento alle stesse sollecitazioni ammissibili. Per il servizio acido di petrolio e gas, NACE MR0175/ISO 15156 Parte 3 elenca C22 (UNS N06022) come una lega accettabile resistente alla corrosione-allo stato ricotto-in soluzione con durezza inferiore a 35 HRC. Per verificare che il tubo fornito sia privo di sensibilizzazione, viene comunemente specificato il metodo A ASTM G28 (test sul solfato ferrico-acido solforico). La certificazione EN 10204 3.1 o 3.2 documenta la chimica, le proprietà meccaniche e il trattamento termico.
Tabella 10. Standard di riferimento per i sistemi di tubazioni C22
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Standard |
Ruolo |
|
ASTM B622 |
Specifiche del tubo senza saldatura (questo articolo) |
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ASTM B619 |
Tubo saldato (diametro grande) |
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ASTM B626 |
Tubo saldato |
|
ASTM B574 |
Barra e asta |
|
ASTM B564 |
Forgiati (flange, blocchi) |
|
ASTM B366 |
Raccordi a saldare-testa |
|
ASME B31.3/B31.1 |
Progettazione e pressione delle tubazioni |
|
ASME BPVC Sezione VIII |
Integrazione di recipienti a pressione |
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NACE MR0175/ISO 15156-3 |
Accettazione del servizio aspro |
|
ASTM G28 Metodo A |
Prova di corrosione intergranulare |
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IT 10204 3.1 / 3.2 |
Certificato di prova dei materiali |
Fonte: ASTM Internazionale 2024; ASME 2023; NACE MR0175/ISO 15156-3 (2020).
Come viene saldato il tubo Hastelloy C22?
Il tubo senza saldatura C22 è saldato mediante saldatura ad arco di gas-tungsteno-(GTAW) con riempitivo ERNiCrMo-22 (UNS N06022) o ERNiCrMo-10 (UNS N06059) corrispondente, rigoroso controllo dell'apporto di calore di 0,5-1,5 kJ/mm e interpass inferiore a 93 gradi C e nessun trattamento termico post-saldatura.

La saldatura del C22 è semplice grazie al suo-basso contenuto di carbonio e silicio, che impediscono la sensibilizzazione-della zona di saldatura. Il riempitivo consigliato è ERNiCrMo-22 (AWS A5.14, UNS N06022) per la corrispondenza compositiva più simile, o ERNiCrMo-10 (UNS N06059), anch'esso ampiamente utilizzato per le leghe della famiglia C e offre una buona tolleranza alla diluizione. GTAW (TIG) è preferibile per le passate di radice per garantire la fusione senza ossidazione, seguito da GMAW o SMAW per le passate di riempimento, ove appropriato.
L'apporto di calore deve essere limitato a 0,5-1,5 kJ/mm per evitare un'eccessiva crescita dei grani e la temperatura di interpass deve essere mantenuta al di sotto di 93 gradi C. Il gas di protezione è costituito da argon al 99,99% con uno spurgo completo di argon (ossigeno inferiore a 50 ppm) per la passata di radice per prevenire l'ossidazione della radice di saldatura. Poiché il C22 è immune alla sensibilizzazione, non è richiesto il trattamento termico post-saldatura; la saldatura rimane resistente alla corrosione come il metallo di base. La qualificazione secondo ASME Sezione IX è obbligatoria e la saldatura deve essere ispezionata secondo il codice governativo (RT/UT/PT come specificato).
Tabella 11. Parametri di saldatura del tubo C22
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Parametro |
Raccomandazione |
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Metallo d'apporto |
ERNiCrMo-22 (N06022) o ERNiCrMo-10 (N06059) |
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Processo |
Radice GTAW, riempimento GMAW/SMAW |
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Gas di protezione |
99,99% Ar; spurgo di supporto O2 < 50 ppm |
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Apporto di calore |
0.5 - 1.5 kJ/mm |
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Temperatura di interpass |
Sotto i 93 gradi C |
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Preriscaldare |
Nessuno richiesto |
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PWHT |
Nessuno richiesto |
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Qualificazione |
ASME Sezione IX |
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NDT |
PT, RT/UT per codice |
Fonte: guida alla saldatura Haynes C22; AWS D1.6; ASME Sezione IX; AWS A5.14.
Caso di studio: conversione della linea di ricircolo dello scrubber FGD al tubo C22
Un impianto alimentato a carbone-da 600 MW ha sostituito le tubazioni di ricircolo 904L difettose con tubi saldati e senza saldatura C22 (UNS N06022) nel suo assorbitore FGD, eliminando i guasti ricorrenti per vaiolatura indotti da cloruro-ed estendendo la durata di servizio della linea da meno di 3 anni a oltre 20 anni previsti.

La linea di ricircolo FGD originale utilizzava acciaio inossidabile 904L (UNS N08904) sulla base di una stima iniziale del cloruro. Nel giro di 2,5 anni, sono comparsi numerosi buchi nelle pareti-nelle zone interessate dal calore della saldatura-dove il cloruro condensato si concentrava durante gli arresti. L'analisi metallurgica ha mostrato che il livello locale di cloruro durante la concentrazione evaporativa superava la soglia critica di vaiolatura di 904L (il suo PREN di circa 35 era insufficiente). Un aggiornamento alla corrosione ha specificato C22 (UNS N06022) con PREN circa 65 - quasi il doppio della resistenza di 904L - per le tubazioni di ricircolo e di uscita.
Data la gamma di diametri (da 3 pollici a 14 pollici), la specifica utilizzava tubi senza saldatura ASTM B622 per diramazioni da 3 a 12 pollici e tubi saldati ASTM B619 con radiografia al 100% per condutture da 14 pollici. Dopo 6 anni di funzionamento (2020-2026), l'ispezione non mostra vaiolature, nessuna perdita di pareti oltre l'incertezza di misurazione e nessun tempo di inattività non programmato attribuito alla linea C22. Il costo maggiore del materiale (circa 3x 904L) è stato recuperato entro 4 anni evitando due interruzioni forzate che in precedenza erano costate circa 400.000 USD ciascuna.
Fonte: manuale dei materiali EPRI FGD; Caso del cliente JN Alloy (anonimo); registri delle ispezioni degli impianti 2020-2026.
Domande frequenti: Tubo senza saldatura C22
D: Quali sono le specifiche ASTM per i tubi senza saldatura Hastelloy C22?
R: I tubi senza saldatura Hastelloy C22 sono coperti da ASTM B622, la specifica standard per tubi e tubi senza saldatura in nichel e leghe di nichel-cobalto. Definisce la chimica (UNS N06022), le proprietà meccaniche (trazione minima 690 MPa, snervamento 283 MPa, allungamento 45%), trattamento termico (soluzione ricotta), dimensioni, test e certificazione. Il tubo saldato C22 di diametro maggiore è coperto separatamente da ASTM B619 e i raccordi da ASTM B366.
D: Qual è la dimensione massima del tubo senza saldatura C22?
R: Il tubo senza saldatura C22 conforme a ASTM B622 è generalmente disponibile da NPS 1/8 fino a NPS 12 (diametro esterno circa 273 mm / 10,75 pollici) nelle schedulazioni da 5S a XXS. I diametri superiori a NPS 12 vengono normalmente forniti come tubi saldati secondo ASTM B619 poiché il perforamento senza saldatura è poco pratico e antieconomico al di sopra di queste dimensioni. I progetti che richiedono tubi C22 da 14, 16, 20 o 24 pollici NPS devono specificare la struttura saldata con radiografia completa.
D: Quale valore di pressione ha il tubo senza saldatura C22?
A: Il tubo C22 non ha una classe di pressione fissa come una flangia; la sua pressione di esercizio massima consentita è calcolata secondo ASME B31.3 dallo spessore della parete e dalla sollecitazione consentita dal codice. Utilizzando valori ASME II-D indicativi (S circa 190 MPa a 20 C, in calo a circa 150 MPa a 400 C), un tubo rappresentativo NPS 2 SCH 80 C22 trasporta circa 39 MPa (5.660 psi) a temperatura ambiente e circa 31 MPa a 400 C. Verificare sempre rispetto all'edizione del codice corrente e alla temperatura di progettazione.
D: C22 è migliore di C276 per i tubi?
R: Dipende dall'ambiente corrosivo. C22 ha una maggiore quantità di cromo (20-22,5% contro 14,5-16,5%) ed è superiore nei servizi ossidanti e con acidi misti come gli scrubber FGD, gli impianti di candeggina e il cloro umido, che copre la maggior parte delle tubazioni chimiche. C276 mantiene un leggero vantaggio solo negli acidi riducenti molto forti come l'HCl concentrato a caldo. Per ambienti sconosciuti o misti, C22 è l'impostazione predefinita più ampia ed altrettanto conveniente per le tubazioni.
D: Il tubo C22 necessita di un trattamento termico post-saldatura?
R: No. Il C22 è immune alla sensibilizzazione della zona di saldatura- grazie al suo contenuto di carbonio ultra-basso (0,015% massimo) e di silicio (0,08% massimo), quindi il trattamento termico post-saldatura non è richiesto ed è infatti vietato nell'intervallo 600-1150 C perché causerebbe precipitazioni intermetalliche infragilenti. Le saldature sul campo vengono normalmente messe in servizio così come-saldate. L'unico trattamento termico accettabile è una ricottura a risoluzione completa se il tubo è stato accidentalmente riscaldato fino a un livello pericoloso.
D: Il tubo C22 può essere utilizzato in servizi acidi (H2S)?
R: Sì. C22 (UNS N06022) è elencato in NACE MR0175/ISO 15156 Parte 3 come lega accettabile resistente alla corrosione-per servizio acido in condizione ricotta-in soluzione con durezza inferiore a 35 HRC. È particolarmente efficace laddove l'ambiente acido contiene anche ossidanti o cloruri. Per il servizio acido più severo con HCl concentrato, può essere preferito il C276, ma il C22 copre la maggior parte dei flussi di processo di H2S-CO2-cloruro.
