PREN 40은 물질이 아닙니다. Incoloy 825(PREN 26)부터 Inconel 625(PREN 52)까지 모든 것을 포괄하는 계산된 수치입니다. "PREN > 40"이라고 표시된 사양 시트는 사양이 아닙니다. - 이는 추측입니다. 왜냐하면 PREN 42가 포함된 두 합금은 40도 염소 처리된 해수에서 완전히 다르게 작용할 수 있기 때문입니다.
이 문서에서는 염화물 서비스에서 니켈 합금 파이프 피트 여부를 실제로 결정하는 세 가지 숫자, 즉 PREN(계산된 숫자), CPT(측정된 피팅 숫자), CCT(플랜지 및 개스킷의 실제 성능을 결정하는 측정된 틈새 숫자-)를 살펴봅니다. 우리는 7가지 일반적인 니켈 합금 및 이중 파이프 등급에 대해 실제 ASTM G48 데이터를 사용한 다음 세 가지 염화물 서비스 시나리오 - 해수 주입, 주변 해수 냉각 및 FGD 슬러리 -에 대한 작업 선택 예를 실행하여 세 가지 숫자가 어떻게 함께 작동하는지 확인할 수 있습니다.
1. PREN - 계산된 숫자
공식 저항 등가수는 공식 저항 순위를 매기기 위해 합금 - 크롬, 몰리브덴 및 질소 -에서 가장 부식과 관련된 3가지 원소를 단일 숫자로 변환합니다.
오스테나이트계 스테인리스강과 대부분의 니켈 합금의 경우:
PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N
텅스텐을 함유한 니켈 합금(C276, C22, C2000)의 경우 텅스텐-조정 버전이 더 정확합니다.
PREN_W=%Cr + 3.3 × (%Mo + 0.5 × %W) + 16 × %N
0.5의 텅스텐 계수는 패시브 피막에서 몰리브덴을 텅스텐으로 부분적으로 대체한 것을 반영합니다. 16% Mo 및 4% W를 포함하는 C276은 텅스텐을 완전히 무시할 경우 PREN_W ≒ 45와 비교하여 PREN_W ≒ 74.9로 계산됩니다. 이는 30{10}점 차이입니다. 따라서 일부 게시된 데이터에는 'C276 PREN 45'가 표시되고 다른 데이터에는 'C276 PREN 75'가 표시됩니다. 둘 다 맞습니다. 그들은 다른 공식을 사용합니다.
표 1은 해당되는 경우 텅스텐-조정 공식을 사용하여 7가지 일반적인 파이프 합금에 대해 계산된 PREN을 보여줍니다.
| 합금 | UNS | 크롬(%) | 모(%) | W (%) | N (%) | PREN(표준) | PREN_W(W 포함) | 일반적인 파이프 표준 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 316L 스테인레스 | S31603 | 16.5 | 2.1 | - | 0.03 | 23.4 | 23.4 | ASTM A312 |
| 2205 듀플렉스 | S32205 | 22.0 | 3.2 | - | 0.18 | 35.8 | 35.8 | ASTM A790 |
| 2507 슈퍼 듀플렉스 | S32750 | 25.0 | 4.0 | - | 0.28 | 46.2 | 46.2 | ASTM A790 |
| 인코로이 825 | N08825 | 21.5 | 3.0 | - | - | 31.4 | 31.4 | ASTM B423 |
| 인코넬 625 | N06625 | 21.5 | 9.0 | - | - | 51.2 | 51.2 | ASTM B444 |
| 하스텔로이 C276 | N10276 | 15.5 | 16.0 | 4.0 | - | 68.3 | 74.9 | ASTM B622 |
| 하스텔로이 C22 | N06022 | 21.0 | 13.0 | 3.0 | - | 64.0 | 69.0 | ASTM B622 |
PREN이 알려주는 내용:순위. 316L(23) < 825(31) < 2205(36) < 2507(46) ≒ 625(51) < C22(69) < C276(75). 순위는 신뢰할 만합니다. PREN은 미세 구조, 표면 마감, 용접 열 영향-영향 영역 또는 틈새 형상을 고려하지 않기 때문에 절대 수치는 -가 아닙니다. 이것이 CPT와 CCT가 존재하는 이유입니다.
2. CPT - 측정된 구멍 수
임계 피팅 온도는 ASTM G48 방법 A(또는 보다 통제된 ASTM G150 전기화학적 방법)에 따라 합금이 표준화된 6% 염화제이철(FeCl₃) 용액을 72시간 동안 피팅 없이 견딜 수 있는 최고 온도입니다. CPT는 계산-이 아닌 측정값-이며 해수 및 염화물 서비스에 대한 1차 사양 매개변수입니다.
표 2는 여러 소스(Haynes International, ASTM G48 테스트 보고서 및 합금 제조업체 데이터 시트)에서 게시된 CPT 데이터를 정리한 것입니다. 확산에 유의하십시오. 동일한 합금의 CPT 값은 열, 표면 마감 및 테스트 방법에 따라 5~15도 정도 달라질 수 있습니다. 아래 숫자는 중간-범위 값을 나타냅니다.
| 합금 | UNS | PREN_W | CPT(학위, ASTM G48/G150) | 테스트 방법 참고 사항 |
|---|---|---|---|---|
| 316L | S31603 | 23.4 | 10 – 20 | G48 방법 A; 피팅은 바닷물의 주변에서 시작됩니다. |
| 인코로이 825 | N08825 | 31.4 | 25 – 35 | G48 방법 A; Cu에 의해 산 환원이 개선됨 |
| 2205 듀플렉스 | S32205 | 35.8 | 25 – 35 | G48 방법 A; 페라이트 위상 제한 CPT |
| 2507 슈퍼 듀플렉스 | S32750 | 46.2 | 70 – 80 | G48 방법 A; 해저-적격 |
| 인코넬 625 | N06625 | 51.2 | 80 – 100+ | G150; 자연해수에서는 본질적으로 면역 |
| 하스텔로이 C22 | N06022 | 69.0 | 100+ | G150; 최대 테스트 시 피팅 없음 |
| 하스텔로이 C276 | N10276 | 74.9 | 100 – 150 | G150/G48; 염화물 서비스에서 거의-면역 |
CPT는 PREN이 다음을 수행할 수 없다고 말합니다.실제 온도 상한선. 유사한 PREN(46.2의 2507 및 51.2의 625)을 갖는 두 합금은 CPT 동작이 매우 다릅니다. - 2507의 CPT는 70-80도이고 625의 CPT는 80-100+입니다. 서비스가 85도에서 실행되는 경우 PREN만 "모두 통과"라고 말합니다. - CPT는 "625개만 통과"라고 말합니다.
구매자에게 CPT가 중요한 이유:대부분의 해양 플랫폼 사양(Saudi Aramco SAES, NORSOK M-630, EEMUA 144)은 최소 PREN이 아닌 최소 CPT를 설정합니다. 사양서에 "PREN > 40"이라고 표시되어 있고 파이프가 625(CPT 100+ 도) 대신 2507(CPT 70 도)로 도착하는 경우 문제가 있을 수도 있고 없을 수도 있으며 파이프가 서비스에 들어갈 때까지 알 수 없습니다.
3. CCT - 실제-세계 성과를 결정하는 숫자
임계 틈새 온도는 ASTM G48 방법 C 또는 D에 따라 6% FeCl₃의 표준화된 PTFE 틈새 형성기에서 합금이 틈새 부식에 저항하는 가장 높은 온도입니다. CCT는 동일한 합금에 대해 항상 CPT보다 낮습니다. - 일반적으로 15~30도 낮습니다- 틈새 형상이 벌크 용액보다 훨씬 더 공격적인 국부 화학을 생성하기 때문입니다.
실제 배관 시스템에서 CPT보다 CCT가 더 중요한 이유:모든 플랜지 면, 모든 개스킷 접촉 영역, 모든 나사산 연결부, 파이프 OD의 모든 침전물, 모든 -와셔 아래에는 틈새가 있습니다. 파이프의 CPT는 80도이지만 CCT는 50도이고 플랜지가 60도에서 작동하는 경우 파이프 본체는 피트되지 않지만 - 플랜지 면은 피트됩니다.
표 3은 동일한 7개 합금에 대한 CCT 데이터를 정리한 것입니다.
| 합금 | UNS | CPT(학위) | CCT(정도) | CPT – CCT 간격(도) | 중요성 |
|---|---|---|---|---|---|
| 316L | S31603 | 10 – 20 | 0 – 5 | 10 – 15 | 염화물에는 미미함; 플랜지 면 구덩이 먼저 |
| 인코로이 825 | N08825 | 25 – 35 | 5 – 15 | 20 | 바닷물이 있는-틈새에는 적합하지 않습니다. |
| 2205 듀플렉스 | S32205 | 25 – 35 | 10 – 20 | 15 | 틈이 없는 주변 해수에 한함 |
| 2507 슈퍼 듀플렉스 | S32750 | 70 – 80 | 45 – 55 | 20 – 25 | 해저-적격, 플랜지 면은 45도 이상에 주의가 필요합니다. |
| 인코넬 625 | N06625 | 80 – 100+ | 60 – 80 | 20 | 해수{0}}플랜지 면은 최대 60도까지 면역 |
| 하스텔로이 C22 | N06022 | 100+ | 80 – 90 | 10 – 20 | 모든 염화물 서비스에서 준{0}}면역 |
| 하스텔로이 C276 | N10276 | 100 – 150 | 80 – 100 | 20 – 50 | 최대 저항; 산 + 염화물 + 틈새 |
실질적인 의미:배관 시스템에 플랜지 조인트가 있는 경우(대부분의 경우) CPT -가 아닌 CCT -는 플랜지 표면 피트 여부를 결정하는 숫자입니다. 55도 바닷물의 2507 플랜지는 CCT 가장자리에 있습니다. 동일한 온도의 625 플랜지는 CCT 내에 있습니다. 사양서에 CPT만 나열되어 있으면 모든 개스킷 표면이 눈에 띄지 않는 것입니다.
4. 작업된 선택 예 - 세 숫자를 합치기
다음은 세 가지 실제-염화물 서비스 시나리오입니다. 각각은 동일한 결정 체인을 거칩니다. (1) 염화물 농도 및 온도 식별, (2) 최소 PREN 계산, (3) CPT가 사용 온도를 초과하는지 확인, (4) CCT가 틈새 지점(플랜지, 개스킷, 침전물)에서 사용 온도를 초과하는지 확인하고, (5) 가장 낮은 재료 비용으로 세 가지 검사를 모두 통과하는 합금을 선택합니다.
사례 1: 해수 주입 라인, 해양 플랫폼, Saudi Aramco
서비스:염소화 해수 주입, 40도, 19,000ppm Cl⁻, 간헐적 염소화 잔류 0.5~1.0ppm
파이프:NPS 8, Sch 40S, 총 길이 600m, 12m마다 플랜지됨(플랜지 50개)
디자인 생활:25년
| 확인하다 | 요구 사항 | 316L | 2205 | 2507 | 625 |
|---|---|---|---|---|---|
| 프렌 > 40 | 예 | ❌ (23) | ❌ (36) | ✅ (46) | ✅ (51) |
| CPT > 40도 | 예 | ❌ (10-20) | ❌ (25-35) | ✅ (70-80) | ✅ (80-100+) |
| 플랜지에서 CCT > 40도 | 예(플랜지 50개) | ❌ (0-5) | ❌ (10-20) | ✅ (45-55) - 경계선 | ✅ (60-80) |
| 선택 | - | 거부하다 | 거부하다 | 한계 - 플랜지 CCT 경계선 | - 통과 권장 |
결정:2507은 PREN 및 CPT를 통과하지만 CCT(45-55도)는 50개의 플랜지 면 - 하나의 나쁜 열 또는 하나의 침전물 및 플랜지 피트. 625를 사용하여 40도 서비스에서 경계선에 있으며 플랜지 면에서 20+도의 여백으로 세 가지 검사를 모두 통과합니다. Aramco 플랫폼에서의 25년 설계 수명의 경우 625 프리미엄은 플랜지 CCT 마진으로 정당화됩니다.
사례 2: QatarEnergy의 주변 해수 냉각, 정유소
서비스:해수 냉각수, 25도, 19,000ppm Cl⁻, 염소 처리 없음, 최소 틈새(용접, 플랜지 아님)
파이프:NPS 12, Sch 10S, 총 길이 1,200m, 4개의 플랜지 조인트만 있는 용접 구조
디자인 생활:20년
| 확인하다 | 요구 사항 | 316L | 2205 | 2507 | 625 |
|---|---|---|---|---|---|
| 프렌 > 32 | 예 | ❌ (23) | ✅ (36) | ✅ (46) | ✅ (51) |
| CPT > 25도 | 예 | ❌ (10-20) | ✅ (25-35) - 경계선 | ✅ (70-80) | ✅ (80-100+) |
| 4개 플랜지에서 CCT > 25도 | 예 | ❌ (0-5) | ✅ (10-20) - 플랜지 가장자리 | ✅ (45-55) | ✅ (60-80) |
| 선택 | - | 거부하다 | 메모와 함께 통과: 열 CPT 확인 | - 통과 권장 | 사양 초과- |
결정:2205는 용접 구조와 최소 플랜지를 사용하여 주변 해수 25도에서 세 가지 검사를 모두 통과했습니다. CPT(25~35도)는 25도-에서 경계선에 있으므로 구매자는 공장에서 열-특정 CPT 테스트 보고서를 확인하고 PO에 "ASTM G48 방법 A에 따라 CPT 30도 이상"을 지정해야 합니다. . 2507 허용되지만 -사양을 초과하는 서비스. 625는 이 온도에서 불필요합니다.
사례 3: FGD 슬러리 재순환, 유럽 발전소
서비스:배연 탈황 슬러리, 55도, 5,000ppm Cl⁻ + 2,000ppm SO₄²⁻ + pH 4.5, 고형분(슬러리)
파이프:NPS 10, Sch 40S, 총 길이 300m, 유지 관리 접근을 위해 6m마다 플랜지(50개 플랜지)
디자인 생활:15년
| 확인하다 | 요구 사항 | 316L | 2507 | 625 | C276 |
|---|---|---|---|---|---|
| 프렌 > 42 | 예 | ❌ (23) | ✅ (46) | ✅ (51) | ✅ (75) |
| CPT > 55도 | 예 | ❌ (10-20) | ✅ (70-80) | ✅ (80-100+) | ✅ (100-150) |
| 50개 플랜지에서 CCT > 55도 | 예 | ❌ (0-5) | ✅ (45-55) - 경계선 | ✅ (60-80) | ✅ (80-100) |
| 내산성(pH 4.5 + SO₄²⁻) | 예 | ❌ | 가장자리 가의 | ✅ | ✅ (모 + W) |
| 선택 | - | 거부하다 | 한계 - CCT 경계선, 산성 한계 | - 통과 권장 | 산 부하가 증가하지 않는 한 사양보다 -를-통과합니다. |
결정:2507의 CCT(45~55도)는 산성 슬러리에 50개의 플랜지가 있는 55도에서 경계선에 있으며. 625 적절한 마진으로 모든 검사를 통과하고 9% Mo가 환원성 산성 성분을 처리합니다. C276은-염화물 또는 산 부하가 설계 이상으로 증가하지 않는 한 이 서비스에 대한 사양을 초과합니다. - C276의 4% W로 인해 55도에서 625에 필요하지 않은 비용이 추가됩니다.
5. PREN만으로는 문제가 발생하는 이유
PREN은 유용한 순위 도구이지만 파이프 오류를 초래할 수 있는 네 가지 사각지대가 있습니다.
텅스텐은 표준 공식에 포함되어 있지 않습니다.C276, C22 및 C2000에는 텅스텐이 3~4% 함유되어 있으며 이는 몰리브덴 중량의 약 절반으로 내공식성에 기여합니다. W 수정 없이 PREN을 사용하면 C276이 PREN_W 75 - 대신 PREN 45처럼 보이게 되며 경계선 서비스에 대해 C276과 625 중에서 선택할 때 차이점이 중요합니다.
PREN은 Mo+N 시너지 효과를 예측하지 않습니다.질소는 선형 PREN 공식이 포착할 수 없는 요소로 몰리브덴의 공식 저항을 증가시킵니다. 이중 합금에서 2507의 0.28% N은 "16 × 0.28=4.5 PREN 포인트" 이상을 나타냅니다. 이는 N이 Mo 존재 시 부동태 피막을 안정화시키기 때문에 실제 효과가 8-10 포인트에 더 가깝다는 것을 의미합니다. - 이것이 실제 해수에서 2507(PREN 46)이 PREN 48+을 포함하는 일부 니켈 합금보다 성능이 뛰어난 이유입니다.
PREN은 미세구조가 아닌 벌크 합금에 적용됩니다.이중 스테인리스강에서 페라이트 상은 오스테나이트 상 -보다 낮은 Cr 및 Mo를 가지므로 페라이트 피트가 먼저 형성됩니다. "PREN 36"이 포함된 이중 합금은 실제로 페라이트-상 PREN이 28에 더 가깝습니다. 이것이 바로 이중 2205(PREN 35.8)이 PREN-만 계산으로 예측할 수 있는 55도 +가 아닌 CPT 25~35도를 갖는 이유입니다.
PREN은 용접 HAZ에서 살아남지 못합니다.용접 파이프의 열{0}영향부는 모재에 비해 유효 CPT를 10~20도 낮추는 민감화, 탄화물 석출 및 상 변태를 나타냅니다. 모재에서 CPT 100도를 갖는 625 파이프는 용접 HAZ에서 CPT 80-85도를 가질 수 있습니다. PREN은 용접 조건에 대해 아무 것도 알려주지 않습니다. - 용접 샘플에 대한 CPT 테스트만 알 수 있습니다.
6. 가격 대 PREN - 비용-효과 계산
염화물 서비스용 니켈 합금 파이프를 구입하는 경우 문제는 "어떤 합금이 통과하는지"가 아니라 "어떤 합금이 가장 낮은 재료 비용으로 통과하는지"입니다. 표 4는 킬로그램당 상대 재료비(316L=1.0로 색인화)와 비용당 PREN 비율(-)을 보여줍니다. 이는 달러당 얼마나 많은 공식 저항을 얻을 수 있는지에 대한 대략적인 지표입니다.
| 합금 | PREN_W | 상대적 재료 비용(316L=1.0 대비) | 비용 단위당 PREN | 일반적인 사용 사례 |
|---|---|---|---|---|
| 316L | 23.4 | 1.0 | 23.4 | 깨끗한 유틸리티, 염화물 없음 |
| 2205 | 35.8 | 1.8 | 19.9 | 주변 해수, 약한 염화물 |
| 2507 | 46.2 | 2.5 | 18.5 | 바닷물 침수, 해저 |
| 인코로이 825 | 31.4 | 4.0 | 7.9 | 산성 서비스 감소(Cu 인자) |
| 인코넬 625 | 51.2 | 5.5 | 9.3 | 고-염화물, 혼합산, 고강도 |
| 하스텔로이 C22 | 69.0 | 8.0 | 8.6 | 산화+환원 혼합산 |
| 하스텔로이 C276 | 74.9 | 8.5 | 8.8 | 최대 염화물 + 산 + 틈새 |
이 표를 읽는 방법:316L은 가격이 저렴하기 때문에 비용당 PREN(23.4)이 가장 높지만 - 염화물 서비스에서는 실패합니다. 실제로 염화물 서비스를 통과하는 합금 중에서 2205(19.9) 및 2507(18.5)은 달러당 피팅 저항이 가장 높습니다.{8}}(9.3)는 PREN 기준으로만 보면 2507보다 비용 효율성이-낮지만-CPT 및 CCT 마진으로 인해 고온 또는 틈새가{14}}많은 서비스에 적합합니다. 2507은 경계선입니다.
결정 규칙:CPT/CCT 여백이 허용되는 경우 2205 또는 2507을 사용하십시오. 서비스 온도, 염화물 부하 또는 틈새 개수로 인해 2507의 CCT가 경계 영역으로 밀려나는 경우 625까지 단계를 높이세요. 80도 이상의 온도에서 염화물, 산 및 틈새를 결합하는 서비스를 위해 C276을 예약하세요. - 텅스텐 함량은 주변 해수가 아닌 그곳에서 프리미엄을 얻습니다.
FAQ
PREN, CPT, CCT의 차이점은 무엇입니까?
PREN은 합금 화학(Cr + 3.3×Mo + 16×N)에서 계산된 수치입니다. CPT(임계 피팅 온도)는 ASTM G48 테스트에서 측정된 온도입니다. - 합금이 6% 염화제이철에서 피팅에 저항하는 가장 높은 온도입니다. CCT(임계 틈새 온도)도 ASTM G48에서 측정되지만 틈새 형성기 -를 사용하면 틈새 형상이 부식을 가속화하기 때문에 항상 CPT보다 15~30도 낮습니다.
염화물 서비스를 위해 PO에 어떤 번호를 지정해야 합니까?
PREN 단독이 아닌 CPT 및 CCT. "PREN > 40"이라고 표시된 사양 시트는 2205(PREN 36, 통과하지 않음)부터 C276(PREN 75, 과잉)까지 모든 것을 포괄합니다. "ASTM G48 방법 A 및 C에 따라 CPT 70도 이상 및 CCT 50도 이상"이라고 적힌 사양 시트는 선택 범위를 2507 또는 625 -로 좁히고 이것이 사양의 핵심입니다.
질소가 실제로 PREN에 16배의 비율을 기여합니까?
예, 선형 공식에서는 -이지만 질소와 몰리브덴이 부동태 피막에서 상승적으로 작용하기 때문에 실제 효과는 이중 합금에서 더 높습니다. 오스테나이트 스테인리스 및 니켈 합금(질소 함량이 낮음(일반적으로 < 0.1%))에서는 질소 기여도가 작습니다. 듀플렉스 2507(0.28% N)에서 질소로 인한 실제 공식 저항 증가는 16 x 0.28이 제공하는 4.5가 아니라 8-10 PREN 포인트에 더 가깝습니다.
C276의 텅스텐이 표준 PREN 공식에 없는 이유는 무엇입니까?
표준 PREN 공식은 텅스텐을 포함하지 않는 스테인리스강을 위해 개발되었습니다. C276, C22 및 C2000과 같은 니켈 합금에는 3~4%의 텅스텐이 포함되어 있으며, 이는 몰리브덴 중량의 약 절반으로 내공식성에 기여합니다. 텅스텐-수정 공식 PREN_W=%Cr + 3.3 × (%Mo + 0.5 × %W) + 16 × %N은 텅스텐-베어링 합금 -에 사용되어야 하며 이는 PREN ≒ 45 대신 C276 PREN_W ≒ 75를 제공합니다.
염화물 서비스는 언제 2507에서 625로 업그레이드해야 합니까?
서비스 온도가 50도를 초과하면 시스템에 플랜지 조인트(틈새점)가 많거나 염화물 부하가 높거나(염소 처리된 해수) 서비스에 산(FGD, 사워 가스)도 포함됩니다. 12m마다 플랜지가 있는 40도 염소 처리 해수에서 2507의 CCT(45–55도)는 경계선입니다. - 625의 CCT(60–80도)는 플랜지 면에 20+도의 여유를 제공합니다.
특정 염화물 서비스에 대한 PREN/CPT/CCT 계산을 실행하는 데 도움이 필요하십니까?
HUITONG은 ASTM/ASME 표준에 맞는 니켈 합금 파이프(Inconel 625, Hastelloy C276/C22, Incoloy 825, Monel 400), 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 파이프(2205, 2507), 스테인레스 스틸 파이프(316L, 304L)를 공급합니다. 귀하의 서비스 조건(염화물 농도, 온도, 플랜지 수, 설계 수명)을 다음으로 보내주십시오.market@htpipe.com또는 왓츠앱+86-19339900201- 그리고 귀하의 특정 서비스에 대해 가장 낮은 재료비로 세 가지 검사(PREN, CPT, CCT)를 모두 통과한 합금이 무엇인지 알려드리겠습니다.
