F1: Was definiert ein „dickwandiges Rohr“ aus Hastelloy B-3 und wie wird es normalerweise hergestellt?
A:Im Zusammenhang mit Hastelloy B-3, adickwandiges Rohrwird im Allgemeinen als ein Verhältnis von Außendurchmesser (OD) zu Wandstärke von weniger als 10:1 definiert (dh eine Wandstärke von mehr als 10 % des AD). In der Praxis bedeutet dies oft Wandstärken zwischen10 mm (0,375 Zoll) bis 50 mm (2 Zoll) oder mehr, mit typischen Außendurchmessern von 50 mm (2 Zoll) bis 300 mm (12 Zoll). Diese Abmessungen sind deutlich schwerer als Standardrohre nach Zeitplan 40 oder 80 und werden in Anwendungen eingesetzt, die hohe Druckwerte, außergewöhnliche Korrosionszugaben oder strukturelle Steifigkeit unter mechanischen Belastungen erfordern.
Die Herstellung dickwandiger Hastelloy B-3-Rohre ist wesentlich anspruchsvoller als die Herstellung von Rohren mit Standardwänden. Die gängigsten Herstellungswege sind:
Extrusion mit anschließendem Kaltziehen oder Kaltpilgern– Ein Hohlblock (oder ein gebohrter Vollblock) wird auf 1100–1200 Grad (2010–2190 Grad F) erhitzt und durch einen Dorn extrudiert, um eine raue Hohlschale zu bilden. Diese Schale wird dann über einen Dorn kaltgezogen oder kalt gepilgert (ein Rotationsschmiedeverfahren), um die endgültigen Abmessungen zu erreichen. In der Regel sind mehrere Durchgänge mit dazwischenliegendem Lösungsglühen (1060–1100 Grad / 1940–2010 Grad F) erforderlich. Für dicke Wände wird das Pilgern bevorzugt, da dadurch große Querschnittsverringerungen (70–90 %) mit weniger Durchgängen als beim Ziehen erzielt werden können.
Rotierendes Lochen und Dehnen (nahtloser Prozess)– Für kleinere Durchmesser kann ein massiver runder Knüppel drehgelocht werden (wie bei einer Mannesmann-Mühle), um eine hohle Schale zu bilden, dann verlängert und auf dickwandige Abmessungen zugeschnitten werden. Allerdings ist dieser Prozess für B-3 aufgrund der hohen Warmfestigkeit der Legierung und des engen Warmumformtemperaturbereichs schwieriger als für Stahl.
Heißisostatisches Pressen (HIP) plus Extrusion– Bei sehr dicken Wänden oder großen Durchmessern (z. B. Außendurchmesser 250 mm × Wand 40 mm) verwenden einige Hersteller HIP, um B-3-Pulver zu einem nahezu endkonturnahen Knüppel zu verdichten, gefolgt von der Extrusion. Diese Methode reduziert die Entmischung und ermöglicht eine gleichmäßigere Mikrostruktur.
Nahtlose Konstruktion istessentiellfür dickwandige B-3-Rohre, die in kritischen Hochdruck--Druck-Säureanwendungen eingesetzt werden, da eine Längsschweißnaht sowohl einen potenziellen Korrosionspfad als auch eine strukturelle Schwachstelle bei hohem Innendruck oder zyklischer Belastung darstellen würde. Geschweißte Rohre werden, selbst wenn sie radiographiert wurden, selten in dickwandiger Form verwendet, da die erforderliche dicke Platte schwierig zu formen und zuverlässig zu schweißen ist und gleichzeitig die thermische Stabilität der Legierung erhalten bleibt.
Nach der abschließenden Kaltumformung muss das Rohr lösungsgeglüht und schnell mit Wasser abgeschreckt werden, um alle intermetallischen Phasen aufzulösen, die sich möglicherweise während der Warmumformung oder langsamen Abkühlung ausgeschieden haben. Anschließend wird das Rohr zerstörungsfrei geprüft (Ultraschall, Wirbelstrom), um sicherzustellen, dass es keine inneren Fehler aufweist, die in dicken Abschnitten aufgrund des größeren Materialvolumens und der Gefahr einer Mittellinientrennung vom Originalbarren besonders problematisch sind.
F2: In welchen anspruchsvollen industriellen Anwendungen werden dickwandige Rohre aus Hastelloy B-3 am häufigsten verwendet?
A:Hastelloy B-3 dicke-wandige Rohre sind für die härtesten Betriebsbedingungen reserviert, bei denen Standardwandrohre entweder vorzeitig durchkorrodieren oder nicht über die mechanische Festigkeit verfügen, um Betriebsdrücken standzuhalten. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören:
Hochdruck-Salzsäurereaktoren und Autoklaven– In chemischen Prozessen wie der Herstellung von chlorierten Zwischenprodukten, Spezialchemikalien oder Pharmazeutika finden Reaktionen häufig bei Drücken von 20 bis 100 bar (300–1500 psi) und Temperaturen bis zu 150 Grad (300 Grad F) statt. Das dickwandige B-3-Rohr wird für den Reaktorkörper, die internen Spulen und die Auslassleitungen verwendet. Die dicke Wand gewährleistet sowohl die Druckeindämmung (Ringspannung) als auch eine Korrosionszugabe, die die Lebensdauer selbst bei gelegentlichen Störungen auf 15–20 Jahre verlängert.
Wärmetauscher-Rohrböden und Sammelleitungen– Bei Rohrbündelwärmetauschern, die auf der Rohrseite heiße Salzsäure fördern, kann der Rohrboden bis zu 75 mm (3 Zoll) dick sein. B-3 dickwandige Rohre werden häufig als Sammelrohr zur Verbindung mehrerer Rohrböden oder als Haupteinlass-/Auslassdüsen verwendet. Die dicke Wand widersteht sowohl Korrosionserosion bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten als auch den unterschiedlichen Wärmeausdehnungsspannungen zwischen Rohren und Mantel.
Hochdruck-Säureinjektionsleitungen in der Öl- und Gasförderung– Bei einigen Enhanced Oil Recovery (EOR)- und Bohrlochstimulationsvorgängen wird konzentrierte Salzsäure (15–28 % HCl) mit Drücken von 50–100 bar (700–1500 psi) injiziert, um Karbonatformationen aufzulösen. B-3 dickwandige Rohre (oft 25–40 mm Wandstärke) werden für die Oberflächeninjektionsleitungen und Bohrlochrohre verwendet, da sie sowohl HCl als auch Schwefelwasserstoff (H₂S) widerstehen, die häufig in sauren Bohrlöchern vorkommen (gemäß NACE MR0175). Die dicke Wand ist erforderlich, um dem hohen Druck standzuhalten und bei wiederholten Einspritzzyklen Widerstand gegen Lochfraß und allgemeine Korrosion zu bieten.
Heizschlangen für Beiztanks in Stahlwerken– Beizanlagen für Stahlbänder verwenden heiße Salzsäure (80–90 Grad/175–195 Grad F) in großen Tanks. Tauchheizschlangen aus dickwandigem B-3-Rohr widerstehen sowohl dem inneren Dampfdruck (10–15 bar) als auch der äußeren korrosiven Umgebung. Die dicke Wand bietet einen Korrosionsspielraum für die Außenfläche, die langsam und mit einer vorhersehbaren Geschwindigkeit (typischerweise 0,1–0,2 mm/Jahr) korrodiert. Bei einer Wandstärke von 10–15 mm ergibt sich eine Lebensdauer von 10–15 Jahren bis zum Austausch.
Abschreckabschnitte für Verbrennungsanlagen für chemische Abfälle– Bei der Verbrennung gefährlicher Abfälle werden die heißen Rauchgase (die HCl, Cl₂ und SO₂ enthalten) schnell mit Wasser abgeschreckt, um die Bildung von Dioxinen zu verhindern. Der Abschreckabschnitt ist mit Rohren mit einer Dicke von B-3- ausgekleidet oder daraus konstruiert, um sowohl der hohen Temperatur (bis zu 400 Grad auf der Gasseite) als auch dem stark korrosiven Salzsäurekondensat auf der Wasserseite standzuhalten. Die dicke Wand sorgt für thermische Masse, um schnelle Temperaturschwankungen zu verhindern, die zu thermischen Ermüdungsrissen führen könnten.
Bei all diesen Anwendungen ist die Verwendung von dickwandigen Rohren anstelle von Standardrohren{1}auf eine Kombination aus Druckfestigkeit, Korrosionszulässigkeit und mechanischer Robustheit zurückzuführen. Ingenieure legen in der Regel eine Wandstärke fest, die einen Korrosionsspielraum von 3–6 mm (0,125–0,25 Zoll) über dem für die Druckhaltung erforderlichen Minimum bietet und so gewährleistet, dass das Rohr auch nach Jahren des Betriebs sicher und funktionsfähig bleibt.
F3: Was sind die entscheidenden Fertigungs- und Schweißüberlegungen speziell für dickwandige Rohre aus Hastelloy B-3?
A:Die Herstellung und das Schweißen von dickwandigen Hastelloy B-3-Rohren stellt einzigartige Herausforderungen dar, die über die von dünnwandigen Bauteilen oder Bauteilen mit kleinem{5}}Durchmesser hinausgehen. Die große thermische Masse, die eingeschränkte Wärmeableitung und die Gefahr intermetallischer Ausfällungen in der Wärmeeinflusszone (HAZ) erfordern besondere Vorsichtsmaßnahmen:
1. Vorbereitung vor dem Schweißen:Die Rohrenden müssen mit einer präzisen Abschrägung bearbeitet werden (typischerweise Einzel-V oder Doppel-V mit einem eingeschlossenen Winkel von 60–75 Grad und einer Grundfläche von 1–2 mm). Eventuelle Oberflächenverunreinigungen (Öl, Fett, Markierungstinte oder Eisenpartikel) müssen durch Entfetten mit Aceton und anschließendes leichtes Schleifen oder Beizen entfernt werden. Bei dicken Wänden ist ein Wurzelspalt von 3–5 mm üblich, um eine vollständige Durchdringung zu gewährleisten.
2. Schweißprozess und Parameter:Für die Wurzellage wird das Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW) bevorzugt, für die Fülllagen das Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW) oder das Schutzgasschweißen (SMAW). Der Zusatzwerkstoff muss vorhanden seinERNiMo‑11(AWS A5.14), passend zur B-3-Komposition. Zu den kritischen Parametern gehören:
Wärmeeintrag kleiner oder gleich 1,5 kJ/mm (kleiner oder gleich 38 kJ/Zoll) für den Wurzeldurchgang und kleiner oder gleich 2,0 kJ/mm (kleiner oder gleich 50 kJ/Zoll) für Fülldurchgänge
Zwischenlagentemperaturstreng genommen weniger als oder gleich 150 Grad (300 Grad F)– Dies ist die kritischste Kontrolle. Bei dicken Wänden kann die Zwischenkühlung zwischen den Durchgängen 10 bis 20 Minuten dauern, und zur Aufrechterhaltung der Temperatur kann eine Zwangsluftkühlung erforderlich sein.
Verwendung von reinem Argon oder Argon-Helium-Abschirmung (75 % Ar / 25 % He) mit einer Durchflussrate von 15–25 l/min. Für die Wurzellage ist eine Rückspülung mit Argon zwingend erforderlich, um eine innere Oxidation zu verhindern.
3. Verhinderung intermetallischer Ausfällungen:Dickwandige Rohre speichern die Wärme viel länger als dünnwandige Rohre, wodurch sich die Verweildauer im empfindlichen Bereich von 600–900 Grad (1110–1650 Grad F) verlängert, in dem sich Ni₄Mo- und Ni₃Mo-Phasen bilden können. Um dies zu mildern, verwenden Schweißer aStringer-Perlentechnik(schmale, überlappende Raupen) statt breiter Webraupen, und sie ermöglichen das Abkühlen der Schweißnaht zwischen den Durchgängen. Wenn die Zwischenlagentemperatur 150 Grad übersteigt, werden die Schweißnaht und die WEZ anfällig für Versprödung, was durch Härteprüfung festgestellt werden kann (sollte in der WEZ kleiner oder gleich 100 HRB sein).
4. Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT):Für dickwandige B-3-Rohre ist ein vollständiges Lösungsglühen (1060–1100 Grad / 1940–2010 Grad F) und anschließendes schnelles Abschrecken mit Wasser erforderlicherforderlichnach dem Schweißen, wenn das Bauteil stark aggressiven reduzierenden Säuren ausgesetzt wird. Lokale PWHT (z. B. unter Verwendung von Induktionsspulen) wird manchmal versucht, ist jedoch riskant, da die Temperaturkontrolle schwierig ist und das Abschrecken sehr schnell erfolgen muss. Viele Hersteller ziehen es vor, Komponenten so zu konstruieren, dass die gesamte Baugruppe in einem Ofen lösungsgeglüht werden kann.
5. Mechanische Verbindung (Flansche und Fittings):Dickwandige Rohre werden häufig mithilfe von Flanschverbindungen statt vollständig geschweißten Systemen verbunden, um eine einfachere Wartung zu ermöglichen. B-3 geschmiedete Flansche (gemäß ASME B16.5) werden mit den gleichen Verfahren wie oben an die Rohrenden geschweißt. Die Flanschflächen sollten glatt sein (Ra kleiner oder gleich 3,2 μm) und mit PTFE- oder Graphitdichtungen geschützt sein. Bei dickwandigen Rohren werden im Allgemeinen Gewindeverbindungen vermieden, da das Gewinde zu Spannungserhöhungen führt und die korrosionsbeständige Oberfläche beeinträchtigen kann.
6. Inspektion:Nach dem Schweißen ist bei dickwandigen Rohrschweißnähten eine 100-prozentige Röntgenprüfung (RT) erforderlich, da bei mehrlagigen Schweißnähten ein größeres Risiko einer mangelnden Verschmelzung oder Porosität besteht. Ultraschallprüfungen (UT) können auch zur Erkennung von Fehlern unter der Oberfläche eingesetzt werden. Auf die Wurzel- und Kappenlagen wird flüssiges Eindringmittel (PT) aufgetragen. Die Härtekartierung der Schweißnaht, der HAZ und des Grundmetalls bestätigt, dass sich keine versprödenden Phasen gebildet haben.
Durch die Einhaltung dieser strengen Verfahren wird sichergestellt, dass dickwandige B-3-Rohrschweißnähte die gleiche Korrosionsbeständigkeit und mechanische Festigkeit wie das Grundmetall erreichen und einen sicheren Betrieb bei Drücken von bis zu 200 bar (2900 psi) oder mehr ermöglichen.
F4: Was sind die Einschränkungen und möglichen Fehlerarten von dickwandigen Rohren aus Hastelloy B-3?
A:Trotz seiner herausragenden Leistung bei der Reduzierung von Säuren weisen dickwandige Rohre aus Hastelloy B-3 Einschränkungen auf, die zu bestimmten Fehlerarten führen können, wenn sie nicht ordnungsgemäß behoben werden:
1. Oxidierender Säureangriff (schnelle allgemeine Korrosion)– Wie bei allen Legierungen der B-Serie gilt dies auch für B-3ungeeignet für oxidierende Umgebungen. If oxidizing acids (nitric, chromic, or concentrated hot sulfuric >90 %) oder oxidierende Spezies (Fe³⁺, Cu²⁺, gelöster Sauerstoff) in ein System gelangen, das zur Reduktion von Säuren ausgelegt ist, kann das Rohr einer schnellen, gleichmäßigen Korrosion mit Raten von 5–20 mm/Jahr ausgesetzt sein. Ein Ausfall kann eher in Wochen als in Jahren auftreten. Dies ist die häufigste Ursache für vorzeitiges Versagen, wenn B-3 falsch angewendet wird.
2. Versprödung der intermetallischen Phase– Trotz der verbesserten thermischen Stabilität von B-3 gegenüber B-2 kann eine Langzeiteinwirkung im Bereich von 600–900 Grad (1110–1650 Grad F)-entweder während der Herstellung (unzureichende Kühlung zwischen den Schweißdurchgängen) oder während des Betriebs (lokale Überhitzung) immer noch Ni₄Mo- und Ni₃Mo-Phasen ausscheiden. Diese Phasen sind hart und spröde und verringern die Duktilität von 40 % Dehnung auf weniger als 5 %. Bei dickwandigen Rohren ist diese Versprödung besonders gefährlich, da sie dazu führen kannkatastrophaler Sprödbruch without significant prior deformation. Detection requires periodic hardness testing (values >100 HRB deuten auf Niederschlag hin) oder metallografische Untersuchung.
3. Wasserstoffversprödung– In reduzierenden Säuren können Wasserstoffatome als Nebenprodukt der Korrosion entstehen (selbst die geringe Korrosionsrate von B-3 erzeugt etwas Wasserstoff). Normalerweise rekombiniert der Wasserstoff wieder zu H₂-Gas und entweicht. Allerdings kann in dickwandigen Rohren unter hoher Zugspannung (z. B. durch Innendruck oder Wärmeausdehnung) Wasserstoff in das Gitter diffundieren und zu Versprödung führen. Dies ist bei Temperaturen unter 80 Grad (175 Grad F) und in Gegenwart von Schwefelwasserstoff (H₂S) schwerwiegender. NACE MR0175 bietet Richtlinien für B-3 im sauren Betrieb, einschließlich der maximal zulässigen Härte (weniger als oder gleich 100 HRB) und Spannungsniveaus (weniger als oder gleich 80 % der Ausbeute).
4. Lochfraß und Spaltkorrosion in mit Chlorid- kontaminierten reduzierenden Säuren– Während B-3 eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber reinem HCl aufweist, kann die Anwesenheit oxidierender Metallionen (Fe³⁺, Cu²⁺) Lochfraß verursachen, insbesondere in stagnierenden Zonen oder unter Ablagerungen (Spalten). In dickwandigen Rohren sind Lochfraß möglicherweise schwer zu erkennen, da die äußere Oberfläche intakt erscheinen kann, während sich tiefe Löcher nach innen ausbreiten. Eine regelmäßige Ultraschallprüfung kann Lochfraß erkennen, bevor er in die Wand eindringt.
5. Rissbildung durch thermische Ermüdung– Dickwandige Rohre haben eine große thermische Masse, die schnellen Temperaturänderungen standhält. Wenn der Prozess jedoch häufige Temperaturwechsel verursacht (z. B. Batch-Reaktoren, die täglich erhitzt und gekühlt werden), kann die unterschiedliche Ausdehnung zwischen der Innen- und Außenfläche zyklische Spannungen erzeugen, die zu Ermüdungsrissen führen. Dies tritt am häufigsten bei Schweißverbindungen oder bei Wanddickenänderungen (z. B. Flanschen) auf. Risse beginnen typischerweise an der Innenfläche und breiten sich nach außen aus.
6. Galvanische Korrosion– Wenn ein dickwandiges B-3-Rohr mit einem unedleren Metall (z. B. Kohlenstoffstahl, Edelstahl) in einer leitfähigen reduzierenden Säure verbunden wird, fungiert das unedlere Metall als Anode und korrodiert schnell. Die große Oberfläche des B-3-Rohrs kann zu schweren galvanischen Angriffen auf eine kleine angeschlossene Komponente führen. Beim Mischen von Materialien ist eine Isolierung mit dielektrischen Flanschen oder Kunststoffauskleidungen unerlässlich.
7. Kosten und Lieferzeit– Dickwandige B-3-Rohre gehören zu den teuersten korrosionsbeständigen Produkten auf dem Markt und sind oft teuer10–15 Mal mehr als Edelstahl 316Lund 2–3 mal mehr als C-276. Die Vorlaufzeiten für große Durchmesser (über 200 mm) können 6–12 Monate überschreiten, da der Barren speziell geschmolzen werden muss und die Extrusions-/Ziehsequenz mehrere Schritte mit Zwischenglühungen erfordert.
Ingenieure sollten bei der Spezifizierung dickwandiger B-3-Rohre immer eine Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA) durchführen und dabei nicht nur die normale Betriebsumgebung, sondern auch mögliche Störbedingungen (oxidierende Verunreinigungen, Temperaturschwankungen, Anlauf-/Abschaltzyklen) berücksichtigen.
F5: Welche Normen und Prüfanforderungen gelten speziell für dickwandige Rohre aus Hastelloy B-3?
A:Dickwandige Rohre aus Hastelloy B-3 unterliegen einer Reihe strenger Normen und erfordern aufgrund der kritischen Natur ihrer Anwendungen umfangreiche Tests. Die wichtigsten Spezifikationen sind:
Materialstandards:
ASTM B622– Standardspezifikation für nahtlose Rohre und Rohre aus Nickel- und Nickel-Kobalt-Legierungen (dies ist die Hauptnorm für B-3-Rohre, die alle Wandstärken abdeckt)
ASME SB-622– Die ASME-Druckbehältercode-Version von ASTM B622
ASTM B626– Für nachgezogene nahtlose Rohre (engere Maßtoleranzen, häufig verwendet für dickwandige Präzisionsbauteile)
NACE MR0175 / ISO 15156– Für Sauergasbetrieb (H₂S-haltige Umgebungen)
Maßstandards:
ASME B36.19– Abmessungen von Edelstahlrohren (wird oft als Referenz verwendet, obwohl dickwandige B-3-Rohre möglicherweise kundenspezifische Abmessungen haben)
ASME B16.9– Für werkseitig hergestellte Formstücke zum Stumpfschweißen (sofern Formstücke verwendet werden)
ASME B16.5– Für Flansche (B-3-Flansche werden normalerweise nach dieser Norm geschmiedet)
Obligatorische Prüfung für dickwandige Rohre (zusätzlich zu den Standardprüfungen für dünnwandige Rohre):
Chemische Analyse (gemäß ASTM E1473)– Überprüft Ni größer oder gleich 65 %, Mo 28–30 %, Fe 1,5–3,0 %, C kleiner oder gleich 0,01 %, Si kleiner oder gleich 0,10 %, Al kleiner oder gleich 0,50 %. Bei dicken Abschnitten muss die Analyse an beiden Enden und in der Mitte der Länge erfolgen, um die Homogenität sicherzustellen (bei großen Knüppeln ist eine Entmischung wahrscheinlicher).
Zugprüfung (nach ASTM E8/E8M) – For thick-walled pipe, longitudinal and transverse specimens are required. Minimums: yield ≥350 MPa (50 ksi), tensile ≥750 MPa (109 ksi), elongation ≥40%. For wall thickness >25 mm (1 Zoll), Dehnung größer oder gleich 35 % ist akzeptabel.
Härteprüfung– Rockwell B Kleiner oder gleich 100 über den gesamten Querschnitt (Außenwand, Mittelwand, Innenwand). Bei dicken Wänden kann ein Härtedurchlauf (z. B. in 1-mm-Intervallen vom Innen- zum Außendurchmesser) erforderlich sein, um zu bestätigen, dass keine Mittellinienverhärtung vorliegt (was auf intermetallische Ausscheidungen hinweisen würde).
Interkristalliner Korrosionstest (ASTM G28 Methode A)– Wird an Proben durchgeführt, die sowohl vom Rohr im Lieferzustand als auch nach einem simulierten Nachschweiß-Wärmebehandlungszyklus (SPWHT) entnommen wurden (typischerweise 700 Grad für 1 Stunde, dann luftgekühlt). Die Korrosionsrate muss kleiner oder gleich 12 mm/Jahr (0,5 ipy) sein, ohne dass es zu einem interkristallinen Angriff kommt. Bei dickwandigen Rohren ist der SPWHT schwerwiegender, da die langsame Abkühlung dicker Abschnitte die Ausfällung begünstigen kann. Daher ist dieser Test von entscheidender Bedeutung.
Ultraschallprüfung (UT) – GANZKÖRPER(gemäß ASTM E213 oder E2375) – Dies ist für dickwandige Rohre obligatorisch. Die gesamte Länge des Rohrs muss mit Scherwellen sowohl von der Außen- als auch von der Innenfläche (sofern zugänglich) abgetastet werden. Akzeptanzkriterien: Keine Reflektoren, deren Amplitude 5 % der Wandstärke überschreitet. Besonderes Augenmerk wird auf den Mittelwandbereich gelegt, wo es zu einer Mittellinientrennung vom Barren kommen kann.
Wirbelstromprüfung (gemäß ASTM E426)– Für oberflächliche und oberflächennahe Mängel (Überlappungen, Nähte, Krusten). Dies wird häufig mit UT kombiniert, um eine umfassende Abdeckung zu gewährleisten.
Hydrostatischer Test (gemäß ASTM B622)– Jedes Rohr muss einem Prüfdruck standhalten, der wie folgt berechnet wird: P=2St/D, wobei S=50 % der Streckgrenze (mindestens 175 MPa), t=Wandstärke, D=OD. Bei dickwandigen Rohren kann der Prüfdruck sehr hoch sein (z. B. 50 mm Wand × 250 mm Außendurchmesser → Prüfdruck ~140 bar / 2000 psi). Der Test wird mindestens 10 Sekunden lang ohne Leckage oder bleibende Verformung durchgeführt.
Maßprüfung– Bei dickwandigen Rohren wird besonderes Augenmerk auf die Konzentrizität (Wanddickenexzentrizität) gelegt. Die meisten Spezifikationen begrenzen die Exzentrizität auf weniger als oder gleich 10 % der Nennwandstärke (z. B. muss bei einer 20-mm-Wand die Mindestdicke an einer beliebigen Stelle größer oder gleich 18 mm sein). Exzentrische Rohre werden abgelehnt, da sie die Druckstufe und den Korrosionszuschlag auf der dünnen Seite verringern.
Optionale, aber empfohlene Tests für kritische Dienste:
Ganzkörperradiographie (RT) – For very thick walls (>30 mm) oder für nukleare/pharmazeutische Anwendungen kann eine 100-prozentige Röntgeninspektion interne Hohlräume oder Einschlüsse erkennen, die der Ultraschalluntersuchung möglicherweise entgehen.
Ferroxyl-Test– Erkennt oberflächliche Eisenverunreinigungen (Blaufärbung). Jedes Eisen muss gebeizt oder aussortiert werden, da Eisen im HCl-Betrieb einen galvanischen Angriff verursachen kann.
Tieftemperatur-Schlagprüfung (gemäß ASTM E23)– Für dickwandige Rohre, die in kalten Klimazonen oder im Tieftemperaturbereich verwendet werden (B-3 bleibt bis –196 Grad / –320 Grad F zäh, aber Schlagprüfungen bestätigen, dass keine Versprödung auftritt).
Korngrößenbestimmung (nach ASTM E112) – Minimum ASTM grain size 5 (average diameter ≤64 microns) is typically required. Coarse grains (>ASTM 3) gehen mit einer verminderten Korrosionsbeständigkeit einher.
Inspektion durch Dritte– Bei kritischen Anwendungen (z. B. HCl-Alkylierungsanlagen, pharmazeutische Reaktoren) überwacht eine unabhängige Agentur (z. B. TÜV, DNV, Bureau Veritas) alle Tests und überprüft die MTR.
Dokumentation:Der Hersteller muss einen zertifizierten Materialtestbericht (MTR) vorlegen, der die Chargennummer, die Chargennummer, alle Testergebnisse und eine Erklärung zur Einhaltung der angegebenen Norm enthält. Für dickwandige Rohre sollte die MTR auch die UT- und hydrostatischen Testberichte sowie die Lösungsglühtemperatur und die Abschreckmethode enthalten (bei dicken Abschnitten ist eine Wasserabschreckung obligatorisch, um die erforderliche Abkühlgeschwindigkeit zu erreichen).
Endbenutzern wird die Durchführung dringend empfohlenpositive Materialidentifikation (PMI)auf jeder Rohrlänge bei Erhalt, da es in der Branche zu einer falschen Kennzeichnung von Nickellegierungen kommt. Darüber hinaus sollte ein Probenabschnitt von jedem Durchgang einer ASTM G28-Prüfung durch ein unabhängiges Labor unterzogen werden, bevor das Rohr im kritischen Betrieb installiert wird.
