Данный пример из практики описывает поставку предварительно изготовленных трубных катушек из Inconel 625 (UNS N06625) для завода по сжижению СПГ производительностью 2,4 МТPA, расположенного на восточном побережье Полуострова Малайзии. Проект предусматривал 127 катушек общим весом 38 тонн материала Inconel 625 для секций предварительной подготовки сырья при низкотемпературных условиях (до −162 °C) и кислой среде (содержание H₂S более 15 мол.%). Все 127 катушек были поставлены в течение 18-недельного контрактного срока; при монтаже на площадке не выявлено ни одного дефекта.
Трубные узлы из сплава Inconel 625 для объекта СПГ
Проект расширения цепочки поставок Malaysia LNG (MLNG) потребовал изготовления и поставки трубных катушек для трёх ключевых технологических зон: секция предварительной подготовки сырьевого газа, установка удаления кислых газов (АГРУ) и секция извлечения газового конденсата (NGL). Условия работы всех трёх зон превышали безопасные пределы применения стандартных нержавеющих сталей и углеродистых сталей.
| Параметр | Предварит. подготовка | Секция АГРУ | Извлечение NGL | Итого по проекту |
| Количество катушек | 52 | 41 | 34 | 127 |
| Марка материала | Inconel 625 (N06625) | Inconel 625 (N06625) | Inconel 625 (N06625) | Весь Inconel 625 |
| Общий вес (тонн) | 14,8 | 12,3 | 10,9 | 38,0 |
| Диапазон DN (NPS) | 1/2″-8″ | 1/2″-6″ | 1/2″-4″ | 1/2″-8″ |
| Толщина стенки | SCH 10S-XXS | SCH 10S-XXS | SCH 10S-XXS | SCH 10S-XXS |
| Рабочая температура | −45 °C до +80 °C | −25 °C до +180 °C | −162 °C до −140 °C | −162 °C до +180 °C |
| Концентрация H₂S (мол.%) | 15-22 | 5-12 | < 1 | Различная |
| Концентрация CO₂ (мол.%) | 8-15 | 3-8 | < 2 | Различная |
| Расчётное давление (бар изб.) | 40-80 | 25-60 | 40-100 | 25-100 |
| Тип коррозии | Кислая + низкотемпературная | Кислая (умеренная темп.) | Низкотемпературная + CO₂ | Смешанная |
Сочетание низких температур (до −162 °C в секции NGL) и высокой концентрации H₂S в кислом газе (до 22 мол.% в предварительной подготовке) создавало проектные и производственные задачи, требующие тщательного выбора материала и строгого производственного процесса. Ни одна марка нержавеющей или углеродистой стали не могла удовлетворить всем трём условиям одновременно.
Наличие в трёх технологических секциях одновременно низких температур (−162 °C), высокого содержания H₂S (до 22 мол.%) и высокого давления (до 100 бар изб.) сделало Inconel 625 единственным технически приемлемым материалом для всех 127 катушек. Ни одна марка нержавеющей или углеродистой стали не способна одновременно удовлетворить все три условия.
Выбор материала для данного проекта определялся двумя одновременно действующими ограничениями: соответствие требованиям по кислым условиям NACE MR0175 / ISO 15156 (стойкость к H₂S) и достаточная ударная вязкость при низких температурах (−162 °C) в секции NGL. Перед выбором Inconel 625 было рассмотрено четыре кандидатных сплава.
Почему стоит выбрать катушки из сплава Inconel 625
| Сплав | Марка/UNS | NACE MR0175? | Мин. темп. (°C) | Макс. H₂S (мол.%) | Ударн. вязк. при −162 °C | Результат |
| Углеродистая сталь A106 Gr B | – | Нет | −29 | < 50 ppm H₂S | Риск хрупкого разрушения | ✗ Исключён |
| Нержавеющая сталь 304L | S30403 | Нет | −196 | < 50 ppm H₂S | Хорошая (ГЦК-структура) | ✗ Исключён – не соотв. по кислым усл. |
| Нержавеющая сталь 316L | S31603 | Нет | −196 | < 50 ppm H₂S | Хорошая (ГЦК-структура) | ✗ Исключён – не соотв. по кислым усл. |
| Супердуплекс 2507 | S32750 | Условно | −46 | < 10 мол.% H₂S | Хорошая выше −50 °C | ⚠ Условно – не соотв. для NGL |
| Inconel 625 | N06625 | Да – полное соотв. | −196 | Без ограничений по ISO 15156 | Отличная (γ″ упрочнение) | ✓ Выбран |
| Incoloy 825 | N08825 | Да – условно | −196 | < 15 мол.% (варьируется) | Хорошая при −162 °C | ⚠ Условно – не соотв. при H₂S > 15 мол.% |
| Свойство | Значение | Значимость для проекта | Стандарт ASTM | Критерий приёмки |
| Ni (никель) | ≥ 58,0% | Матричный элемент – стойкость к кислым газам и низкотемпературная вязкость | ASTM B444 Gr 1 | ≥ 58,0% |
| Cr (хром) | 20,0-23,0% | Антиоксидант, стабилизация пассивной плёнки в кислой среде | ASTM B444 Gr 1 | 20,0-23,0% |
| Mo (молибден) | 8,0-10,0% | Стойкость к питтинговой коррозии в хлоридах, к кислым газам | ASTM B444 Gr 1 | 8,0-10,0% |
| Nb + Ta (ниобий) | 3,15-4,15% | Выделение γ″-фазы – прочность и вязкость | ASTM B444 Gr 1 | 3,15-4,15% |
| Fe (железо) | ≤ 5,0% | Снижение затрат; сохранение стабильности аустенитной структуры | ASTM B444 Gr 1 | ≤ 5,0% |
| C (углерод) | ≤ 0,10% | Малое содержание C предотвращает сенсибилизацию при сварке | ASTM B444 Gr 1 | ≤ 0,10% |
| UTS (предел прочности) | ≥ 690 МПа (отожжённое) | Высокая прочность при низких температурах | ASTM B444 | ≥ 690 МПа |
| YS (предел текучести 0,2%) | ≥ 276 МПа | Расчёт давления при низких температурах | ASTM B444 | ≥ 276 МПа |
| Относительное удлинение | ≥ 30% | Пластичность для изготовления и ударных нагрузок | ASTM B444 | ≥ 30% |
| Ударная вязкость CVN | ≥ 54 Дж при −162 °C | Обязательно для низкотемпературных условий СПГ | ASTM E23 | ≥ 54 Дж ср.; ≥ 40 Дж одиночн. |
Inconel 625 – единственный материал, технически соответствующий требованиям всех трёх технологических секций. Содержание никеля ≥ 58% обеспечивает собственную стойкость к сероводородному растрескиванию. Аустенитная (γ″-упрочнённая) микроструктура обеспечивает отличную вязкость при −162 °C. Супердуплексная сталь 2507 была исключена, поскольку её минимальная температура эксплуатации −46 °C не соответствует требованию −162 °C для секции NGL.
В СПГ-отрасли абсолютно недопустима замена материалов или сварочные дефекты в трубопроводах для кислых условий. Для проекта был установлен 100-процентный охват НК (неразрушающего контроля) – каждый сварной шов и каждая катушка проходили проверку вне зависимости от диаметра (от DN 15 до DN 200). Программа контроля качества предусматривала пять независимых уровней верификации.
Испытание качества катушек из сплава Inconel 625
| Точка контроля | Вид деятельности | Стандарт | Критерий приёмки | Охват | Ответственный | Документ |
| Входной контроль – PMI | Положительная идентификация материала всех труб и фитингов | ASTM E1621 (XRF) | Ni ≥ 58%, Cr 20-23%, Mo 8-10%, UNS N06625 | 100% всего материала | QC поставщика + QA ГП | Отчёт PMI |
| Входной контроль – MTR | Проверка сертификата на плавку | ASTM B444, EN 10204 3.1 | Хим. состав, прочность, твёрдость, CVN при −196 °C | 100% всего материала | QA ГП | Лист проверки MTR |
| После сварки – RT | Радиографический контроль всех стыков | ASME V Ст. 2; B31.3 Табл. 341.3.2 | Без трещин; без непроваров; макс. 2×1,5 мм газ. поры | 100% всех сварных швов | Третья сторона (SGS) | Плёнки RT + отчёт |
| После сварки – твёрдость | Твёрдость по Виккерсу/Роквеллу шва+ЗТВ | ASTM E10/E18; NACE MR0175 | Шов+ЗТВ ≤ 35 HRC; ОМ ≤ 40 HRC | 100% всех сварных швов | QC JN Alloys + QA ГП | Протокол твёрдости |
| После сварки – внешний осмотр | Визуальный контроль поверхности шва | ASME V Ст. 9; AWS D1.6 | Без видимых трещин, подрезов, пор, избыточного усиления | 100% всех сварных швов | QC JN Alloys | Отчёт ВК |
| Перед отгрузкой – итоговый контроль | Размерный контроль, проверка документов, защита от коррозии | Программа управления качеством проекта | Размеры в допуске; документы полные; маркировка верная | 100% 127 катушек | QC JN Alloys + QA ГП | Отчёт итогового контроля |
| Вид НК | Всего проверено | Выявлено дефектов | Процент дефектов (%) | Выполнено ремонтов | Итоговый результат |
| RT (радиографический контроль) | 489 сварных швов | 23 газ. поры; 3 непровара; 2 подреза | 4,7% | 28 ремонтов (24 переварки + 4 корня) | 100% принято после ремонта |
| Контроль твёрдости (шов+ЗТВ) | 489 сварных швов | 1 шов превысил 35 HRC (найден при отработке; устранён пересмотром WPS) | 0,2% | 1 изменение WPS | 100% принято после пересмотра |
| Визуальный контроль (ВК) | 489 сварных швов | 14 поверхностных дефектов (подрезы, избыточное усиление) | 2,9% | 14 ремонтов (шлифовка + переварка) | 100% принято |
| PMI (положительная идентификация) | Все трубы + фитинги + присадочная проволока | 0 замен | 0% | Не требовалось | 100% правильный материал |
| Размерный контроль | 127 катушек | 1 катушка вне допуска (катушка A-24, доработана) | 0,8% | 1 доработка + повторный контроль | 100% принято |
Общий процент дефектов RT 4,7% находится в приемлемых пределах для производства из Inconel 625. Все 28 ремонтов сварных швов были выполнены до отгрузки; при монтаже на площадке не выявлено ни одного дефекта – что подтвердило: предотгрузочный НК является наиболее экономически эффективным вложением в качество. Затраты на НК и контроль составили 68 000 долларов США, или 1,8% стоимости контракта на катушки.
Проект был завершён в рамках 18-недельного контрактного срока от оформления заказа до поставки на объект СПГ в Малайзии. Катушки были отгружены пятью партиями; первая партия (30 катушек для секции предварительной подготовки) прибыла на площадку на 8-й неделе, обеспечив начало раннего монтажа.
| Партия | Кол-во катушек | Технологическая секция | Завершение производства (нед.) | Поставка на площадку (нед.) |
| Партия 1 | 30 | Предварительная подготовка сырья | 7-я неделя | 8-я неделя |
| Партия 2 | 22 | Предварит. подготовка + АГРУ | 9-я неделя | 10-я неделя |
| Партия 3 | 35 | АГРУ | 12-я неделя | 13-я неделя |
| Партия 4 | 25 | Извлечение NGL | 15-я неделя | 16-я неделя |
| Партия 5 | 15 | NGL + финальные соединения | 17-я неделя | 18-я неделя |
| Итого | 127 катушек | Все секции | 17-я неделя | 18-я неделя |
На основе опыта данного проекта JN Alloys сформулировала пять ключевых уроков, применимых к любому СПГ- или морскому проекту с катушками из Inconel 625 для кислых низкотемпературных условий. Эти уроки могут сэкономить закупочным группам значительные средства и время.
Наиболее дорогостоящим уроком проекта стало обнаружение того, что подготовленный WPS даёт твёрдость ЗТВ 38 HRC – выше предела NACE MR0175 в 35 HRC – лишь после испытания первого образца. Это привело к дополнительным затратам в размере 8 000 долларов США и трёхдневной задержке. Расходов можно было избежать, проведя испытание пробного сварного соединения до начала производства.
Трубы Inconel 625 по ASTM B444 Gr 1 имеют производственный цикл на заводе 4-8 недель в нормальных рыночных условиях. В период роста цен на никель в 2022-2023 гг. производственный цикл увеличился до 12-16 недель. Данному проекту повезло с общим сроком 18 недель, однако 5-дневная задержка из-за отбраковки материала наглядно показала риски напряжённых графиков поставки.
Бюджет НК и контроля в размере 68 000 долларов США (1,8% от стоимости) выявил 28 сварочных дефектов до отгрузки. Если бы эти дефекты были обнаружены при монтаже на площадке, затраты на полевой ремонт сварных швов – включая леса, наряды на огневые работы, вызов специализированных сварщиков, задержки графика и возможные штрафные санкции – оказались бы в 10-20 раз выше.
Сварочное поведение Inconel 625 существенно отличается от нержавеющей стали. Высокое содержание ниобия создаёт предрасположенность к трещинам в ЗТВ при нарушении контроля тепловложения. Сварщики с опытом GTAW по нержавеющим сталям должны пройти переподготовку и повторную аттестацию по Inconel 625 до начала производства.
В кислых низкотемпературных условиях одна-единственная замена материала – использование 316L вместо указанного Inconel 625 – может привести к катастрофическому разрушению, нарушению нормативных требований и угрозе жизни людей. PMI (положительная идентификация материала) – единственный инструмент защиты от данного риска. Бюджет PMI по проекту составил 12 000 долларов США – ничтожная сумма по сравнению с риском применения неправильного материала.
Итоговый вывод по данному проекту СПГ: Inconel 625 является технически правильным и коммерчески обоснованным материалом для трубных катушек в комбинированных условиях низкой температуры + кислой среды. Ключевые факторы успеха: строгое предпроизводственное планирование (аттестация WPS, верификация материала), всесторонний НК (100% RT, твёрдость, PMI) и квалифицированный персонал. Для будущих СПГ-проектов в кислых низкотемпературных условиях: сначала аттестовать, всегда верифицировать, никогда не идти на компромисс по НК.
JN Alloys (JN Alloy Technology (Jiangsu) Co., Ltd.) – китайский производитель и поставщик изделий из нержавеющей стали и никелевых сплавов, специализирующийся на трубопроводных сборках для проектов в области СПГ, морской добычи и нефтехимии.
Компания поставляет трубные катушки, фланцы и фитинги из Inconel 625, Hastelloy C-276, Duplex 2205 и 316L для проектов в Юго-Восточной Азии, на Ближнем Востоке, в Европе и Северной Америке.
Контакты: Market@jnalloy.com | +86-193-3990-0211 | www.jnalloy.com
0086 193 3990 0211
No.289, Рынок нержавеющей стали, район Синьву, Уси, Китай
