C1: Mewn cymwysiadau diwydiannol, mae Nickel 200 a Nickel 201 yn ymddangos bron yn union yr un fath. Beth yw'r gwahaniaeth metelegol mwyaf hanfodol sy'n gorfodi peirianwyr i ddewis un dros y llall, yn enwedig mewn amgylcheddau tymheredd uchel?
A: Er bod Nickel 200 (UNS N02200) a Nickel 201 (UNS N02201) yn aloion nicel gyr masnachol pur gyda gwrthiant cyrydiad rhagorol, y cynnwys carbon yw'r gwahaniaeth diffiniol sy'n pennu eu cymhwysiad, yn enwedig o ran tymheredd.
Mae Nickel 200 yn cynnwys cynnwys carbon o hyd at 0.15%.
Nickel 201 yw'r fersiwn "carbon isel", gydag uchafswm cynnwys carbon o 0.02%.
Gallai'r gwahaniaeth hwn ymddangos yn fach ar bapur, ond mae'n hollbwysig yn ymarferol oherwydd ffenomen a elwir yn graffiteiddio.
Ar dymheredd uchel (fel arfer uwchlaw 315 gradd neu 600 gradd F), mae'r carbon sy'n bresennol yn Nickel 200 yn dod yn ansefydlog. Dros amser, gall waddodi allan o'r hydoddiant solet a ffurfio ffilmiau graffit ar y ffiniau grawn. Mae'r broses hon, a elwir yn graffitization, yn britho'r deunydd. Gall cydran a oedd unwaith yn hydwyth ac yn gryf gracio neu fethu'n sydyn o dan straen oherwydd bod y ffiniau grawn i bob pwrpas wedi'u "gludo" ar wahân gan graffit brau.
Mae Nickel 201, gyda'i gynnwys carbon wedi'i leihau'n sylweddol, bron yn dileu'r risg o graffiteiddio. Felly, mae rheol gyffredinol y diwydiant yn glir:
Defnyddiwch Nickel 200 ar gyfer cymwysiadau o dan 315 gradd (ee, anweddyddion costig ar dymheredd cymedrol, offer prosesu bwyd).
Nodwch Nickel 201 bob amser ar gyfer unrhyw gais sy'n cynnwys amlygiad parhaus i dymheredd uwch na 315 gradd . Mae hyn yn golygu mai Ni 201 yw'r dewis safonol ar gyfer cydrannau fel llestri adweithyddion cemegol, tiwbiau uwchgynhesu, a sbarcers mewn amgylcheddau costig tymheredd uchel.
Ar ben hynny, mae'r cynnwys carbon isel hwn yn rhoi ymwrthedd uwch i Ni 201 i ymosodiad rhyng-gronynnog (sensiteiddio) mewn rhai senarios weldio, gan ei wneud yn ddeunydd mwy maddeugar ar gyfer gwneuthuriad.
C2: Rydym yn dylunio system anweddydd soda costig (sodiwm hydrocsid). Mae'r amgylchedd yn cynnwys crynodiad uchel o NaOH ar dymheredd uchel. Pam mai Nickel 201 yw'r deunydd meincnod ar gyfer y cais penodol hwn, a ble mae'n methu?
A: Mae Nickel 201 yn cael ei ystyried yn eang fel y prif ddeunydd adeiladu ar gyfer trin soda costig, yn enwedig wrth gynhyrchu soda costig ei hun (y diwydiant alcali clor). Mae ei oruchafiaeth yn y maes hwn oherwydd cyfuniad unigryw o ffactorau:
Imiwnedd rhag Cracio Cyrydiad Straen Costig (SCC): Mae duroedd di-staen, yn enwedig graddau austenitig fel 304 a 316, yn agored i SCC costig ar dymheredd a chrynodiadau uchel. Gan ei fod yn aloi nicel pur, nid yw Nickel 201 yn cynnwys haearn fel ei brif gyfansoddyn ac mae ganddo strwythur ciwbig sy'n canolbwyntio ar yr wyneb sy'n ymwrthol yn ei hanfod i'r math hwn o gracio.
Ffurfio Haen Ocsid Amddiffynnol: Mae nicel yn ffurfio haen denau, dygn ac amddiffynnol o nicel ocsid ar ei wyneb. Mewn amgylcheddau costig, mae'r haen hon yn sefydlog ac yn atal cyrydiad cyflym pellach, gan arwain at gyfraddau cyrydiad rhagweladwy isel iawn.
-Tymheredd Uchel: Fel y trafodwyd yn y cwestiwn blaenorol, mae cynnwys carbon isel Ni 201 yn sicrhau ei fod yn parhau i fod yn hydwyth ac yn gallu gwrthsefyll brith ar y tymereddau uchel (150-200 gradd neu uwch yn aml) a ddefnyddir mewn anweddiad costig i gynyddu crynodiad.
Ble mae'n "methu" neu angen gofal?
Mae ymwrthedd cyrydiad Ni 201 yn ddibynnol iawn ar yr amgylcheddpurcostig.
Presenoldeb Ocsidyddion: Os yw'r llif costig wedi'i halogi ag asiantau ocsideiddio cryf fel cloradau, hypocloritau, neu ïonau metel trwm (ee, copr, haearn), gall yr haen ocsid amddiffynnol dorri i lawr, gan arwain at gyrydiad lleol cyflym a difrifol.
Asidau Polythionic: Er nad yw'n gyffredin mewn gwasanaeth costig pur, os cyflwynir cyfansoddion sylffwr, gall Ni 201 ddioddef.
Awyru: Er ei fod yn dda ar y cyfan, gall hydoddiannau costig hynod awyredig (ocsigen-dirlawn) gynyddu cyfraddau cyrydiad o'u cymharu â rhai wedi'u dadawyru.
I grynhoi, ar gyfer amgylcheddau costig pur neu uchel -burdeb ar dymheredd a chrynodiadau uchel, mae Nickel 201 yn cynnig cyfuniad digyffelyb o ymwrthedd cyrydiad a chywirdeb mecanyddol.
C3: Rydym yn wneuthurwr sy'n newydd i weldio Nickel 201. Rydym wedi clywed ei fod yn "gyffwrdd" o'i gymharu â dur di-staen. Beth yw'r peryglon mwyaf cyffredin mewn weldio Ni 201, a pha weithdrefnau penodol sy'n gwarantu weldio cadarn sy'n gwrthsefyll cyrydiad?
A: Rydych chi'n gywir; weldio Mae Nickel 201 yn gofyn am ddisgyblaeth wahanol na weldio dur di-staen. Nid yw o reidrwydd yn anoddach, ond mae'n llai maddau i arferion gwael. Y prif nod yw cynnal purdeb y deunydd a'i wrthwynebiad cyrydiad, gan osgoi halogiad a all arwain at gracio neu embrittled.
Dyma'r peryglon mwyaf cyffredin a'r gweithdrefnau i warantu weldiad o ansawdd:
Peryglon Cyffredin:
Mandylledd: Mae gan nicel hydoddedd uchel ar gyfer nwyon yn y cyflwr tawdd, ond wrth iddo galedu, mae'r hydoddedd hwn yn gostwng yn sydyn. Os yw cysgodi'n annigonol, mae nwyon (yn enwedig ocsigen, nitrogen a hydrogen) yn cael eu dal, gan ffurfio mandylledd.
Cracio Poeth: Mae aloion nicel yn agored i gracio poeth (cracio solidification) os oes amhureddau fel sylffwr, ffosfforws, plwm, neu fetelau pwynt toddi isel yn bresennol.
Colli Hydwythedd: Gall halogiad o garbon (ee, o saim neu olew) arwain at wlybaniaeth carbid yn y parth yr effeithir arno gan wres, gan leihau ymwrthedd cyrydiad a hydwythedd.
Gweithdrefnau Weldio Hanfodol (Y "Rheolau"):
Glanhau Manwl (Rheol #1): Rhaid i'r ardal weldio a'r metel llenwi fod yn llawfeddygol lân. Tynnwch yr holl saim, olew, paent, baw ac inc marcio gan ddefnyddio -hydoddydd heb halogen (fel aseton). Dylid tynnu haenau ocsid trwy ddulliau mecanyddol (brwsh gwifren dur di-staenymroddedig yn unig i nicelneu malu) yn union cyn weldio.
Gwahanu Deunydd Strict: Defnyddiwch offer (brwshys, llifanu) nad ydynt erioed wedi'u defnyddio ar ddur. Gall gronynnau haearn a dur halogi'r wyneb nicel ac arwain at faterion cyrydiad.
Nwy Gwarchod Priodol: Defnyddiwch gymysgeddau 100% Argon neu Argon-Heliwm. Sicrhewch lif nwy digonol a defnyddiwch lens nwy i wella cwmpas. Efallai y bydd angen tarianau llusgo ar gyfer geometregau cymhleth neu gymwysiadau hanfodol i amddiffyn y parth oeri, weldio a gwres rhag ocsideiddio.
Dewis Metel Llenwi: Y metel llenwi cywir fel arfer yw ERNi-1. Mae'r llenwad hwn wedi'i gynllunio'n benodol ar gyfer weldio Nickel 200 a 201 ac mae'n cynnwys deoxidizers (fel Titaniwm ac Alwminiwm) i frwydro yn erbyn mandylledd.
Rheoli Mewnbwn Gwres: Defnyddiwch fewnbwn gwres isel. Mae'n well defnyddio techneg "glain llinynnol" gydag ychydig iawn o wehyddu. Gall gwres gormodol arwain at dyfiant grawn, cracio poeth, a-parth ehangach yr effeithir arno gan wres. Dylid cadw tymereddau rhyngffordd yn gymharol isel (islaw 150 gradd F / 65 gradd).
Cychwyn Arc: Defnyddiwch -cychwyn amledd uchel neu gychwyn crafu ar dab rhedeg-i ffwrdd. Peidiwch â tharo arc ar wyneb y deunydd rhiant, gan fod hyn yn creu man bach, halogedig a all fod yn safle ar gyfer cychwyn crac.
Trwy drin Ni 201 gyda'r parch sydd ei angen arno-yn benodol o ran glendid-gall ffabrigwyr gynhyrchu weldiau sydd mor gryf ac mor gwrthsefyll cyrydiad â'r metel sylfaen.
C4: Y tu hwnt i'r diwydiant prosesau cemegol, ym mha ddiwydiannau technoleg uchel neu arbenigol eraill y mae Nickel 201 yn anhepgor, a pham mae ei broffil eiddo yn addas iawn ar eu cyfer?
A: Er mai'r diwydiant costig yw ei gymhwysiad enwocaf, mae cyfuniad unigryw Nickel 201 o briodweddau -purdeb uchel, ehangiad thermol rheoledig, nodweddion magnetig, ac ymwrthedd cyrydiad-yn ei wneud yn hollbwysig mewn sawl sector technoleg uchel arall.
Electroneg ac Awyrofod:
Cymhwysiad: Cydrannau mewn dyfeisiau electronig, megis casys batri ar gyfer cymwysiadau gofod a lloeren, a rhannau ar gyfer peiriannau roced a gwthwyr.
Pam Ni 201? Gellir ei ffurfio'n hawdd a'i dynnu'n ddwfn i siapiau cymhleth. Mae ei gyfernod rheoledig o ehangu thermol yn helpu i reoli straen thermol wrth ymuno â deunyddiau eraill fel cerameg neu wydr mewn porthwyr electronig a chydrannau wedi'u selio'n hermetig. Mae ei allu i gynnal hydwythedd ar dymheredd cryogenig hefyd yn ased enfawr ar gyfer systemau tanwydd awyrofod.
Soda-Gweithgynhyrchu Gwydr Calch (Amnewidydd Platinwm):
Cymhwysiad: Stirrers, tiwbiau amddiffyn thermocouple, ac offer trin ar gyfer gwydr calch soda tawdd.
Pam Ni 201? Mae gwydr tawdd yn gyrydol iawn i'r rhan fwyaf o fetelau. Mae Nicel 201 yn dangos ymwrthedd ardderchog i gyrydiad gan wydr calch soda tawdd, yn bennaf oherwydd nad yw'n ffurfio ocsidau yn hawdd a fyddai'n halogi'r gwydr (yn wahanol i aloion haearn a all achosi afliwiad). Mae'n ddewis amgen cost-effeithiol i blatinwm mewn llawer o gymwysiadau cyswllt gwydr nad ydynt yn hanfodol.
Cynhyrchu Ffibr Synthetig (Spinnerets):
Cymhwysiad: Troellwyr ac offer cysylltiedig a ddefnyddir ar gyfer allwthio ffibrau synthetig fel rayon.
Pam Ni 201? Mae'r broses viscose ar gyfer gwneud rayon yn cynnwys cemegau ymosodol. Mae Ni 201 yn cynnig yr ymwrthedd cyrydiad angenrheidiol. At hynny, mae ei strwythur unffurf a'i arwyneb anadweithiol yn caniatáu cynhyrchu ffibrau â diamedr cyson a gorffeniad arwyneb, sy'n hanfodol ar gyfer ansawdd tecstilau.
Yn y ceisiadau hyn, nid yw'n ymwneud â "peidio â rhydu" yn unig; mae'n ymwneud â phurdeb (osgoi halogiad cynnyrch), ffurfadwyedd, a phriodweddau ffisegol rhagweladwy o dan amodau eithafol.
C5: Mae peiriannydd wedi pennu Nickel 201 ar gyfer rhan sy'n gweithredu ar 350 gradd (660 gradd F). Beth yw'r ystyriaethau eiddo mecanyddol allweddol y mae'n rhaid iddynt roi cyfrif amdanynt yn eu dyluniad, gan fod y priodweddau hyn yn wahanol iawn i dymheredd ystafell?
A: Mae dylunio ar gyfer gwasanaeth tymheredd uchel yn gofyn am newid meddwl o ddylunio tymheredd amgylchynol. Ar 350 gradd , mae priodweddau Nickel 201 wedi newid yn sylweddol, a gallai dyluniad yn seiliedig ar ddata tymheredd ystafell arwain at fethiant cynamserol.
Dyma'r ystyriaethau hanfodol ar gyfer rhan sy'n gweithredu ar 350 gradd:
Cnwd Llai a Chryfder Tynnol: Fel y rhan fwyaf o fetelau, mae Nickel 201 yn colli cryfder wrth i'r tymheredd gynyddu. Rhaid diystyru'r straen dylunio a ganiateir (y straen y gall y gydran ei drin yn ddiogel). Rhaid i'r peiriannydd ymgynghori â Chod Boeler a Llongau Pwysedd ASME (neu safon leol berthnasol) ar gyfer y gwerthoedd straen uchaf a ganiateir ar 350 gradd. Mae'r gwerthoedd hyn yn sylweddol is nag ar dymheredd ystafell.
Crip a Straen-Rhwygo: Efallai mai dyma'r ystyriaeth bwysicaf. Ar 350 gradd, mae Nickel 201 mewn ystod tymheredd lle gall fynd trwy ymgripiad-amser-anffurfiannau plastig dibynnol o dan lwyth cyson, hyd yn oed os yw'r straen yn is na chryfder cynnyrch y deunydd.
Rhaid i'r peiriannydd nid yn unig ystyried y straen ar unwaith ond hefyd y straen a fydd yn cronni dros oes dylunio'r gydran. Er enghraifft, efallai y bydd cymal wedi'i folltio yn colli ei raglwyth dros amser oherwydd ymlaciad.
Rhaid i'r dyluniad fod yn seiliedig ar ddata rhwyg straen, sy'n dweud wrthych y lefel straen a fydd yn achosi methiant ar ôl nifer penodol o oriau ar y tymheredd hwnnw (ee cryfder rhwygiad o 100,000 awr).
Ehangu Thermol: Mae gan Nickel 201 gyfernod cymharol uchel o ehangu thermol. Mewn system sy'n gweithredu ar 350 gradd , gall ehangu thermol a chrebachu yn ystod cylchoedd cychwyn a chau -yn cynhyrchu straen sylweddol. Rhaid i'r dyluniad gynnwys y symudiad hwn trwy:
Cynllun priodol o systemau pibellau gyda dolenni ehangu neu fegin.
Dyluniad gofalus o uniadau fflansog a chynhalwyr offer i ganiatáu ar gyfer twf thermol heb or-gyfyngu ar y gydran.
Ocsidiad: Er bod gan Ni 201 ymwrthedd ocsideiddio da, ar 350 gradd mewn aer, bydd yn ffurfio graddfa ocsid yn araf. Ar gyfer rhannau tenau neu gydrannau â goddefiannau tynn (fel rhannau offeryn), efallai y bydd angen ystyried y graddio araf hwn dros oes gwasanaeth hir iawn.
Yn fyr, mae dylunio gyda Ni 201 ar 350 gradd yn-broblem dylunio sy'n dibynnu ar amser. Rhaid i'r peiriannydd symud o gyfrifiadau cryfder syml i ddadansoddiadau sy'n cynnwys cyfradd ymgripiad, straen-bywyd rhwyg, a blinder thermol i sicrhau gweithrediad diogel, hirdymor.
