1. Beth yw nodweddion diffiniol plât Hastelloy B, a sut mae'n cael ei weithgynhyrchu i fodloni gofynion llym offer prosesu cemegol?
Mae plât Hastelloy B (UNS N10665) yn ffurf cynnyrch rholio fflat o'r aloi molybdenwm nicel, a ddiffinnir yn nodweddiadol fel trwch o 3/16" (4.76mm) a mwy, gyda lled yn fwy na 10" (250mm). Mae'n gweithredu fel y bloc adeiladu sylfaenol ar gyfer ffugio offer prosesau cemegol fel adweithyddion, llestri pwysedd, colofnau a thanciau.
Diffinio Nodweddion:
Cyfansoddiad Cemegol: Yn enwol 28% Molybdenwm, 65% Nicel, gyda chydbwysedd Haearn (2% ar y mwyaf) ac elfennau hybrin. Mae'r cynnwys molybdenwm uchel yn darparu ymwrthedd eithriadol i leihau asidau, yn enwedig asid hydroclorig ar bob crynodiad a thymheredd hyd at berwi.
Microstrwythur: Cwbl austenitig (wyneb-strwythur grisial ciwbig wedi'i ganoli), sy'n parhau'n sefydlog o dymheredd cryogenig hyd at yr ystod anelio. Mae'r strwythur hwn yn darparu ffurfadwyedd a chadernid rhagorol.
Proffil Gwrthsefyll Cyrydiad: Yn wahanol i ddur di-staen sy'n dibynnu ar gromiwm ar gyfer goddefiad, daw gwrthiant B-2 o'i allu i aros mewn cyflwr "llai", gan wrthsefyll ymosodiad mewn amgylcheddau nad ydynt yn ocsideiddio.
Proses Gweithgynhyrchu:
Mae plât Hastelloy B yn cael ei gynhyrchu fesul ASTM B333 (Manyleb Safonol ar gyfer Plât, Dalen a Stribed Aloi Molybdenwm Nickel).
Toddi a Mireinio: Mae'r aloi yn cael ei doddi mewn ffwrnais arc trydan, yna'n cael ei buro mewn llong Argon Ocsigen Decarburization (AOD) i gyflawni cemeg manwl gywir a chael gwared ar amhureddau. Ar gyfer cymwysiadau hanfodol, efallai y bydd yn cael ei fireinio ymhellach trwy Electro-Slag Remelting (ESR) neu Remelting Arc Vacuum (VAR) i wella glendid a homogenedd.
Castio Ingot: Mae'r metel tawdd yn cael ei fwrw i mewn i ingotau sy'n pwyso sawl tunnell.
Slabio a Chyflyru: Mae'r ingot wedi'i rolio'n boeth i mewn i "slab" (ffurf hirsgwar ganolraddol). Mae arwyneb y slab wedi'i gyflyru (daear) i gael gwared ar unrhyw ddiffygion arwyneb rhag castio.
Rholio Poeth (Melin Plât): Mae'r slab yn cael ei ailgynhesu a'i basio trwy felin plât gwrthdroi, lle caiff ei leihau i'r trwch terfynol. Mae angen grym sylweddol ar y broses hon oherwydd cryfder uchel B-2 ar dymheredd.
Ateb Anelio: Ar ôl rholio poeth, mae'r plât yn ateb anelio trwy wresogi'n unffurf i 2050 gradd F - 2150 gradd F (1120 gradd - 1175 gradd) ac yna'n diffodd yn gyflym â dŵr. Mae hyn yn hydoddi unrhyw gyfnodau dyddodiad ac yn sefydlu'r microstrwythur gwrthsefyll cyrydiad gorau posibl.
Diraddio a Phiclo: Mae'r plât sydd wedi'i drin â gwres yn cael ei chwythu'n sgraffiniol i gael gwared ar y raddfa gynradd, yna'n cael ei biclo mewn baddonau asid i dynnu'r haen ocsid sy'n weddill ac adfer yr arwyneb sy'n gwrthsefyll cyrydiad.
Gorffen ac Arolygu: Mae'r plât wedi'i lefelu, ei docio i ddimensiynau terfynol, ac mae'n cael ei archwilio'n drylwyr gan gynnwys profion ultrasonic ar gyfer cadernid mewnol.
2. Wrth wneud llestr adweithydd cemegol o blât Hastelloy B, pa ystyriaethau weldio sydd o'r pwys mwyaf i atal "ymosodiad llinell cyllell" yn y parth yr effeithir arno gan wres?
Mae gwneud llestri gwasgedd o blât Hastelloy B yn gofyn am reolaeth weldio fanwl i atal math penodol o gyrydiad a elwir yn "ymosodiad llinell cyllell" - cyrydiad cyflym, lleol yn union gerllaw'r glain weldio.
Yr Her Metelegol:
Fel y trafodwyd mewn cyd-destunau blaenorol, mae Hastelloy B-2 yn agored i wlybaniaeth cyfnodau rhyngfetelaidd (cyfnod – Ni₄Mo neu Ni₃Mo) pan fydd yn agored i dymheredd rhwng 1200 gradd F a 1600 gradd F (650 gradd i 870 gradd). Yn ystod weldio amlfodd ar blât trwchus, mae'r parth yr effeithiwyd arno (HAZ) yn cylchdroi dro ar ôl tro trwy'r ystod tymheredd critigol hwn. Os yw'r oeri yn rhy araf, mae cyfnodau cyfoethog o folybdenwm yn gwaddodi ar ffiniau grawn, gan ddisbyddu ymwrthedd cyrydiad. Pan fyddant yn agored i asid hydroclorig, mae'r ffiniau grawn sensiteiddiedig hyn yn cael eu hymosod yn ffafriol, gan greu rhigol ddwfn ar hyd ymyl y weldiad - a dyna'r rheswm dros "ymosodiad llinell gyllell."
Ystyriaethau Weldio Critigol:
Mewnbwn Gwres Isel: Defnyddiwch yr amperage isaf a'r cyflymder teithio uchaf posibl i leihau cyfanswm y mewnbwn gwres i'r plât. Mae hyn yn lleihau lled yr HAZ a'r amser a dreulir yn yr ystod sensiteiddio.
Rheoli Tymheredd Rhyngffordd Caeth: Ar gyfer welds amlffordd ar blât trwchus, rhaid rheoli tymheredd y metel sylfaen rhwng pasiau weldio yn llym, fel arfer yn is na 200 gradd F (93 gradd). Mae hyn yn atal gwres rhag cronni a fyddai'n caniatáu amlygiad hirfaith i'r ystod sensiteiddio.
Carthu Cefn: Wrth weldio'r pasiad gwraidd, mae glanhau nwy anadweithiol (argon) y tu mewn i'r llong yn hanfodol i atal ocsidiad (siwgreiddio) y gwreiddyn weldio, sy'n creu cynhwysiant ocsid a all gychwyn cyrydiad.
Dewis Metel Llenwi: Defnyddiwch fetel llenwi cyfansoddiad cyfatebol (ER Ni-Mo-7) sy'n bodloni manylebau AWS A5.14. Dylai fod gan y llenwad cemeg wedi'i addasu ychydig i wella hydwythedd metel weldio.
Post-Triniaeth Gwres Weld (PWHT): Er mwyn sicrhau'r ymwrthedd cyrydiad mwyaf, dylid anelio hydoddiant y llestr ffabrig cyfan (2050 gradd F ac yna diffodd yn gyflym). Fodd bynnag, mae hyn yn aml yn anymarferol ar gyfer llongau mawr. Fel dewis arall, mae rhai gwneuthurwyr yn defnyddio gradd Hastelloy B-3 sy'n fwy sefydlog yn thermol, sydd â cineteg dyddodiad llawer arafach ac sy'n fwy maddeugar yn ystod weldio.
Cymhwyster Gweithdrefn Weld: Cyn weldio cynhyrchu, rhaid i Fanyleb Gweithdrefn Weldio (WPS) fod yn gymwys. Mae hyn yn cynnwys profi cyrydiad (ASTM G28 Method A) o'r weldiad i brofi nad yw'r HAZ wedi'i sensiteiddio.
3. Sut mae mecanwaith cyrydiad plât Hastelloy B yn wahanol mewn amgylcheddau asid "lleihau" yn erbyn "ocsideiddio", a beth sy'n digwydd os bydd yr amgylchedd yn symud yn annisgwyl?
Mae deall mecanwaith cyrydiad plât Hastelloy B yn gofyn am wahaniaethu rhwng amgylcheddau lleihau ac ocsideiddio, gan fod perfformiad yr aloi yn wahanol iawn ym mhob un.
Yr Amgylchedd Lleihau (Cryfder yr Alloy):
Wrth leihau asidau fel asid hydroclorig (HCl) neu asid sylffwrig (H₂SO₄) ar grynodiadau isel/absenoldeb ocsidyddion, mae cyrydiad yn mynd rhagddo trwy fecanwaith lle mae ïonau hydrogen yn cael eu lleihau i nwy hydrogen, ac mae metel yn hydoddi fel ïonau. Mae Hastelloy B-2 yn rhagori yma oherwydd:
Mae'r cynnwys molybdenwm uchel yn hyrwyddo ffurfio ffilm amddiffynnol sefydlog o ocsidau molybdenwm a halwynau sy'n anhydawdd wrth leihau asidau.
Mae'r aloi yn parhau i fod mewn cyflwr "gweithredol" ond yn cyrydu'n araf, gyda chyfraddau cyrydiad yn aml yn llai na 0.1 mm y flwyddyn mewn HCl berwi.
Yr Amgylchedd Ocsideiddio (Bregusrwydd yr Alloy):
Os yw'r amgylchedd yn cynnwys rhywogaethau sy'n ocsideiddio (ee ocsigen toddedig, ïonau fferrig (Fe³), ïonau cwpanig (Cu²⁺), asid nitrig, neu asid cromig), mae'r mecanwaith cyrydiad yn newid yn ddramatig:
Mae asiantau ocsideiddio yn codi potensial electrocemegol yr amgylchedd.
Ar y potensial uwch hwn, nid yw'r ffilm gyfoethog mewn molybdenwm sy'n amddiffyn wrth leihau asidau bellach yn sefydlog.
Fodd bynnag, nid yw Hastelloy B-2 yn cynnwys digon o gromiwm (1% ar y mwyaf) i ffurfio'r ffilm goddefol cromiwm ocsid sy'n amddiffyn dur di-staen mewn asidau ocsideiddiol.
Canlyniad: Mae'r aloi yn cael ei adael heb unrhyw ffilm amddiffynnol ac yn mynd trwy gyrydiad cyflym, unffurf neu bylu difrifol.
Y Perygl o Sifftiau Annisgwyl:
Mae hyn yn creu risg weithredol hollbwysig. Ystyriwch ffrwd broses o asid hydroclorig pur (lleihau). Os yw symiau hybrin o ferric clorid (FeCl₃) yn mynd i mewn i'r nant oherwydd cyrydiad offer dur carbon i fyny'r afon, mae'r amgylchedd yn dod yn ocsideiddiol. Bydd Hastelloy B-2, a oedd yn perfformio'n berffaith, yn sydyn yn dechrau cyrydu ar gyfradd gyflym. Dyna pam mae rheoli cemeg proses yn gwbl hanfodol wrth ddefnyddio B-2. Dyma hefyd pam mae'r aloi cysylltiedig Hastelloy C-276 (sy'n cynnwys cromiwm a thwngsten) yn bodoli ar gyfer amgylcheddau a all feicio rhwng amodau lleihau ac ocsideiddio.
4. Wrth wneud colofnau neu lestri diamedr mawr o blât Hastelloy B, beth yw'r heriau ymarferol o gyflawni'r ateb angenrheidiol ar gyfer anelio a diffodd dŵr?
Ar gyfer offer mawr ffug fel colofnau distyllu neu lestri adweithyddion (o bosibl 20- 30 troedfedd o daldra a 6-10 troedfedd mewn diamedr), mae anelio a diffodd datrysiadau ôl-saernïo yn cyflwyno heriau logistaidd a thechnegol sylweddol.
Y Gofyniad:
Fel y'i sefydlwyd, anelio datrysiad ar 2050 gradd F wedi'i ddilyn gan ddiffodd cyflym yw'r unig ffordd i warantu dileu cyfnodau gwaddodi niweidiol ac adfer ymwrthedd cyrydiad llawn ar ôl weldio.
Yr Heriau Ymarferol:
Cyfyngiadau Maint Ffwrnais: Mae gan y rhan fwyaf o ffwrneisi trin gwres derfynau maint. Efallai na fydd colofn 40 troedfedd wedi'i chydosod yn llawn yn ffitio i unrhyw ffwrnais sydd ar gael. Mae hyn yn gorfodi gwneuthurwyr i ystyried dulliau amgen:
Gwneuthuriad Adrannol: Mae'r llestr wedi'i wneud mewn adrannau sy'n ffitio yn y ffwrnais, mae pob rhan yn cael ei anelio a'i diffodd yn unigol, ac yna mae'r adrannau'n cael eu weldio mewn cae-gyda'i gilydd gan ddefnyddio gweithdrefn mewnbwn gwres lleiaf (yn aml yn gadael y wythïen cylchedd derfynol heb ei -annelio ond yn cael ei gymhwyso gan brofion cyrydiad).
PWHT Lleol: Ar gyfer ffroenellau ac atodiadau, gellir defnyddio bandiau trin gwres lleol, er bod hyn yn llai effeithiol nag anelio llawn.
Afluniad diffodd: Mae diffodd cyflym o 2050 gradd F i faddon dŵr neu ddiffodd chwistrell yn achosi sioc thermol sylweddol. Mae llestri muriog mawr, tenau yn dueddol o:
Afluniad/Rhyfel: Gall y llong fynd allan o'r rownd neu fwa, sy'n gofyn am sythu mecanyddol drud.
Straen Gweddilliol: Gall diffodd anwastad gloi straen gweddilliol uchel, a all gyfrannu at gracio cyrydiad straen yn ddiweddarach.
Cefnogaeth yn Ystod Triniaeth: Ar 2050 gradd F, mae gan Hastelloy B gryfder isel iawn. Rhaid cynnal y llestr yn y ffwrnais mewn modd sy'n ei atal rhag sagio neu gwympo dan ei bwysau ei hun. Mae hyn yn gofyn am gyfrwyau cymorth wedi'u dylunio'n arbennig-a rheolaeth ofalus ar unffurfiaeth tymheredd.
Ocsidiad a Graddio: Mae triniaeth tymheredd uchel yn cynhyrchu graddfa ocsid trwm. Ar ôl diffodd, rhaid i'r llestr cyfan gael ei biclo (glanhau asid) neu ei chwythu'n sgraffiniol i gael gwared ar y raddfa hon ac adfer yr arwyneb sy'n gwrthsefyll cyrydiad. Ar gyfer cychod mawr, mae hyn yn gofyn am faddonau asid enfawr neu lanhau â llaw yn helaeth, sy'n cymryd amser ac sy'n creu heriau amgylcheddol a diogelwch.
Cost: Mae'r cyfuniad o amserlennu ffwrnais arbenigol, gosodiadau wedi'u teilwra, cyfleusterau diffodd, a glanhau ôl-driniaeth yn gwneud anelio cychod llawn yn hynod o ddrud, gan ychwanegu 30-50% yn aml at y gost gwneuthuriad.
5. Pa ddulliau archwilio nad ydynt yn ddinistriol (NDE) penodol a ddefnyddir ar blât Hastelloy B yn ystod caffael a gwneuthuriad, a pha ddiffygion y maent wedi'u cynllunio i'w canfod?
O ystyried natur gritigol offer sydd wedi'u gwneud o blât Hastelloy B, mae archwiliad annistrywiol (NDE) trwyadl yn cael ei gymhwyso ar gamau'r felin (cynhyrchu platiau) a'r gwneuthurwr (adeiladu llestr). Mae'r gofynion yn cael eu diffinio'n nodweddiadol gan ASTM A435/A577 ar gyfer plât a Chod Boeler a Llestr Pwysedd ASME, Adran V ac VIII ar gyfer offer ffug.
Felin-Arolygiad Lefel (Fesul ASTM B333):
Profion Uwchsonig (UT) fesul ASTM A578:
Pwrpas: Y prif ddull ar gyfer archwilio cadernid mewnol y plât.
Diffygion a Ganfuwyd: lamineiddiadau mewnol, pibell (gwagau crebachu o galedu ingot), cynhwysiant anfetelaidd, a holltau. Mae'r plât yn cael ei sganio mewn patrwm grid, ac mae unrhyw arwydd sy'n uwch na lefel cyfeirio (ee, twll gwaelod fflat) yn arwain at wrthod neu atgyweirio.
Lefel Gofyniad: Ar gyfer gwasanaeth critigol, mae "Lefel B" ASTM A578 (y dosbarth mwyaf llym) yn aml yn cael ei nodi, sy'n gofyn am sganio 100% heb unrhyw ddiffyg unigol yn fwy na maint penodol.
Profi treiddiad hylif (PT) fesul ASTM E165:
Pwrpas: Yn archwilio ymylon platiau ac arwynebau hygyrch am ddiffygion-torri arwyneb.
Diffygion a Ganfuwyd: Lapiau, gwythiennau, craciau, neu ddagrau yn cael eu cyflwyno wrth rolio.
Arolygiad Dimensiynol:
Mae trwch, gwastadrwydd (cambr), a sgwâr yn cael eu gwirio yn erbyn goddefiannau ASTM B333.
Ffabrigo-Arolygiad Lefel (Fesul Cod ASME):
Archwiliad Gweledol (VT): Mae 100% o'r holl baratoadau weldio a weldio gorffenedig yn cael eu harchwilio'n weledol am ddiffygion arwyneb.
Profion Radiograffig (RT) fesul ASME Adran V, Erthygl 2:
Pwrpas: Archwilio ansawdd mewnol welds cynhyrchu.
Diffygion a Ganfuwyd: Diffyg ymasiad, diffyg treiddiad, mandylledd, cynhwysiant slag (os defnyddiwyd metel llenwi), a chraciau o fewn y metel weldio a HAZ cyfagos. Mae angen radiograffeg lawn yn aml ar gyfer cymalau Categori A a B mewn pibellau gwasgedd.
Profi treiddiad hylif (PT) o Welds:
Pwrpas: Canfod craciau arwyneb neu fandylledd yn y cap weldio a, lle bo modd, y gwreiddyn weldio.
Pam PT dros MT: Gan nad yw Hastelloy B yn-magnetig, ni ellir defnyddio Profion Gronynnau Magnetig (MT). PT yw'r dull arolygu wyneb safonol.
Profi Hydrostatig:
Ar ôl gwneuthuriad, mae'r llong wedi'i chwblhau yn cael ei llenwi â dŵr a'i gwasgu i 1.3 gwaith y pwysau dylunio (neu ofynion y cod) i wirio cywirdeb cyffredinol a thyndra'r gollyngiad.
Adnabod Deunydd Cadarnhaol (PMI):
Cyn i'r plât gael ei ryddhau i'r gwneuthuriad ac ar ôl ei weldio, mae PMI sy'n defnyddio dadansoddwyr fflworoleuedd pelydr-X (XRF) yn aml yn cael ei berfformio i wirio bod y plât sylfaen a'r metel llenwi weldio yn cyd-fynd â'r radd benodol, gan atal cynnydd mewn cymysgedd costus.
