1. Beth yw cyfansoddiad metelegol sylfaenol NS312 (Hastelloy S/SS), a pha eiddo penodol y mae'r cydbwysedd hwn o elfennau yn ei roi yn bennaf sy'n ei wahaniaethu oddi wrth aloion cromiwm Nickel - eraill?
Mae NS312, a elwir hefyd yn ei enw masnach gyffredin Hastelloy S (neu SS), yn nicel - cromiwm - superalloy molybdenwm gyda chyfansoddiad wedi'i optimeiddio'n ofalus. Mae ei elfennau allweddol yn cynnwys: nicel (Ni ~ 66%) fel y sylfaen ar gyfer sefydlogrwydd austenitig ac ymwrthedd cyrydiad cyffredinol; Cromiwm (cr ~ 15.5%) ar gyfer ymwrthedd i amgylcheddau ocsideiddio a graddio tymheredd - uchel; a molybdenwm (MO ~ 14.5%) am wrthwynebiad eithriadol i bitsio, cyrydiad agen, a lleihau asidau. Nodwedd wahaniaethol feirniadol yw ei chynnwys haearn sylweddol is (Fe ~ 3%) o'i gymharu ag aloion fel Inconel 600 (mae NS312 yn aml yn cael ei gymharu ac yn well nag Inconel 600 mewn llawer o gymwysiadau cyrydol). Mae'r cynnwys haearn isel hwn yn hanfodol ar gyfer trin asidau mwynol halogedig poeth heb y risg o ymosodiad difrifol a all bla'n uwch - aloion haearn.
Fodd bynnag, ei nodwedd fwyaf diffiniol yw ei wrthwynebiad rhagorol i straen - cracio cyrydiad (SCC). Mae'r cyfansoddiad cytbwys, yn enwedig y cynnwys nicel uchel a molybdenwm, yn ei gwneud bron yn imiwn i glorid - SCC a ysgogwyd, modd methiant cyffredin ar gyfer duroedd di -staen a hyd yn oed rhai aloion nicel llai. Mae'r eiddo hwn o'r pwys mwyaf ar gyfer tiwbiau di -dor sy'n gweithredu o dan densiwn mewn amgylcheddau dwyn clorid -, gan wneud NS312 yn brif ddewis ar gyfer cyfnewidydd gwres critigol a chymwysiadau cyddwysydd.
2. Yng nghyd -destun tiwbiau di -dor, mae'r broses weithgynhyrchu yn hollbwysig. Pam mae'r agwedd "ddi -dor" mor bwysig ar gyfer NS312 mewn pwysau - neu wasanaeth cyrydol, a beth yw'r dulliau cyffredin i'w gynhyrchu?
Mae'r dynodiad "di -dor" yn golygu bod y tiwb yn cael ei ffurfio o biled solet heb unrhyw weldio na wythïen. Mae hyn yn - y gellir ei drafod ar gyfer tiwbiau NS312 mewn gwasanaeth heriol am ddau brif reswm:
Uniondeb strwythurol: Mae gwythïen wedi'i weldio, hyd yn oed un a wnaed yn arbenigol, yn bwynt posib o heterogenedd yn y deunydd. Gall fod yn safle cychwyn ar gyfer cyrydiad, yn enwedig ymosodiad agen, a gwendid o dan bwysau mewnol eithafol, beicio thermol, neu ddirgryniad mecanyddol. Mae'r gwaith adeiladu di -dor yn sicrhau strwythur unffurf, homogenaidd trwy gydol cylchedd y tiwb, gan ddarparu cryfder mecanyddol cyson a pherfformiad rhagweladwy o dan straen.
Unffurfiaeth Gwrthiant Cyrydiad: Gall y parth gwres - yr effeithir arno (HAZ) wrth ymyl weld fod â microstrwythur a chyfansoddiad ychydig yn wahanol oherwydd y cylch thermol, gan ei wneud o bosibl yn fwy agored i rai mathau o gyrydiad, fel ymosodiad rhyng -gran. Nid oes gan diwb di -dor barthau o'r fath, sy'n gwarantu ymwrthedd cyrydiad unffurf ar draws ei arwyneb cyfan, sy'n hanfodol wrth gynnwys cemegolion ymosodol.
Mae dulliau cynhyrchu cyffredin yn cynnwys:
Allwthio: Mae biled NS312 wedi'i gynhesu yn cael ei orfodi trwy farw i ffurfio pant.
Tyllu (Proses Mannesmann): Mae biled solet, wedi'i gynhesu yn cael ei dyllu gan mandrel i greu cragen wag ddi -dor, sydd wedyn yn cael ei hirgul a'i rolio i'r dimensiynau olaf.
Pilgering (Melin Pilger Oer): Proses weithio oer - a ddefnyddir i leihau diamedr a thrwch wal y tiwbiau gyda manwl gywirdeb eithafol a gorffeniad arwyneb rhagorol, tra hefyd yn gwella priodweddau mecanyddol trwy galedu gwaith.
Mae'r prosesau hyn yn sicrhau bod y tiwb di -dor NS312 terfynol yn ddarn sengl, parhaus o ddeunydd uniondeb - uchel.
3. Mae cais sylfaenol ar gyfer tiwb di -dor NS312 mewn cyfnewidwyr gwres. Pa fathau penodol o amgylcheddau cyrydol mewn cyfnewidwyr gwres sy'n gofyn am ddefnyddio'r aloi hwn dros dduroedd di -staen safonol neu hyd yn oed aloion nicel eraill?
Mae cyfnewidwyr gwres â thiwbiau NS312 yn cael eu defnyddio yn rhai o'r prosesau diwydiannol mwyaf heriol yn gemegol, lle byddai duroedd gwrthstaen safonol 300-gyfres yn methu yn gyflym a lle gallai hyd yn oed aloion nicel eraill fod â chyfyngiadau. Mae amgylcheddau allweddol yn cynnwys:
Asid hydroclorig halogedig poeth (HCL): Mae hwn yn gymhwysiad nodnod. Mae cynnwys haearn isel NS312 yn atal y cyrydiad carlam sy'n digwydd yn HCl pan fydd ïonau ferric (Fe³⁺) yn bresennol fel halogion. Mae'n trin pob crynodiad o HCl ar dymheredd cymedrol yn llawer gwell na'r mwyafrif o aloion masnachol eraill.
Datrysiadau nwy clorin gwlyb a hypochlorite: mae'r amgylcheddau cyfoethog hyn ocsideiddio, clorid - yn rysáit ar gyfer pitsio, cyrydiad agen, a SCC ar gyfer duroedd gwrthstaen. Mae cynnwys molybdenwm uchel a nicel NS312 yn darparu ymwrthedd uwch.
Gwasanaethau asid sylffwrig (H₂SO₄) ac asid ffosfforig (H₃PO₄): yn enwedig mewn crynodiadau canolradd a phan fydd yr asidau'n cynnwys amhureddau ocsideiddio (fel cloridau neu halwynau ferric), a all gynyddu'r cyrydedd yn sylweddol. Mae NS312 yn perfformio'n ddibynadwy ar draws ystod eang o amodau yn yr asidau hyn.
Halwynau clorid asidig (ee, sinc clorid, ferric clorid): Mae'r halwynau hyn yn hydrolyze i ffurfio toddiannau clorid asidig hynod ymosodol, gan greu storm berffaith ar gyfer pitting a SCC, y mae NS312 wedi'i gynllunio'n benodol i wrthsefyll.
Yn y bôn, nodir NS312 pan nad yw'r amgylchedd yn gyrydol yn unig ond mae'nar yr un prydasidig, clorid - yn cynnwys, ac o bosibl ocsideiddio.
4. Ar gyfer peiriannydd sy'n nodi tiwbiau di -dor NS312 ar gyfer llong adweithydd newydd, beth yw'r priodweddau mecanyddol a ffisegol allweddol y mae'n rhaid eu hystyried yn y cyfrifiadau dylunio?
Y tu hwnt i'w wrthwynebiad cyrydiad, mae'r priodweddau mecanyddol a ffisegol yn hanfodol ar gyfer dylunio llong ddiogel a swyddogaethol:
Priodweddau mecanyddol (ar dymheredd yr ystafell):
Cryfder tynnol: Yn nodweddiadol yn fwy na neu'n hafal i 690 MPa (100 ksi). Mae hyn yn diffinio'r straen mwyaf y gall y tiwb ei wrthsefyll cyn torri.
Cryfder Cynnyrch (Cryfder Prawf): Yn nodweddiadol yn fwy na neu'n hafal i 310 MPa (45 ksi). Mae hyn yn fwy hanfodol na chryfder tynnol ar gyfer dylunio, gan ei fod yn diffinio'r straen y mae'r deunydd yn dechrau dadffurfio'n blastig (yn barhaol). Mae straen dylunio yn seiliedig ar ffracsiwn o gryfder y cynnyrch.
Elongation: Yn nodweddiadol yn fwy na neu'n hafal i 40%. Mae'r hydwythedd uchel hwn yn nodi gallu'r deunydd i ddadffurfio'n sylweddol cyn torri, sy'n briodoledd diogelwch allweddol ar gyfer amsugno gorlwytho annisgwyl.
Priodweddau Ffisegol:
Ehangu thermol: cyfernod o ~ 12.5 μm/m gradd (6.9 µin/yng ngradd F). Mae hyn yn hanfodol ar gyfer cyfrifo straen thermol pan fydd y tiwb wedi'i gyfyngu ar y ddau ben ac yn cael newidiadau tymheredd, senario cyffredin mewn cyfnewidwyr gwres.
Dargludedd thermol: ~ 10.5 w/m · k (6.1 btu · in/hr · ft² · gradd f). Rhaid cyfrif am y gwerth cymharol isel hwn (o'i gymharu â dur copr neu garbon) mewn cyfrifiadau trosglwyddo gwres i sicrhau bod y cyfnewidydd yn cwrdd â'i ddyletswydd.
Modwlws Elastigedd: ~ 205 GPA (30 x 10⁶ psi). Defnyddir y gwerth stiffrwydd hwn wrth wyro a dadansoddi straen o dan lwythi pwysau.
5. Yn ystod y saernïo a gosod systemau tiwbiau, mae weldio yn aml yn anochel. Beth yw'r prif heriau wrth weldio tiwbiau di -dor NS312, a pha arferion penodol y mae'n rhaid eu dilyn i sicrhau bod y weldiad yn cadw ymwrthedd cyrydiad yr aloi?
Mae weldio NS312 yn cyflwyno her sylweddol: ffurfio cyfnodau eilaidd a chorydiad rhyngranbarthol dilynol yn y parth gwres - yr effeithir arno (HAZ).
Yr her: Pan fydd NS312 yn cael ei gynhesu i'r amrediad tymheredd sensiteiddio (tua 550 - 1050 gradd / 1000-1900 gradd F) yn ystod weldio, gall carbidau sy'n llawn cromiwm (M₂₃C₆) waddodi ar hyd y ffiniau grawn. Mae hyn yn disbyddu'r matrics cyfagos o gromiwm, gan ddinistrio'r goddefgarwch lleol a gwneud y Haz yn agored iawn i ymosodiad rhyngranbarthol mewn cyfryngau cyrydol. Gall hyn arwain at fethiant wrth ymyl y weld, er bod y metel sylfaen a metel weldio yn gadarn.
Arferion hanfodol i liniaru hyn:
Defnyddiwch radd carbon - isel: Nodwch diwb NS312 gyda chynnwys carbon isel gwarantedig (ee, llai na neu'n hafal i 0.015%). Mae hyn yn lleihau'n sylweddol faint o garbon sydd ar gael i ffurfio'r carbidau cromiwm niweidiol.
Dewis metel llenwi cywir: Defnyddiwch fetel llenwr aloi dros - a ddyluniwyd yn benodol ar gyfer nicel - molybdenum - aloion cromiwm, fel ernicrmo-10 neu ernicrmo-11 (HASTelloy C-276 Filler). Mae'r cynnwys molybdenwm uwch yn y weld yn helpu i wneud iawn am unrhyw fân arwahanu.
Gweithdrefn weldio llym:
Cynnal tymereddau rhyngosod isel.
Defnyddiwch gyflymder teithio uchel a mewnbwn gwres isel i leihau'r amser y mae'r HAZ yn ei dreulio yn yr ystod tymheredd critigol.
Sicrhewch falu miniog, pigfain ar yr electrod twngsten ar gyfer weldio arc twngsten nwy (GTAW/TIG) i ganolbwyntio'r arc a lleihau'r lled HAZ.
Post - Triniaeth gwres weldio (anelio datrysiad): Ar gyfer y gwasanaethau cyrydol mwyaf difrifol, datrysiad datrysiad llawn ar 1120 - 1170 gradd (2050 - 2140 gradd f) ac yna dirywiad dŵr cyflym. Mae hyn yn hydoddi unrhyw garbidau gwaddodol ac yn adfer y microstrwythur homogenaidd sy'n gwrthsefyll cyrydiad ar draws y weldiad cyfan. Fodd bynnag, mae hyn yn aml yn anymarferol ar gyfer systemau mawr a godwyd ar gae.
