1. یک لوله مویرگی INCONEL 718 دقیقاً چیست و قطر کوچک آن چه چالش های طراحی منحصر به فردی دارد؟
یک لوله مویرگی Inconel 718 با قطر داخلی فوق العاده کوچک آن تعریف شده است ، به طور معمول از چند میلی متر تا چند صد میکرون (0.1 میلی متر). اصطلاح "مویرگی" نه فقط به اندازه بلکه به پدیده فیزیکی که تنش سطح و نیروهای چسب/منسجم می توانند بر جریان سیال در چنین فضای محدود بر حاکم باشند ، اشاره دارد.
ساخت چنین لوله ای از قدرت بالا - ، کار- آلیاژ سخت کننده مانند INCONEL 718 چالش های قابل توجهی را ارائه می دهد:
Ultra - طراحی دقیق: ایجاد لوله های مویرگی به یک فرآیند ترسیم سرد مرحله چند- نیاز دارد. یک لوله یکپارچه با قطر-} از طریق یک سری الماس به تدریج کوچکتر و سخت تر یا کاربید تنگستن کشیده می شود (کشیده می شود). بعد از هر قرعه کشی ، لوله به دلیل سخت شدن کار سخت تر و قوی تر می شود.
نیاز ماندرل: برای حفظ قطر داخلی دقیق و مداوم در حالی که قطر بیرونی کاهش می یابد ، یک ماندل سخت (یا پلاگین) در طی فرآیند ترسیم در داخل لوله قرار می گیرد. این تضمین می کند که ضخامت دیوار کنترل شده و سطح داخلی صاف باقی می ماند.
بازپرداخت واسطه: از آنجا که INCONEL 718 کار- خیلی سریع سخت می شود ، خیلی سخت و شکننده می شود که پس از کاهش خاص در منطقه ، بیشتر ترسیم شود. برای ادامه فرآیند ، لوله باید تحت عملیات حرارتی بازپرداخت محلول میانی قرار بگیرد. این شامل گرم کردن آن به حدود 1700 درجه F (927 درجه) برای تبلور مجدد ساختار دانه ، حل رسوبات و بازگرداندن انعطاف پذیری است و امکان ترسیم بیشتر به ابعاد نهایی و کوچک را فراهم می آورد.
کنترل ابعادی و پاکیزگی: حفظ یک قسمت کاملاً گرد - (از جلوگیری از تخمک گذاری) و یک آینه- مانند پایان داخلی مهم است. هرگونه خراش ، گنجاندن یا بی نظمی در سطح داخلی می تواند به یک نقطه خرابی بحرانی تبدیل شود. لوله ها باید در یک محیط تمیز Ultra- تمیز شوند تا از آلودگی جلوگیری شود.
نتیجه این فرآیند دقیق ، مؤلفه ای است که از استحکام عظیم و مقاومت خوردگی INCONEL 718 با دقت هندسی مورد نیاز برای میکرو- سیال و بالا - سیستم های مینیاتوریزه فشار استفاده می کند.
2. کاربرد اصلی برای بسیاری از لوله های مویرگی در ابزار دقیق است. مشخصات خاصیت خاصیت INCONEL 718 چگونه آن را برای این مقیاس های مهم و در عین حال کوچک-} ایده آل می کند؟
در سیستم های ابزار دقیق و کنترل ، لوله های مویرگی "رگ ها و شریان ها" حیاتی هستند که فشار را منتقل می کنند یا مایعات را به مبدل ها و سنجهای حساس منتقل می کنند. INCONEL 718 برای این نقش ها مشخص شده است که مواد استاندارد مانند فولاد ضد زنگ 316 به دلیل ترکیبی از خواص ناکافی هستند:
مهار فشار بالا در یک بسته مینیاتوری: علی رغم قطر ریز آن ، یک لوله مویرگی اغلب باید حاوی فشارهای بسیار بالایی باشد ، به خصوص در سیستم هایی مانند سوخت هواپیما و سنجش فشار هیدرولیک یا ابزار حفر حفره. استحکام عملکرد بالایی از بارش- inconel سخت شده 718 (که اغلب بیش از 150 ksi است) به یک لوله مویرگی دیواری بسیار نازک- بسیار نازک اجازه می دهد تا با خیال راحت این فشارها را بدون پشت سر گذاشتن یا تغییر شکل ، مهار کند ، سیستم مینیاتوریزاسیون را قادر می سازد.
مقاومت در برابر کینک و خرد کردن: ترکیبی از استحکام بالا و انعطاف پذیری خوب باعث می شود لوله مویرگی در هنگام نصب در فضاهای گرفتگی مانند بال هواپیما یا پنل ابزار ، در برابر لگد زدن یا خرد شدن تصادفی مقاوم باشد. یک کینک سیگنال فشار را مسدود می کند و باعث خرابی سیستم می شود.
خوردگی و مقاومت در برابر خستگی: این لوله ممکن است در معرض رسانه های تهاجمی مانند آب دریا ، گاز ترش (H₂S) یا مایع هیدرولیک Skydrol باشد. مقاومت INCONEL 718 در برابر گودال ، ترک خوردگی استرس (SCC) و خوردگی عمومی تضمین می کند که یکپارچگی سیگنال طولانی {2} term. علاوه بر این ، استحکام عالی خستگی آن به آن اجازه می دهد تا در برابر ضربان های فشار ثابت و ارتعاشات در خدمت بدون ترک خوردگی مقاومت کند.
نمونه بارز یک مهر و موم از راه دور یا سیستم مهر و موم شیمیایی است. در اینجا ، یک لوله مویرگی INCONEL 718 یک کشتی فرآیند حاوی یک مایع نوع گرم ، خورنده یا دوغاب {{2} را به یک فرستنده فشار که با خیال راحت واقع شده است ، متصل می کند. لوله فشار فرآیند را منتقل می کند ، و یکپارچگی آن کاملاً مهم است. یک شکست باعث می شود کل اندازه گیری و حلقه کنترل بی فایده باشد. INCONEL 718 تضمین می کند که خط سیگنال به اندازه تجهیزات فرآیند اصلی قوی است.
3. برای برنامه های کاربردی دستگاه های پزشکی ، مانند جراحی حداقل تهاجمی ، مشخصات و فرآیندهای اضافی برای لوله های مویرگی Inconel 718 فراتر از استانداردهای استاندارد ASTM مورد نیاز است؟
استفاده از لوله های مویرگی Inconel 718 در دستگاه های پزشکی ، به ویژه برای مؤلفه هایی مانند ابزارهای جراحی با حداقل تهاجمی (به عنوان مثال ، سوزن های آسپیراسیون ، کانال های بیوپسی یا غلافهای تحویل برای دستگاه های عصبی) ، کیفیت و قابلیت ردیابی را به یک سطح کاملاً جدید بالا می برد.
زیست سازگاری: مواد باید ثابت شود که زیست سازگار است. این امر اغلب نیاز به آزمایش در هر استاندارد ISO 10993 برای اطمینان از عدم پاسخ سمی یا ایمنی در هنگام استفاده در بدن انسان ندارد. عملیات حرارتی خاص و سطح سطح در اینجا بسیار مهم است ، زیرا آنها بر آزاد شدن یون ها (مانند نیکل و کروم) تأثیر می گذارد.
Ultra - پایان سطح بالا: سطوح داخلی و خارجی باید به یک آینه جلا داده شود ، که اغلب با مقدار RA (میانگین زبری) در محدوده میکرو- اینچ مشخص می شود. نمای بیرونی صاف ، تروما بافت را در حین قرار دادن به حداقل می رساند ، در حالی که یک فضای داخلی صاف از چسبندگی باکتریایی جلوگیری می کند ، امکان تمیز کردن/عقیم سازی آسان را فراهم می کند و جریان مداوم مایعات یا عبور سایر اجزای دیگر را تضمین می کند.
حفاری لیزر و میکرو - ماشینکاری: لوله های مویرگی اغلب به عنوان غلاف ساختاری عمل می کنند که به سوراخ های جانبی دقیقاً حفر شده یا سایر ویژگی های میکرو {1} نیاز دارند. این کار با حفاری دقیق لیزر Ultra- انجام می شود ، که باعث ایجاد سوراخ های تمیز و تمیز- رایگان بدون تحریف لوله ظریف می شود.
قابلیت ردیابی کامل و تمیز کردن معتبر: تولید دستگاه پزشکی به سوابق دقیق تاریخ دستگاه (DHR) و قابلیت ردیابی زیادی نیاز دارد. هر دسته از لوله ها باید به ذوب اصلی خود قابل ردیابی باشند. علاوه بر این ، فرآیندهای تمیز کردن و بسته بندی به طور دقیق تأیید می شوند تا اطمینان حاصل شود که لوله ها در یک وضعیت آماده-} آماده ، عاری از هرگونه باقیمانده ، روغن یا ماده ذرات ، تحویل داده می شوند.
این مراحل اضافی یک لوله مویرگی عملکرد High - را تبدیل به یک معتبر ، زندگی- پایداری یا زندگی - بهبود مؤلفه پزشکی تبدیل می کند.
4 4. چگونه بارش سریع بار در عملیات حرارتی برای INCONEL 718 باید برای لوله های مویرگی تطبیق یا کنترل شود تا از مسائلی مانند اعوجاج یا ماندگاری "گیر" جلوگیری شود؟
استفاده از درمان سخت شدن بارش کامل (پیری) در یک لوله مویرگی به پایان رسیده 718 یک عملیات ظریف و مملو از مشکلات احتمالی است. پیری دو مرحله {2- (1350 درجه F برای 8 ساعت ، کوره خنک تا 1150 درجه فارنهایت ، نگه داشتن 10 ساعت ، هوا خنک) باید با دقت کنترل شود.
خطر تحریف و لرزش: در دمای پیری ، قدرت مواد به طور موقت کاهش می یابد. لوله های ریز و باریک به راحتی می توانند زیر وزن خود خود بکشند یا در صورت عدم پشتیبانی صحیح تحریف شوند. برای جلوگیری از این امر ، لوله ها اغلب در یک کوره جو کنترل شده پیر می شوند در حالی که در یک پودر ریز ، نسوز یا در یک صفحه کاملاً مسطح و سرامیکی پشتیبانی می شوند تا پشتیبانی یکنواخت را فراهم کنند و از خم شدن جلوگیری کنند.
انتقاد از قرعه کشی نهایی: بیشتر ، لوله های مویرگی در شرایط "مبتلا به پیر" یا "پیر شده" تهیه می شود. خصوصیات نهایی از طریق ترکیبی از کار سرد (قرعه کشی نهایی) و یک درمان پیری دما {1 {1 {1 {1 {1 {1 {1. این سن دمای 3 {3} پایین (به عنوان مثال ، 1200-1300 درجه F برای 10-16 ساعت) مراحل تقویت در ساختار به شدت جابجا شده ایجاد شده توسط سرماخوردگی را رسوب می کند. این روش می تواند به سطح استحکام بسیار بالایی با خطر کمتری از تحریف نسبت به درمان کامل و چرخه سنی دست یابد.
جلوگیری از اکسیداسیون و ماندگاری "گیر": اگر هرگونه ماندرل در حین عملیات حرارتی در داخل باقی بماند (که هرگز نباید در عمل اتفاق بیفتد) ، انبساط حرارتی دیفرانسیل و پتانسیل اکسیداسیون سطحی به طور دائم آن را در جای خود جوش می دهد و لوله را خراب می کند. بنابراین ، تیمارهای حرارتی همیشه روی لوله های تمیز و تمیز-} در یک جو کنترل شده (آرگون یا خلاء) انجام می شود تا از تشکیل اکسیدهای سطحی جلوگیری شود که می تواند عملکرد را مختل کند.
هدف دستیابی به خصوصیات مکانیکی مورد نظر - اغلب یک مقاومت کششی بیش از 200 ksi {{2} در حالی که حفظ ویژگی های بعدی و سطح بکر مویرگی است.
5. در زمینه فن آوری های نوظهور ، چه برنامه های پیشرفته ای تقاضا برای لوله های مویرگی Inconel 718 را فراتر از صنایع سنتی قرار می دهد؟
خصوصیات منحصر به فرد لوله های مویرگی Inconel 718 در حال یافتن نقش های جدید و مهم در خط مقدم فناوری است ، به ویژه در مواردی که محیط های شدید و مینیاتوریزاسیون همگرا می شوند.
تولید مواد افزودنی (چاپ سه بعدی): در سیستم های تولید مواد افزودنی فلزی ، به ویژه فیوژن بستر پودر (PBF) ، از لوله های مویرگی INCONEL 718 در مونتاژ تیغه RE- استفاده می شود. آنها به عنوان کاراکتر قدرتی سبک و بالا- برای تحویل گاز بی اثر (آرگون یا نیتروژن) در صفحه ساخت برای پاک کردن دود و پراکنده عمل می کنند. قدرت آنها از انحراف جلوگیری می کند ، و مقاومت در برابر خوردگی آنها طول عمر را در یک محیط پودر- lad از بین می برد.
ساخت نیمه هادی: تولید میکروچیپ ها شامل گازهای بسیار خورنده و پیروفیک (به عنوان مثال ، سیلین ، کلرید هیدروژن) است. سیستم های تحویل گاز که این گازها را از منبع به محفظه فرآیند منتقل می کنند ، به لوله های مقاوم در برابر- خالص ، خوردگی- نیاز دارند. در حالی که فولاد ضد زنگ 316L متداول است ، برای تهاجمی ترین گازهای یا برای برنامه های فشار بالا {7} ، لوله های مویرگی INCONEL 718 حاشیه ایمنی برتر در برابر خوردگی را فراهم می کنند.
سیستم های آهنربای ابررسانا: در دستگاه های پیشرفته MRI و راکتورهای همجوشی هسته ای مانند توکاماک ، آهنرباهای ابررسانا باید توسط هلیوم مایع به دمای کرایوژنیک خنک شوند. لوله های مویرگی Inconel 718 می توانند در مدارهای خنک کننده کمکی یا خطوط سنسور استفاده شوند. آلیاژ مقاومت و استحکام خوبی را در این دمای کرایوژنیک حفظ می کند و دارای هدایت حرارتی نسبتاً کم است که برای مدیریت نشت گرما به سیستم مفید است.
Exploration و هواپیماهای بدون سرنشین Deep-: وسایل نقلیه از راه دور (ROVs) و هواپیماهای بدون سرنشین زیر آب خودمختار که برای اکتشاف دریا- استفاده می شود ، نیاز به سیستم های هیدرولیک و سنجش قوی دارد که می تواند در برابر فشارهای بی نظیر اقیانوس عمیق و محیط آب خورنده در برابر آن مقاومت کند. لوله های مویرگی INCONEL 718 برای این خطوط هیدرولیک فشار و خطوط هیدرولیک فشار و سنسور ، برای این مینیاتوریزه ، 4- ایده آل هستند.
در این زمینه های برش-} ، لوله مویرگی Inconel 718 از یک مؤلفه ساده به یک فناوری فعال انتقال می یابد و به مهندسان این امکان را می دهد تا مرزهای فشار ، دما و مقاومت خوردگی را در سیستم های به طور فزاینده ای کوچکتر و پیچیده تر سوق دهند.
