1. ترکیب شیمیایی آلیاژ نیکل Hastelloy C-276 چیست و چگونه می تواند در مقاومت در برابر خوردگی استثنایی آنها نقش داشته باشد؟
نیکل آلیاژ Hastelloy C-} 276 یک نیکل - molybdenum - کروم فوق الاسیون با یک ترکیب دقیق ، خوردگی-بهینه سازی شده: 57-63 ٪ نیکل (NI ، عنصر پایه) ، 14.5-16.5 ٪ molbden (Cromium) ، 15-16 ٪) تنگستن (W) ، کمتر از یا مساوی با 2.5 ٪ آهن (FE) ، کمتر از یا مساوی با 1 ٪ کبالت (CO) ، کمتر از یا مساوی با 0.08 ٪ کربن (C) ، کمتر از یا مساوی با 0.01 ٪ گوگرد (S) ، و کمبود سیلیکون (SI) و منگنز (MN). این ترکیب برای مقاومت در برابر تهاجمی ترین محیط های خورنده صنعتی ساخته شده است.
نیکل یک لایه اکسید پایدار و منفعل را روی سطح تشکیل می دهد و از تماس مستقیم بین آلیاژ و رسانه های خورنده جلوگیری می کند. Chromium چگالی و چسبندگی لایه اکسید را تقویت می کند ، مقاومت در برابر اسیدهای اکسید کننده (به عنوان مثال ، اسید نیتریک) و اکسیداسیون درجه حرارت 3 {3} بالا را تقویت می کند. مولیبدن و تنگستن کلید مقاومت در برابر کاهش اسیدهای کاهش (به عنوان مثال ، اسید هیدروکلریک) و خوردگی گودال/خزنده در کلرید است. میزان کربن کم intlra- کم (کمتر از یا برابر با 0.08 ٪) خطر خوردگی بین دانه ای (IGC) ، یک حالت خرابی مشترک در برنامه های آلیاژ دما بالا {12} بالا را به حداقل می رساند ، در حالی که گوگرد پایین قابلیت جوشکاری و سختی خوبی را تضمین می کند. بر خلاف فولادهای ضد زنگ استاندارد (به عنوان مثال ، 316L) ، Hastelloy C {18} 276} 276 مقاومت در برابر خوردگی را در هر دو محیط اکسیداسیون و کاهش حفظ می کند ، و آن را به یک آلیاژ "جهانی مقاوم در برابر خوردگی" برای محیط های سخت صنعتی تبدیل می کند.
2. کدام بخش های صنعتی به میله های سهام Hastelloy C-276 بستگی دارد و چه برنامه های خاصی را فعال می کنند؟
سهام Hastelloy C- 276 میله برای چهار بخش - تقاضای بخش های صنعتی بسیار مهم است ، جایی که مقاومت در برابر خوردگی و پایداری دما {3} بالا غیر قابل مذاکره است:
پردازش شیمیایی و پتروشیمی: برای تولید عروق راکتور ، لوله های مبدل حرارتی ، ساقه دریچه و شفت پمپ استفاده می شود. این ماده در برابر مواد شیمیایی تهاجمی مانند اسید هیدروکلریک غلیظ (تا 20 ٪ غلظت در 100 درجه) ، اسید سولفوریک (تا 60 ٪ غلظت) و گاز کلر- محیط که در آن فولاد ضد زنگ 316L در طی ماهها خوردگی می کند ، مقاومت می کند. به عنوان مثال ، در گیاهان تولید اتیلن ، میله های Hastelloy C {9} 276} در اجزای کوره ترک خوردگی شکل می گیرند ، در برابر هر دو درجه حرارت بالا (تا 1093 درجه کوتاه مدت) و محصول جانبی خورنده مانند سولفید هیدروژن مقاومت می کنند.
نفت و گاز (بالادست و پایین دست): مستقر در سکوهای حفاری دریایی برای چاه های زیرزمینی ، ریزگردها و اجزای خط لوله. مقاومت آن در برابر آب دریا (از جمله آب های شوری -) و گاز ترش (حاوی H₂S و CO₂) از گودال و ترک خوردگی استرس (SCC) جلوگیری می کند ، که می تواند باعث خرابی خط لوله فاجعه بار شود. در پالایشگاه های پایین دست ، از آن برای واحدهای هیدروکراکینگ استفاده می شود-} تحمل دمای تا 815 درجه و کاتالیزورهای خورنده مانند آمونیاک.
تصفیه فاضلاب و نمک زدایی: تبدیل به شفت های هوایی ، قاب های فیلتر و لوله های حمل و نقل آب نمک. فاضلاب شهرداری اغلب حاوی کلریدها ، آمونیاک و اسیدهای آلی است ، در حالی که گیاهان نمک زدایی دارای آب های غلظت 1- (حداکثر 70،000 ppm کلرید) هستند. Hastelloy C {6} 276} 276 در برابر خوردگی Crevice در این محیط ها مقاومت می کند ، از آلیاژهای تیتانیوم بهتر است (که می تواند از گودال ناشی از کلرید در دماهای بالا رنج ببرد).
هوافضا و تولید برق: برای محفظه های احتراق توربین گازی ، منیفولد اگزوز و سپرهای حرارتی در موتورهای هواپیما و توربین های گازی صنعتی استفاده می شود. این قدرت در دمای تا 980 درجه قدرت را حفظ می کند و در برابر خوردگی از گازهای اگزوز داغ (حاوی اکسیدهای گوگرد و اکسیدهای نیتروژن) مقاومت می کند. در نیروگاه های هسته ای ، از آن برای اجزای سیستم خنک کننده استفاده می شود-} مقاومت در برابر خوردگی از خنک کننده های رادیواکتیو مانند آب تحت فشار یا سدیم مایع مقاومت می کند.
3. از چه فرآیندهای تولیدی برای تولید سهام Hastelloy C {2} 276} 276 استفاده می شود ، و چگونه خواص مقاوم در برابر خوردگی آنها حفظ می شود؟
تولید میله های Hastelloy C-276 برای حفظ یکنواختی آلیاژ و جلوگیری از به خطر انداختن مقاومت در برابر خوردگی ، نیاز به کنترل دقیق فرآیند دارد. مراحل کلیدی عبارتند از:
ذوب القایی خلاء (VIM) + قوس خلاء (VAR): آلیاژ برای اولین بار در یک کوره VIM ذوب می شود تا به ترکیب دقیق شیمیایی- شرایط خلاء جلوگیری شود و از آلودگی توسط اکسیژن و نیتروژن جلوگیری شود. سپس از طریق VAR برای از بین بردن تخلخل و اطمینان از ریزساختار همگن ، از طریق VAR استفاده می شود. بر خلاف فرآیندهای ذوب تک- ، Vim-} var باعث کاهش تفکیک مولیبدن و تنگستن می شود (که می تواند نقاط ضعف خوردگی موضعی ایجاد کند) و یک شمش متراکم با خصوصیات سازگار تولید می کند.
کار گرم: شمش به 1175- 1230 درجه (بالاتر از دمای تبلور مجدد آلیاژ) گرم می شود و - forged یا داغ-}}} در انبار نوار قرار می گیرد. این دامنه دما بسیار کم است و آلیاژ شکننده می شود. خیلی زیاد ، و درشت دانه رخ می دهد (کاهش چقرمگی). نورد داغ با نسبت های کاهش کنترل شده (3: 1 در هر پاس) برای تجزیه دانه های درشت و بهبود خصوصیات مکانیکی انجام می شود.
بازپرداخت راه حل: پس از کار گرم ، میله ها تحت آن قرار می گیرند که در 1150 {5 {5} 1200 درجه به مدت 30-60 دقیقه انجام شود و پس از آن خاموش شدن آب سریع انجام شود. این مرحله هر کاربیدهای رسوب شده (که باعث خوردگی بین دانه ای می شود) را حل می کند و ریزساختار یکنواخت اوستنیتی را بازیابی می کند. بر خلاف برخی از آلیاژهای نیکل ، Hastelloy C-276 نیازی به پخت و پز پیری ندارد و به تنهایی مقاومت خوردگی و قدرت را بهینه می کند.
به پایان رساندن سرد و تصفیه سطح: برای میله های سهام دقیق (قطر 10- 300 میلی متر) ، از نقاشی سرد برای دستیابی به تحمل های محکم (0.05 mm) استفاده می شود. انعطاف پذیری متوسط آلیاژ (25 ٪ دقیقه طولی) اجازه می دهد 1- 2 سرد - نقاشی بدون آنیل شدن واسطه. یک ترشی نهایی در یک محلول اسید اسید هیدروفلوئوریک نیتریک ، مقیاس اکسید و آلاینده های سطح را از بین می برد و یک سطح صاف (RA کمتر از یا مساوی با 1.6 میکرومتر) باقی می ماند که باعث افزایش سطوح Rough مقاومت در برابر خوردگی می شود می تواند رسانه های فرخنده را به دام بیندازد و شروع کند.
سپس میله های سهام به طول استاندارد (1-6 متر) برش داده می شوند و برای اطمینان از انطباق با ASTM B574 (استاندارد اصلی برای میله های آلیاژ نیکل) ، آماده برای حمل و نقل فوری به مشتریان صنعتی.
4. برای اطمینان از رعایت استانداردهای صنعتی ، آزمایش های کنترل کیفیت برای میله های سهام Hastelloy C-276 الزامی است؟
برای تضمین قابلیت اطمینان در محیط های سخت ، سهام Hastelloy C {2} 276} 276 Bars تحت آزمایش دقیق در هر ASTM B574 و الزامات خاص مشتری قرار می گیرند:
تأیید ترکیب شیمیایی:
طیف سنجی انتشار نوری (OES): ترکیب ابتدایی آلیاژ را تجزیه و تحلیل می کند ، و از نیکل (57 {4} 63} 63 ٪) ، مولیبدن (15-17 ٪) و کروم (14.5-16.5 ٪) در محدوده ASTM قرار می گیرد. OES بر روی هر گرمای مواد انجام می شود تا از دسته های خاموش جلوگیری شود.
تجزیه و تحلیل کربن/گوگرد: از یک آنالیزور احتراق برای تأیید کربن (کمتر از یا برابر با 0.08 ٪) و گوگرد (کمتر از یا برابر با 0.01 ٪) استفاده می کند- برای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای و اطمینان از جوشکاری.
آزمایش خاصیت مکانیکی:
آزمایش کششی: در هر ASTM E8 ، نمونه ها به عدم اندازه گیری استحکام کششی (بیشتر یا مساوی با mpa {1} mpa) ، قدرت عملکرد (بیشتر از یا مساوی با 415 مگاپاسکال) و کشیدگی (بیشتر از یا مساوی 25 ٪) کشیده می شوند. آزمایشات در دمای اتاق و برای برنامه های درجه حرارت 5 {5} بالا ، با 815 درجه برای تأیید حفظ قدرت انجام می شود.
آزمایش سختی: Rockwell B (HRB کمتر از یا مساوی 95) یا برینل (HB کمتر از یا مساوی 230) تست های سختی سطح را تأیید می کنند- سختی بیش از حد می تواند نشان دهنده بازپرداخت نادرست و کاهش انعطاف پذیری باشد.
تست ضربه: Charpy V - تست های درجه یک در-} 196 درجه (دمای نیتروژن مایع) اندازه گیری سختی (بیشتر یا برابر با 80 J) ، اطمینان حاصل می کند که آلیاژ در برابر شکستگی شکننده در کاربردهای خارج از کشور یا کرایوژنیک مقاومت می کند.
آزمایش مقاومت در برابر خوردگی:
آزمایش خوردگی گودال: در هر روش ASTM G48 روش A ، نمونه ها در معرض محلول کلرید فریک (6 ٪ FECL₃) در 50 درجه به مدت 24 ساعت قرار دارند. هیچ خوردگی گودال یا خزنده نشانگر عبور/شکست- Hastelloy C-276 به طور معمول هیچ خوردگی را نشان نمی دهد ، در حالی که 316L در طی چند ساعت شکست می خورد.
آزمایش خوردگی بین دانه ای (IGC): در هر روش ASTM G28 روش A ، نمونه ها در اسید سولفوریک- محلول سولفات مس به مدت 24 ساعت گرم می شوند ، سپس 180 درجه خم می شوند. بدون ترک نشانگر مقاومت در برابر IGC- برای برنامه های پردازش شیمیایی با درجه حرارت 6 {6} بسیار مهم است.
NON - آزمایش مخرب (NDT):
آزمایش اولتراسونیک (UT): در هر ASTM A609 ، UT کل نوار را برای نقص داخلی (ترک ها ، اجزاء) با حساسیت 0.5 میلی متر-}}}}}} به 100 ٪ UT نیاز دارد تا از نقص های پنهان استفاده کند.
آزمایش جریان Eddy (ECT): در هر ASTM E243 ، ECT سطح و سطح- را برای خراش ، چاله ها یا درزها {- نقص هایی که می توانند خوردگی در سرویس ایجاد کنند ، بازرسی می کند.
بازرسی بصری: کلیه میله ها برای تغییر رنگ سطح (نشانگر بازپخت نامناسب) یا انحراف ابعادی-} با میکرومتر در 10 نقطه در هر نوار اندازه گیری می شود تا از تحمل ASTM B574 (1/0 میلی متر برای میله های استاندارد) اطمینان حاصل شود.
5. چگونه می توان میله های Hastelloy C-276 را به درستی جوش داد و ماشین را به درستی انجام داد ، و چه اقداماتی برای حفظ عملکرد آنها بسیار مهم است؟
جوشکاری و ماشینکاری Hastelloy C-276 برای جلوگیری از به خطر انداختن مقاومت در برابر خوردگی و خصوصیات مکانیکی ، نیاز به تکنیک های تخصصی دارد:
جوشکاری احتیاط:
فرآیند جوشکاری: جوش قوس تنگستن گاز (GTAW/TIG) برای بخش های نازک ترجیح داده می شود ، در حالی که جوش قوس فلزی محافظ (SMAW) برای میله های ضخیم تر (بیشتر از یا مساوی 10 میلی متر) استفاده می شود. GTAW کنترل بهتری بر روی گرما فراهم می کند و خطر درشت دانه در منطقه آسیب دیده- (HAZ) را کاهش می دهد.
فلزی پرکننده: از Ernicrmo - 4 (برای GTAW) یا ENICRMO-4 (برای SMAW) استفاده کنید تا از ترکیب فلز Hastelloy C-276 استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که مفصل جوش همان مقاومت در برابر خوردگی را دارد. از استفاده از پرکننده های فولاد ضد زنگ ، که سلولهای خوردگی گالوانیک ایجاد می کنند ، خودداری کنید.
تمیز کردن جوشکاری PRE-: تمام آلودگی های سطح (روغن ، گریس ، رنگ ، مقیاس اکسید) را با استون یا یک برس سیم استیل ضد زنگ حذف کنید (هرگز از فولاد کربن ، که باعث آلودگی آهن نمی شود). ذرات آهن روی سطح می توانند خوردگی گودال را آغاز کنند.
گاز محافظ: از آرگون 99.999 ٪ خالص برای استخر جوش و هاز استفاده کنید. برای جلوگیری از اکسیداسیون سطح داخلی {{2} اکسیداسیون ، لایه اکسید را تضعیف کرده و مقاومت خوردگی را کاهش می دهد.
POST- درمان جوش: برای اکثر کاربردها به آن نیاز به آنیل نیست ، اما اگر از نوار در دمای بالا- استفاده شود (بیشتر از یا مساوی از 650 درجه) یا محیط های خوردگی بحرانی ، یک آنیل محلول (1150 درجه ، آب-} خارج شده) از بین می رود و استرس های باقیمانده را حذف می کند و بازگردانده می شود.
اقدامات احتیاطی:
انتخاب ابزار: از Carbide - tiped استفاده کنید (به عنوان مثال ، WC-} Co با محتوای CO 10- 15 ٪) یا ابزارهای مکعب Boron Nitride (CBN). Hastelloy C- 276} 276 دارای سخت شدن کار بالایی است (تا 40 ٪ افزایش سختی در هنگام ماشینکاری) ، بنابراین ابزارها باید تیز باشند و بپوشند.
پارامترهای برش: از سرعت برش کم (15 {5 {5} 30 متر در دقیقه) و نرخ خوراک متوسط (0.1-0.15 mm/rev) استفاده کنید. سرعت زیاد گرمای بیش از حد ایجاد می کند و باعث سخت شدن کار و سایش ابزار می شود. خوراک کم باعث کاهش بهره وری اما از آسیب سطح می شود. برای جلوگیری از ماشینکاری لایه سخت کار شده از پاس های قبلی ، عمق برش باید بیشتر یا برابر با 1 میلی متر باشد.
خنک کننده: از فشار بالا - (100- 200 psi) آب استفاده کنید- خنک کننده محلول با فشار شدید (EP) مواد افزودنی (به عنوان مثال ، کلر-} روغنهای EP رایگان). خنک کننده گرما را از بین می برد و از ماشینکاری خشک تراشه ها به شدت جلوگیری می شود ، زیرا باعث اکسیداسیون سطح و سخت شدن کار می شود.
کنترل تراشه: Hastelloy C {1} 276} 276 ابزارهای طولانی و پر استفاده از تراشه ها را با شکن های تراشه تولید می کند یا نرخ خوراک را برای ایجاد تراشه های کوتاه و قابل کنترل تنظیم می کند. تراشه های طولانی می توانند ابزار را وارد کنند و باعث خراش های سطحی می شوند که باعث خوردگی می شوند.
POST مناسب - تمیز کردن ماشینکاری نیز بسیار مهم است: از یک درمان انفعال اسید نیتریک (20 ٪ HNO₃ در 50 درجه به مدت 30 دقیقه) برای بازگرداندن لایه اکسید آسیب دیده در هنگام ماشینکاری استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که نوار مقاومت کامل خوردگی خود را حفظ می کند.
