1. از دیدگاه متالورژی ، نقش خاص 30 ٪ محتوای نیکل در CUNI 70/30 (UNS C71500) چیست و چگونه اساساً بر خصوصیات آلیاژ شایع 90/10 بهبود می یابد؟
افزایش محتوای نیکل از 10 ٪ به 30 ٪ پیشرفت خطی نیست بلکه یک مرحله- تغییر است که به طور قابل توجهی خصوصیات مکانیکی آلیاژ ، مقاومت در برابر خوردگی و پاکت عملکرد کلی را افزایش می دهد. نیکل اساساً ساختار متالورژی و رفتار الکتروشیمیایی را تغییر می دهد.
نقش اصلی تقویت محلول جامد است. اتم های نیکل در ماتریس مس حل می شوند و فشار شبکه قابل توجهی ایجاد می کنند. این مانع حرکت جابجایی ها است ، نقص هایی که به فلزات اجازه می دهد به صورت پلاستیکی تغییر شکل دهند. نتیجه افزایش قابل توجهی در استحکام کششی و عملکرد بیش از 90/10 مس {5} ni و مس خالص ، بدون از بین رفتن فاجعه بار در انعطاف پذیری است. این باعث می شود ورق 70/30 ذاتاً قوی تر و مقاوم تر در برابر تغییر شکل تحت بار ، یک عامل مهم در کاربردهای ساختاری دریایی باشد.
علاوه بر این ، نیکل به طور چشمگیری مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد ، به ویژه در محیط های تهاجمی تر. فیلم سطح محافظ که روی مس- ni آلیاژ (مخلوط پیچیده ای از ترکیبات Cu₂o ، Nio و Fe) تشکیل می شود ، با توجه به فرسایش و حمله به توقف با محتوای نیکل بالاتر ، پایدارتر ، چسبنده تر و مقاوم تر می شوند. این باعث می شود C71500 انتخاب ترجیحی برای:
سرعت بالاتر جریان آب دریا (به عنوان مثال ، پمپ های پمپ ، پروانه ها)
محیط هایی با سطح بالاتری از آلودگی یا سولفیدها
برنامه هایی که مقاومت برتر در برابر اسید هیدروکلریک و کاهش اسیدها در مقایسه با 90/10 مورد نیاز است.
ثبات حرارتی آن نیز برتر است و به آن اجازه می دهد تا در دمای متوسط و بالاتر از آلیاژ 90/10 قدرت حفظ شود.
2. در معماری دریایی ، چرا ورق CUNI 70/30 به طور خاص برای ساخت اجزای مهم سیستم آب دریا مانند محفظه های پمپ و اجسام دریچه بر روی سایر مواد مانند فولاد ضد زنگ یا فولاد کربن روکش شده انتخاب شده است؟
این انتخاب یک تصمیم جامع است که بر اساس کل هزینه چرخه عمر ، قابلیت اطمینان و مقاومت در برابر حالت های خرابی خاص که سایر مواد را در سرویس آب دریا طاعون می کند ، است.
در مقابل فولاد کربن روکش شده: پوشش ها ذاتاً ناقص هستند و با گذشت زمان تخریب ، خراش یا تاول می شوند. پس از نقض ، فولاد کربن زیرین دچار خوردگی سریع شده و منجر به خرابی می شود. CUNI 70/30 مقاومت ذاتی و فله ای را ارائه می دهد که نمی تواند "خراشیده شود" ، اطمینان حاصل شود که یکپارچگی طولانی-} بدون نگهداری.
در مقابل فولاد ضد زنگ (به عنوان مثال ، 316L): فولاد ضد زنگ در حضور کلریدها در برابر خوردگی موضعی بسیار مستعد است. این شامل:
خوردگی Crevice: این پاشنه آشیل از فولاد ضد زنگ است. در زیر واشرها ، جوش ها یا رسوبات ، اکسیژن -}} شکل یافته تشکیل می شود و منجر به حمله اسیدی فاجعه بار می شود. آلیاژهای CUNI تقریباً از این حالت خرابی مصون هستند.
خوردگی گودال: کلریدها می توانند لایه منفعل را روی ضد زنگ تجزیه کنند و چاله های عمیق و نافذ ایجاد کنند.
خوردگی تحت تأثیر میکروبیولوژیکی (MIC): مناطق راکد در سیستم های آب دریا در حال پرورش برای باکتری هایی است که اسیدها تولید می کنند و شرایطی را ایجاد می کنند که به طور تهاجمی به فولاد ضد زنگ حمله می کنند.
مزایای برگه CUNI 70/30:
قابلیت ساخت برتر: این ورق می تواند سرد و گرم باشد و به شکل های پیچیده ای برای حجم پمپ و بدنهای دریچه ای راحت تر از بسیاری از فولادهای ضد زنگ شکل می گیرد.
مقاومت در برابر سوخت های زیستی: انتشار آهسته یون های مس از سطح ، رشد ارگانیسم های دریایی مانند انبار و جلبک را مهار می کند و از انسداد و حفظ کارایی هیدرولیک جلوگیری می کند.
خدمات اثبات شده زندگی: سیستم های ساخته شده از C71500 به گونه ای طراحی شده اند که طول عمر 25-30 ساله یک کشتی با حداقل مداخله را ارائه می دهند و قابلیت اطمینان عملیاتی بی نظیر را ارائه می دهند.
3. برای کارگاه آموزشی که یک منیفولد بزرگ آب دریا را از ورق CUNI 70/30 ساخته است ، در حین برش ، تشکیل و عملیات حرارتی ملاحظات اساسی چیست تا اطمینان حاصل شود که محصول نهایی از خصوصیات مقاوم - حفظ می کند؟
برای جلوگیری از معرفی نقص یا تغییرات ریزساختاری که عملکرد آلیاژ را به خطر می اندازد ، باید ساختگی دقیق کنترل شود.
برش: برش ساینده کاملاً ممنوع است زیرا می تواند ذرات ساینده را در سطح مس نرم جاسازی کند و یک منطقه آسیب دیده {{0} ایجاد کند که ممکن است به صورت محلی DE {1} آلیاژ مواد را ایجاد کند. روشهای ترجیحی شامل برش برای خطوط مستقیم ، برش واترجت برای اشکال پیچیده (که سرد است و از آلودگی جلوگیری می کند) ، و ماشینکاری با ابزارهای تیز-}.
شکل گیری: CUNI 70/30 کار - در طول عملیات تشکیل سرما به طور قابل توجهی سخت می شود. در حالی که از انعطاف پذیری خوبی برخوردار است ، مراحل تشکیل پی در پی ممکن است برای بازگرداندن انعطاف پذیری و جلوگیری از ترک خوردگی ، نیاز به آنیل شدن میانی داشته باشد. آلیاژ همچنین می تواند در دمای بین 1100 درجه F و 1600 درجه F (590 درجه {8} درجه) گرم شود ، که باعث کاهش نیروی مورد نیاز و به حداقل رساندن سخت شدن کار می شود.
عملیات حرارتی (بازپخت): این یک گام مهم پس از سرماخوردگی شدید است. ورق باید استرس - تسکین یافته در دمای حدود 1000 درجه فارنهایت (540 درجه) باشد. این روند:
استرسهای داخلی را تسکین می دهد که می تواند منجر به ترک خوردگی استرس در سرویس شود (اگرچه مس {0} ni بسیار مقاوم است ، اما در شرایط شدید ایمنی نیست).
بازگرداندن کار - ریزساختار سخت شده ، بازگرداندن انعطاف پذیری کامل و سختی.
یک ساختار دانه همگن را تضمین می کند ، که برای مقاومت در برابر خوردگی یکنواخت ضروری است. بازپخت باید در یک فضای کنترل شده یا به گونه ای انجام شود که اکسیداسیون سطح را به حداقل برساند تا از مقیاس بندی سنگین که نیاز به ترشی بعدی دارد ، جلوگیری شود.
4. هنگام جوشکاری ورق CUNI 70/30 ، انتخاب اجباری برای فلز پرکننده چیست ، و مشخصات روش جوشکاری خاص (WPS) باید برای ایجاد یک مفصل مقاوم در برابر خوردگی- دنبال شود؟
ایجاد جوش که مطابق با خصوصیات فلزی پایه باشد ، بسیار مهم است. قانون اصلی این است که هرگز از فلز پرکننده طراحی شده برای مس یا برنج استفاده نکنید.
پرکننده فلزی: انتخاب اجباری 30 ٪ نیکل- metal فلز پرکننده محتوا ، مانند ERCUNI30 یا ECUNI30 (به ترتیب برای فرآیندهای TIG و MIG) است. این ترکیب تطبیق برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک در منطقه جوش بسیار حیاتی است. با استفاده از یک پرکننده نیکل کم-} یک رابطه کاتد- ایجاد می کند و باعث می شود فلز جوش به صورت ترجیحی فاسد شود.
مشخصات روش جوشکاری (WPS):
آماده سازی مفصل: لبه های Bevel برای ایجاد یک شیار به اندازه کافی گسترده برای نفوذ مناسب ، زیرا Cu-} Ni هدایت حرارتی زیاد گرما را به سرعت از منطقه جوش دور می کند.
تمیز کردن قبل -: بلافاصله قبل از جوشکاری ، تمام اکسیدها ، روغن ، گریس و رطوبت را بردارید. از یک برس سیم فلزی ضد زنگ اختصاصی استفاده کنید.
گرمایش Pre-}: گرمای متوسط {1}}} گرمای 300-500 درجه F (150-260 درجه) اغلب برای اطمینان از همجوشی مناسب و جلوگیری از ترک خوردگی ، به خصوص در بخش های ضخیم تر مورد نیاز است.
پاکسازی برگشت: این غیر - قابل مذاکره است. قسمت پشتی جوش باید با یک گاز بی اثر (آرگون یا نیتروژن) محافظت شود تا از تشکیل اکسید کوپروس جلوگیری شود ، که به عنوان یک "قند" سیاه و شکننده بر روی مهره ریشه ظاهر می شود و مقاومت خوردگی را از بین می برد.
مهره های Stringer: برای کنترل ورودی گرما و به حداقل رساندن خطر تخلخل و اکسیداسیون ، از مهره های باریک استرینگر استفاده کنید.
POST - تمیز کردن جوش: مهره جوش و HAZ را کاملاً تمیز کنید تا هر سرباره یا اکسیدهایی را که می تواند خوردگی موضعی را آغاز کند ، بردارید.
5. فراتر از سیستم های استاندارد آب دریا ، برخی از کاربردهای صنعتی پیشرفته که از ترکیب منحصر به فرد خواص ارائه شده توسط ورق مس نیکل 70/30 استفاده می کنند چیست؟
خواص C71500 آن را به عنوان ماده مورد نظر در چندین مقدار-} بالا ، برنامه های طاقچه فراتر از کشتی سازی قرار می دهد.
گیاهان نمک زدایی: در گیاهان چند - مرحله (MSF) و گیاهان فشرده سازی بخار حرارتی (TVC) ، از ورق 70/30 برای ساخت پوسته های مبدل حرارتی ، محفظه های بخاری آب نمک و رقص بخار استفاده می شود. مقاومت آن در برابر مقیاس گذاری ، خوردگی از آب نمک گرم و حمله ضربه از قطرات آب سرعت- بالا نسبت به بسیاری از گزینه ها برتر است.
نفت و گاز دریایی: از آن برای روکش کردن سازه های فولادی کربن در منطقه چلپ چلوپ استفاده می شود و محافظت از خوردگی دائمی را بدون نیاز به محافظت از کاتدیک یا روکش ها فراهم می کند. همچنین از آن برای حمل و نقل کشتی های فرآیند آب تولید شده استفاده می شود.
کندانسور تولید برق: برای نیروگاه های ساحلی با استفاده از آب دریا برای یک بار- از طریق خنک کننده ، جعبه های کندانسور بزرگ گاهی از ورق 70/30 ساخته می شوند. مقاومت سوخت زیستی آن ، راندمان حرارتی را حفظ می کند و مقاومت در برابر فرسایش آن جریان آب را کنترل می کند.
پردازش شیمیایی: مقاومت خوب آن در برابر اسیدهای اکسید کننده غیر - مانند هیدروکلریک و اسید سولفوریک (به ویژه در غلظت های رقیق) باعث می شود که آن را برای مخازن ترشی ، کشتی های فرآیند و لوله کشی در صنایع شیمیایی و دارویی مناسب کند.
مینینگ ارزی: محتوای نیکل بالا به آلیاژ یک نقره متمایز- مانند ظاهر می دهد و مقاومت در برابر سایش بسیار عالی و خصوصیات میکروبی ضد {1} را فراهم می کند و آن را به عنوان یک ماده برتر برای سکه ها تبدیل می کند.
