1. Besiūlis gamybos procesas yra labai svarbus CuNi vamzdžiams, naudojamiems aukšto slėgio{1}}priemonėse. Kokį konkretų pažeidžiamumą pašalina besiūlis metodas, palyginti su suvirintu vamzdžiu, ir kaip „pramušimo ir ištraukimo“ procesas padidina vamzdžio slėgį{3}}?
Besiūlis procesas iš esmės pašalina išilginę suvirinimo siūlę, kuri yra būdinga suvirinto vamzdžio galimo silpnumo linija.
Suvirinto vamzdžio pažeidžiamumas:
Šilumos -paveikta zona (HAZ): suvirinimo procesas sukuria metalurgiškai skirtingą zoną greta suvirinimo siūlės su pakitusia grūdėtumo struktūra, kurioje gali atsirasti pirminė korozija arba sumažėjęs stiprumas.
Suvirinimo defektai: siūlė yra jautri intarpams, poringumui arba susiliejimo trūkumui, kurie veikia kaip įtempių koncentratoriai ir galimi nuovargio įtrūkimų ar per{0}}sienos korozijos pradžios taškai.
Nehomogeniškas atsparumas korozijai: suvirinto metalo sudėtis ir mikrostruktūra gali šiek tiek skirtis nuo pagrindinio metalo, todėl gali susidaryti galvaninis elementas.
„Pierce and Draw“ procesas ir jo pranašumai:
Auskarų vėrimas: kietas, šildomas CuNi ruošinys yra pradurtas įtvaru, kad būtų sukurtas tuščiaviduris „apvalkalas“.
Šaltasis piešimas: Tada šis apvalkalas ištraukiamas (ištraukiamas) per keletą štampų ir virš įtvarų kambario temperatūroje. Tai šaltas-darbo procesas.
Padidintas slėgis: šaltojo tempimo procesas sukelia įtempimo sukietėjimą, žymiai padidindamas vamzdžio išeigą ir tempimo stiprumą, palyginti su jo atkaitinta būsena. Šaltai temptas vamzdis turi daug didesnę leistiną įtempių vertę tam tikram sienelės storiui.
Aukščiausia paviršiaus apdaila ir matmenų kontrolė: Proceso rezultatas yra lygus, vienodas vidinis ir išorinis paviršius, puikiai kontroliuojamas sienelės storis ir koncentriškumas. Tai sumažina turbulencijos ir erozijos -korozijos riziką ant ID ir sudaro nuoseklų paviršių korozijos plėvelei formuotis.
Besiūlis, šaltai temptas CuNi
2. CuNi lydiniai, ypač C70600, yra legendiniai dėl savo atsparumo jūros vandens korozijai. Koks specifinis besiformuojančios apsauginės paviršiaus plėvelės pobūdis ir kaip pagrindiniai legiruojantys nikelio ir geležies priedai prisideda prie jos atsparumo ir savaiminio{3}}taisymosi?
Apsaugą užtikrina plonas, sudėtingas ir labai sukibęs pasyvus oksido sluoksnis, kuris natūraliai susidaro veikiant jūros vandeniui.
Filmo pobūdis: tai nėra paprastas mastas. Tai dvipusis sluoksnis, daugiausia sudarytas iš vario oksido (Cu₂O), tačiau jį kritiškai modifikuoja legiravimo elementai.
Pagrindinių legiravimo elementų vaidmuo:
Nikelis (10 % C70600, 30 % C71500): Nikelis įtraukiamas į oksido plėvelę kaip NiO, sudarydamas kietą tirpalą su Cu2O. Šis nikeliu{5}}prisodrintas sluoksnis, ypač metalo-oksido sąsajoje, yra daug labiau apsaugotas ir mechaniškai tvirtesnis nei oksidas ant gryno vario. Tai yra pagrindinis veiksnys, padedantis atsispirti didelio-greičio vandens smūgiams, nes jis yra mažiau linkęs išsiskilti ar mechaniniu būdu pašalinti.
Geležis (1,0-1,8 % C70600, 0,4-1,0 % C71500): Geležis yra esminis elementas, padedantis filmuotis savaime. Jis oksiduojasi, sudarydamas geležies oksidą (Fe2O3) ir, manoma, yra įtrauktas į išorinę plėvelės dalį. Dar svarbiau yra tai, kad jei plėvelė yra mechaniškai pažeista, nuo atviro paviršiaus ištirpusi geležis greitai oksiduojasi, sunaudodama deguonį ir padėdama pakelti vietinį pH. Tai sukuria idealias chemines sąlygas, kad nikeliu modifikuotas Cu₂O sluoksnis beveik akimirksniu atsinaujintų ir išgydytų plyšį prieš įvykstant reikšmingai korozijai.
Šis sinergetinis Ni ir Fe poveikis sukuria plėvelę, kuri yra labai atspari skilimui ir gali greitai atsinaujinti, todėl CuNi vamzdeliai tarnauja dešimtmečius{0}} jūros vandenyje.
3. Laivo centrinėje aušinimo sistemoje skirtinguose šilumokaičiuose gali būti naudojami ir C70600, ir C71500 vamzdžiai. Kokios pagrindinės eksploatacinės charakteristikos pagerėja dėl didesnio nikelio kiekio C71500 ir kokiomis konkrečiomis eksploatavimo sąlygomis tai pateisintų didesnes kainas nei C70600?
Pagrindinė charakteristika, kuri gerėja esant didesniam nikelio kiekiui (C71500), yra atsparumas amoniako{1}}sukeltam korozijos įtrūkimui (SCC).
Problema: uždarose erdvėse arba skylant organinėms medžiagoms gali susidaryti amoniakas (NH₃). Tai yra gerai žinomas vario lydinių korozijos sukėlėjas, dėl kurio gali greitai ir trapiai įtrūkti komponentai, veikiami tempimo įtempių.
Lydinio tirpalas:
C70600 (90-10 CuNi) pasižymi vidutiniu atsparumu amoniako SCC. Jis gali būti jautrus aplinkoje, kurioje yra didelė amoniako koncentracija ir didelis liekamasis arba taikomas įtempis.
C71500 (70-30 CuNi) pasižymi žymiai geresniu atsparumu amoniakui SCC. Didesnis nikelio kiekis keičia lydinio elektrocheminį elgesį ir paviršiaus plėvelės pobūdį, todėl jis yra daug mažiau jautrus šiam specifiniam įtrūkimo mechanizmui.
Pateisinant didesnę C71500 kainą:
C71500 yra pateisinamas paslaugose, kuriose yra didelė amoniako rizika, o gedimo pasekmės yra sunkios. Konkrečios sąlygos apima:
Naftos perdirbimo ir chemijos gamyklų aušintuvai: kur proceso{0}}šoniniai nuotėkiai gali patekti į aušinimo vandenį amoniako arba aminų.
Laivo tepalų aušintuvai: kur dėl vamzdelio nuotėkio gali suirti aminų{0}}pagrindo tepalų priedai ir išleisti amoniaką į sustingusią karštą zoną korpuso pusėje.
Didelio{0}}patikimo laivyno taikymas: kur reikalingas maksimalus atsparumas galimai cheminei karinei medžiagai arba atsitiktiniam užteršimui.
Pagal šiuos scenarijus C71500 įmoka yra ekonomiškas{1}}apsidraudimas nuo katastrofiškų, nenuspėjamų gedimų.
4. Sėkmingas CuNi vamzdžio suvirinimas su CuNi vamzdžio lakštu yra kritinė procedūra šilumokaičio gamyboje. Kodėl metalo užpildas, kurio nikelio kiekis yra „per-atitinkamas“, pvz., 70–30 CuNi viela 90–10 CuNi vamzdžiui, yra įprasta praktika, ir kokio konkretaus defekto tai apsaugo nuo?
Per{0}}suderinto metalo užpildo (pvz., ERNiCu-7, skirto C70600) naudojimas yra strateginė apsauga nuo suvirintų metalų korozijos.
Problema: mikrosegregacija suvirinimo siūlėje
Suvirinimo balos kietėjimo metu pirmasis užšąlantis metalas yra turtingesnis aukštesnio -lydymosi- taško elemento (nikelio), o paskutinis tarpdendritinėse erdvėse užšąlantis metalas yra turtingesnis žemesnio -lydymosi-taško elemente (varis). Taip sukuriama mikroskopinė „grūdėta“ struktūra, kurios sudėtis skiriasi.
Galvaninės korozijos rizika:
Ardančioje jūros vandens aplinkoje vario{0}}turtingi tarpdendritiniai regionai tampa anodiniais nikelio{1}}turinčių dendritinių šerdžių atžvilgiu. Taip sukuriamas mikro-galvaninis elementas, kuris gali sukelti selektyvią ataką ir greitą suvirinimo metalo įsiskverbimą, net jei pagrindinis vamzdis ir vamzdžio lakštas puikiai atsparūs korozijai.
Sprendimas: nikelio-daugiau-užpildymo metalo
Naudojant 70–30 CuNi užpildą 90–10 CuNi komponentų suvirinimui,visas suvirintas metalasyra turtingesnis nikelio. Taip užtikrinama, kad net labiausiai vario -turintys atskirto suvirinimo sritys vis tiek yra kilnesnės (katodinės) nei 90-10 CuNi netauriųjų metalų. Galvaninė pora yra atvirkštinė, ir bet koks nedidelis selektyvus smūgis įvyks lengvai pasiekiamame, lengvai pakartotinai pasyvuojančiame netauriajame metale šalia suvirinimo siūlės, o ne pačiame kritiniame suvirinimo metale. Ši praktika garantuoja ilgalaikį suvirintos jungties atsparumą korozijai.
5. Sausumos -elektrinėje, kurioje kaip aušinimo vanduo naudojamas sūrus vanduo arba išvalytos nuotekos, gyvavimo ciklo sąnaudų analizėje CuNi vamzdžiai lyginami su nerūdijančio plieno ir titano vamzdžiais. Kokia unikali CuNi savybė, be atsparumo korozijai, suteikia didelį eksploatacinių sąnaudų pranašumą prieš konkurentus?
Pagrindinė savybė yra vidinis biologinis užsiteršimas ir atsparumas makro{0}}užteršimui.
Užteršimo problema: aušinamas vanduo, ypač iš upių, estuarijų ar nuotekų šaltinių, yra daug maistinių medžiagų- ir jame gausu biologinės gyvybės. Tokie organizmai kaip midijos, dygliakrūmiai, dumbliai ir vamzdiniai kirminai siekia kolonizuoti panardintus paviršius.
Konkurentų apribojimai:
Nerūdijantis plienas: nėra atsparus biologiniam užteršimui. Norint kontroliuoti užsiteršimą, reikia nuolat chloruoti arba naudoti kitus biocidus, o tai padidina cheminių medžiagų sąnaudas ir sukelia aplinkos išmetimo problemų. Jei įvyksta biologinis užsiteršimas, tai smarkiai sumažina šilumos perdavimo efektyvumą ir gali susidaryti plyšių žemai-nuosėdų korozijai.
Titanas: taip pat neturi būdingų biocidinių savybių. Nors jis yra atsparus korozijai, kurią gali sukelti nerūdijančio plieno užsiteršimas, jis taip pat lengvai užsiterš, todėl reikalingas tas pats mechaninis ar cheminis valymo režimas.
CuNi veiklos pranašumas:
Vario -nikelio lydiniai lėtai išskiria vario jonus į vandenį. Šie jonai yra toksiški užsiteršusių organizmų lervų ir sporų stadijoms. Taip vamzdžio paviršiuje susidaro „anti-užteršimo“ zona, kuri neleidžia susidaryti ir augti makro-užteršimui.
Rezultatas: CuNi kondensatoriaus vamzdeliuose paprastai nėra kietų užteršimų.
Eksploatacinių išlaidų taupymas: tai pašalina arba labai sumažina poreikį:
Chloravimas (taupomos išlaidos cheminėms medžiagoms ir aplinkosaugos reikalavimų laikymosi išlaidos).
Mechaninis valymas (taupoma darbo jėgai, įrangai ir gamyklos prastovoms).
Dėl užterštų vamzdžių prarandamas efektyvumas, o tai tiesiogiai reiškia mažesnius degalų sąnaudas už tą pačią galią.
Šis atsparumas biologiniam užsiteršimui užtikrina nuolatinį, pasyvų eksploatacinių išlaidų taupymą, kuris per 30+ elektrinės eksploatavimo metus gali gerokai viršyti pradinę CuNi vamzdžių medžiagų kainą.
