1. Gamybos procesas: kaip Hastelloy B-3 šešiakampis strypas gaminamas iš apvalaus strypo ir kokie liekamieji įtempiai atsiranda šaltojo tempimo proceso metu?
Kl .: Mes tiekiame Hastelloy B-3 šešiakampį strypą, kad būtų galima apdirbti pasirinktines tvirtinimo detales. Mūsų tiekėjas siūlo tiek „šalto tempimo“, tiek „becentrinio grunto“ variantus. Koks skirtumas ir kaip gamybos metodas veikia strypo mechanines savybes ir apdirbamumą?
A: Skirtumas tarp šaltai tempto ir becentrio šlifuoto šešiakampio strypo yra labai svarbus norint suprasti galutinio gaminio veikimą, ypač tokio lydinio, kaip Hastelloy B-3, kuris yra jautrus šaltam darbui ir liekamajam įtempimui.
Pradinis taškas:
Abu produktai paprastai prasideda kaip karštai{0}}apdorotas apvalus strypas (pagal ASTM B335), kuris yra atkaitintas tirpalu, kad būtų minkšta, vienoda mikrostruktūra.
Šaltojo piešimo procesas (tikrasis šešiakampis):
Metodas: Apvalus strypas ištraukiamas per volframo karbido štampų seriją, kurios palaipsniui ją formuoja į šešiakampį. Galutinis štampas yra tikslios šešiakampio formos.
Metalurginis efektas: tai šalto darbo operacija. Strypas yra plastiškai deformuotas, kuris:
Padidina stiprumą: žymiai padidėja takumas ir atsparumas tempimui (darbo grūdinimas).
Sumažėja plastiškumas: sumažėja pailgėjimo procentas.
Pristatomas liekamasis įtempis: paviršiaus ir artimo{0}}paviršiaus srityse yra tempimo liekamųjų įtempių dėl tempimo proceso.
Matmenų tolerancija: šaltas piešimas užtikrina puikų matmenų tikslumą ir ryškią paviršiaus apdailą.
Necentrinis įžeminimo procesas (apvalus{0}}į-šešiadienis):
Metodas: juosta lieka apvali. Šlifavimo diskas pašalina medžiagą, kad sukurtų šešiakampius plokščius. Tai yra medžiagos pašalinimo, o ne deformacijos procesas.
Metalurginis efektas: tai šaltojo pjovimo, o ne šaltojo pjovimo operacija. Tūrinė juostos mikrostruktūra išlieka atkaitinta tirpalu.
Grūdinimas be darbo: mechaninės savybės yra tokios pat kaip ir originalaus atkaitinto apvalaus strypo.
Minimalus liekamasis įtempis: tik žemės paviršius gali turėti nedidelius gniuždymo įtempius dėl šlifavimo; esmė yra be streso-.
Matmenų tolerancija: becentrinis šlifavimas užtikrina griežčiausius leistinus nuokrypius (paprastai ±0,05 mm arba geresnį) ir geriausią paviršiaus apdailą.
Kurį pasirinkti?
Apdirbamoms tvirtinimo detalėms: dažniausiai pirmenybė teikiama becentrio šlifavimo šešiabriauniam strypui. Atkaitinta,-be įtempių būsena reiškia, kad strypas nebus deformuotas jį apdirbant (pvz., pjaunant sriegius ar gręžiant skyles). Šaltai temptas strypas, apdirbamas, gali atleisti savo liekamuosius įtempius ir sukelti detalės deformaciją arba apdirbtų matmenų pasislinkimą.
Naudojimas „Kaip{0}}Gautas“: jei šešiabriaunį strypą naudojate tiesiogiai kaip konstrukcinį komponentą (be apdirbimo), šaltojo tempimo trauka suteikia didesnį stiprumą. Tačiau B-3 atveju, norint užtikrinti maksimalų atsparumą korozijai, paprastai pageidaujama atkaitintos būklės.
Kritinis klausimas:
Visada paklauskite tiekėjo: „Ar šešiabriaunis strypas tiekiamas nupieštas-ar ištrauktas, o paskui atkaitintas tirpalu? Jei jis ištrauktas ir atkaitintas, liekamieji įtempiai pašalinami, ir jūs gaunate geriausią iš abiejų pasaulių: tikslią formą ir minkštą, korozijai atsparią -mikrostruktūrą.
2. Tvirtinimo detalių korozija. Kodėl naudojant druskos rūgštį labai svarbu, kad šešiakampės strypų tvirtinimo detalės (veržlės ir varžtai) būtų gaminamos iš tos pačios Hastelloy B-3 karščio kaip ir indas?
K: Surenkame Hastelloy B-3 reaktorių naudodami varžtines jungtis. Mes turime B-3 plokštę flanšams, bet B-3 šešiabriaunį strypą varžtams įsigijome iš kito tiekėjo. Malūnų bandymų ataskaitos rodo, kad abu atitinka ASTM B335. Ar yra galvaninės korozijos pavojus tarp varžto ir flanšo, jei jie yra dėl skirtingo karščio?
A: Tai niuansuotas, bet labai svarbus klausimas. Nors abi medžiagos atitinka tą pačią ASTM specifikaciją, subtilūs šilumos skirtumai tam tikromis sąlygomis gali sukurti galvaninę porą, kuri pagreitina koroziją.
Chemijos tolerancija:
ASTM B335 (Hastelloy B-3 strypo ir strypo specifikacija) leidžia naudoti įvairias chemines medžiagas:
Molibdenas: 27,0 % - 32.0 %
Geležis: 1,0 % - 3.0 %
Chromas: 1,0 % - 3.0 %
Galvaninė rizika:
Įsivaizduokite, kad jūsų flanšo plokštė (A šiluma) yra aukščiausioje molibdeno diapazono dalyje (31 %) ir žemiausioje geležies dalyje (1,5 %). Jūsų varžtas (Heat B) yra ant apatinės molibdeno dalies (27,5 %) ir aukščiausios dalies iš geležies (2,8 %).
Labai ėsdinančiame elektrolite, pavyzdžiui, karštoje druskos rūgštyje:
Paviršiaus potencialo skirtumas: dviejų lydinių elektrocheminiai potencialai (ramybės potencialai) bus šiek tiek skirtingi. Varžtas (žemesnis Mo, didesnis Fe) bus šiek tiek anodinis (mažiau kilnus), palyginti su flanšu (aukštesnis Mo).
Pora: Panardinus į rūgštį, iš varžto (anodo) į flanšą (katodą) teka nedidelė galvaninė srovė. Varžtas, būdamas anodas, greitai korozuojasi.
Rezultatas: galite patirti pirmenybę varžtų galvučių arba sriegių išplonėjimui arba įdubimams, dėl kurių suges tvirtinimo detalė, o flanšas atrodo puikiai.
„To paties karščio“ sprendimas:
Nurodžius, kad visos sudrėkintos tvirtinimo detalės (varžtai, veržlės, poveržlės) turi būti gaminamos iš tos pačios B-3 šešiabriaunio strypo karščio kaip ir flanšo medžiaga (arba bent jau iš karščio, kurio cheminė sudėtis kuo labiau atitinka), šis kintamasis pašalinamas. Jei anodas ir katodas yra chemiškai identiški, galvaninės korozijos varomosios jėgos nėra.
Praktinės rekomendacijos:
Atitinkama chemija: užsakydami B-3 šešiabriaunį strypą tvirtinimo detalėms, juostos tiekėjui pateikite visą flanšo medžiagos cheminę informaciją ir paprašykite „chemiškai suderintos“ šilumos (ty neviršijančios kuo griežtesnės flanšo sudėties leistinos nuokrypos).
Venkite mišrių šaltinių: niekada nemaišykite vieno karščio B-3 tvirtinimo elementų su kito karščio B-3 jungėmis, neatlikę nuodugnios elektrocheminio suderinamumo peržiūros.
Riešutų faktorius: Riešutai dažnai gaminami iš kitos medžiagos arba karščio. B-3 sistemose veržlės taip pat turi būti B-3 iš tos pačios šilumos šeimos, kad būtų išvengta galvaninių porų pačioje srieginėje jungtyje.
3. Sriegimas ir apdirbimas: kokie yra optimalūs apdirbimo parametrai sriegiant Hastelloy B-3 šešiakampį strypą, kad būtų galima pagaminti NPT arba metrinius sriegius nesukietinant paviršiaus?
Kl.: Hastelloy B-3 šešiabriaunį strypą apdirbame į sriegines smeiges, skirtas naudoti aukšto slėgio HCl. Greitai dėvisi įrankiai ir gauname šiurkščius siūlus. Mūsų standartiniai 316 nerūdijančio plieno greičiai neveikia. Kokie greičiai, pastūmos ir įrankių geometrijos rekomenduojami B-3?
A: Hastelloy B-3 apdirbimas yra daug sudėtingesnis nei 316 nerūdijančio plieno dėl didelio kietėjimo greičio, didelio stiprumo ir mažo šilumos laidumo. Bandant sriegti B-3 su nerūdijančio plieno parametrais, paviršiai sukietės, sriegiai plyš ir įrankio tarnavimo laikas trumpas.
Darbo užgrūdinimo iššūkis:
B-3 darbas-greitai sukietėja. Jei įrankis trinasi, o ne pjūviai (dėl nepakankamo pastūmos ar nuobodžių įrankių), paviršius tampa kietas ir abrazyvinis, sunaikindamas pjovimo briauną ir palikdamas grubus, grūdintą sriegio šoną, kuris yra jautrus korozijai.
Optimalūs sriegimo apdirbimo parametrai:
Įrankio medžiaga:
Naudokite C2 arba C3 klasės karbido įrankius. Greitaeigio plieno (HSS) įrankiai paprastai netinka gamybiniam B-3 sriegimui; jie per greitai nublanks.
Norėdami gauti geriausius rezultatus, naudokite padengtus karbidus (TiAlN arba AlTiN dangas), kurie sumažina šilumos kaupimąsi pjovimo briaunoje.
Greitis ir tiekimas (auksinė taisyklė: „Judėk toliau“):
Paviršiaus greitis (SFM): Sumažinkite greitį, palyginti su nerūdijančio plieno. Jei naudojate karbido įrankius, siekkite 50–80 SFM (15–25 m/min). Einant greičiau susidaro per didelis karštis; einant lėčiau, trinasi ir darbas sukietėja.
Tiekimo greitis: tai labai svarbu. Pašaras turi būti pakankamai agresyvus, kad būtų galima pjautipagaldarbo{0}}užgrūdintas sluoksnis. Sriegimo atveju tai reiškia viso{2}}gylio pjūvį paskutiniame pravažiavime, o ne seklių spyruoklinių eilių seriją.
Vieno{0}}taško sriegimas (tekinimo staklės):
Keli praėjimai: naudokite tiekimo metodą, kuris paskirsto nusidėvėjimą. Pirmenybė teikiama šoniniam padavimui (junginio atrama nustatyta 29 laipsnių kampu), o ne radialiniam padavimui.
Galutinis praėjimas: paskutinis praėjimas turi būti viso -gylio pjūvis (paprastai 0,002-0,005 colio spinduliu), kad įrankis pjauna švarią medžiagą, o ne nublizgina darbui sukietintą paviršių.
Aušinimo skystis: būtinas užtvindymo aušinimo skystis. Šilumos kontrolei naudokite aukštos-kokybės vandenyje-tirpų aušinimo skystį dideliu kiekiu. B-3 sulaiko šilumą, kurią turi nunešti aušinimo skystis.
Siūlų vyniojimas (alternatyva pjovimui):
B-3 tvirtinimo detalėms dažnai pirmenybė teikiama sriegio valcavimui. Valcavimas išstumia medžiagą (šaltas formavimas), o ne ją pjauna.
Privalumas: valcavimas sukuria liekamąjį gniuždymo įtempį ant sriegio šaknų, o tai gali pailginti nuovargio tarnavimo laiką.
Reikalavimai: B-3 šešiabriaunis strypas turi būti atkaitintas tirpalu (minkštas), kad valcavimas būtų sėkmingas. Šaltai temptas strypas gali būti per kietas ir valcavimo metu gali įtrūkti.
Įrankio geometrija:
Naudokite teigiamus grėblio kampus, kad skatintumėte kirpimą, o ne trintį.
Įsitikinkite, kad įrankiai yra aštrūs. Pakeiskite įdėklus pastebėjus pirmuosius nusidėvėjimo požymius; nuobodus įrankis yra pagrindinė B-3 darbo grūdinimo priežastis.
Testas „Klausyk“:
Jei sriegimo metu girdite cypimą ar plepėjimą, sustokite. Tai rodo trynimą ir sukietėjimą darbe. Reguliuokite pastūmą arba greitį, kol gausite sklandų ir nenutrūkstamą pjovimo veiksmą.
4. NACE atitiktis: ar „Hastelloy B-3“ šešiakampė juosta atitinka NACE MR0175/ISO 15156 reikalavimus, taikomus gręžimo įrankiams ir tankintuvo komponentams?
Kl.: Projektuojame gręžinio tankinimo komponentus rūgščių dujų gręžiniams, kuriuose yra daug H2S ir chloridų. Mes norime naudoti Hastelloy B-3 šešiabriaunį strypą įtvarams ir slydimui. Ar B-3 priimtinas pagal NACE MR0175 ir ar yra kokių nors kietumo apribojimų, kuriuos turime nurodyti gamyklai?
A: Taip, Hastelloy B-3 yra priimtina medžiaga rūgščioms paslaugoms pagal NACE MR0175/ISO 15156 (3 dalis: CRA nikelio pagrindu pagaminti lydiniai). Tačiau laikymasis nėra automatinis; tai priklauso nuo šešiakampio strypo metalurginės būklės ir griežto kietumo ribų laikymosi.
NACE MR0175 būsena:
Hastelloy B-3 yra įtrauktas į sąrašą kaip priimtinas nikelio lydinys, skirtas rūgščioms paslaugų aplinkoms. Paprastai jis yra atsparus sulfidiniam įtempimui įtrūkimui (SSC) ir įtemptam koroziniam krekingui (SCC) esant H2S, jei jis yra tinkamai atkaitintas tirpalu.
Kritinis reikalavimas: kietumo kontrolė:
Nors B-3 iš prigimties yra atsparus, NACE MR0175 nustato ribas, užtikrinančias, kad medžiaga išlaikytų savo lankstumą ir atsparumą įtrūkimams.
Riba: nikelio{0}} lydinių, atkaitintų tirpalu, tipinė kietumo riba yra 35 HRC (Hardness Rockwell C).
B-3 praktikoje: tinkamai tirpalu atkaitinto Hastelloy B-3 kietumas paprastai yra 15–25 HRC, o tai yra gerokai žemiau ribos.
Rizika (darbas šaltas): jei šešiabriaunis strypas buvo tempiamas šaltai (be vėlesnio atkaitinimo), kad būtų pasiekta šešiakampė forma, paviršiaus kietumas gali lengvai viršyti 35 HRC, todėl jis bus diskvalifikuotas naudoti rūgštus.
Nurodykite malūnui:
Užsakydami B-3 šešiabriaunį strypą, skirtą NACE reikalavimus atitinkantiems gręžimo įrankiams, turite įtraukti konkrečius pirkimo užsakymo reikalavimus:
Sąlyga: "Medžiaga turi būti tiekiama tirpalu atkaitinta."
NACE atitiktis: „Medžiaga turi atitikti NACE MR0175/ISO 15156 reikalavimus, taikomus nikelio lydiniams“.
Kietumo bandymas: "Malynas turi atlikti galutinio produkto kietumo bandymą (pagal ASTM E18). Didžiausias kietumas neturi viršyti 22 HRC (arba nurodykite 25 HRC kaip didžiausią, nors apatinė riba suteikia saugos ribą)."
Sieros kiekis: NACE taip pat gali apriboti sieros kiekį iki labai mažo lygio (paprastai<0.010% or <0.005%) to minimize sulfide inclusion stringers that could act as crack initiation sites. Specify this if required.
Chlorido faktorius:
B-3 visų pirma skirta rūgštims redukuoti. Rūgščių dujų aplinkoje dažnai yra chloridų. Nors B-3 atsparumas yra geras, patvirtinkite, kad specifinė gręžinio chemija (H2S + chloridai + temperatūra) atitinka lydinio galimybes. Labai oksiduojančioje rūgštinėje aplinkoje (su elementine siera) Hastelloy C-276 gali būti teikiama pirmenybė, o ne B-3.
Patvirtinimas:
Visada paprašykite atitikties sertifikato arba visos malūno bandymo ataskaitos (MTR), kurioje būtų aiškiai nurodyta, kad medžiaga atitinka NACE MR0175 reikalavimus ir pateikiami faktiniai kietumo bandymo rezultatai.
5. Įtempių pašalinimas: ar apdirbus sudėtingas geometrijas iš Hastelloy B-3 šešiabriaunio strypo, reikalingas įtempių mažinimo terminis apdorojimas, kad būtų išvengta matmenų nestabilumo ar korozijos?
Klausimas: apdirbame sudėtingus vožtuvo komponentus iš Hastelloy B-3 šešiabriaunio strypo. Dalys turi plonas dalis ir griežtus leistinus nuokrypius. Po apdirbimo esame susirūpinę dėl liekamųjų strypo atsargų įtempimų, dėl kurių dalys gali išsikraipyti arba įtrūkti eksploatacijos metu. Ar turėtume sumažinti apdirbtas dalis?
A: Įtempių mažinimo poreikis po apdirbimo Hastelloy B-3 visiškai priklauso nuo liekamųjų įtempių šaltinio ir aptarnavimo aplinkos sunkumo. Čia yra sprendimų sistema:
1 šaltinis: liekamieji įtempiai iš baro atsargų:
Jei strypas tempiamas šaltai (kaip-trauktas): juostoje yra dideli liekamieji įtempiai. Mechaninis apdirbimas pašalina medžiagą, išbalansuoja šiuos įtempius ir dalis greičiausiai išsikraipys.
Jei strypas yra becentrio šlifavimo iš atkaitintos medžiagos: strypas iš esmės nėra įtemptas-. Apdirbant atsiranda tik apdirbimo{2}}sukeliami įtempiai, kurie paprastai yra negilūs ir nedideli.
2 šaltinis: apdirbimas-sukeltas įtempis:
Sunkūs apdirbimo pjūviai, ypač jei įrankiai yra nuobodūs arba padavimas nedidelis, gali sukelti vietinį apdirbamo paviršiaus sukietėjimą ir liekamuosius tempimo įtempius.
Streso mažinimo atvejis:
Matmenų stabilumas (plonos sekcijos): jei vožtuvo komponentas turi plonas sieneles (pvz.,<3mm) and must hold tight tolerances (e.g., mating surfaces), a stress relief after rough machining and before final finishing is advisable. This allows the part to "move" during the heat treatment, then you finish machine to final dimensions.
Atsparumas korozijai (paslėpta rizika): tai yra svarbesnis B-3 veiksnys. Apdorotas paviršius, kuris buvo stipriai sukietintas (dėl netinkamų apdirbimo parametrų), turės skirtingą korozijos greitį nei atkaitintos birios medžiagos. Naudojant HCl, sukietintas paviršius gali rūdyti. Įtempių mažinimo atkaitinimas perkristalizuos apdorotą paviršių ir atkurs vienodą atsparumą korozijai.
Įtempių korozijos įtrūkimai (SCC): Nors B-3 yra labai atsparus chlorido SCC, ekstremaliose aplinkose (karštose, koncentruotose rūgštyse su tempimo įtempimu), bet koks liekamasis įtempis padidina taikomą įtempį. Pašalinus liekamąjį įtempį maksimaliai padidinama saugos riba.
Streso mažinimo procedūra (jei reikia):
Temperatūra: nuo 1060 laipsnių iki 1120 laipsnių (nuo 1940 laipsnių F iki 2050 laipsnių F).
Atmosfera: turi būti apsauginė atmosfera (argonas, vandenilis arba vakuumas), kad būtų išvengta oksidacijos. B-3 greitai oksiduojasi tokioje temperatūroje, todėl nuo apdirbtų paviršių būtų sunku pašalinti bet kokias apnašas.
Aušinimas: norint greitai pereiti trapumo diapazoną (550-850 laipsnių) ir išlaikyti minkštą, korozijai atsparią struktūrą, reikalingas greitas aušinimas (gesinimas vandeniu arba greitas gesinimas dujomis).
Iškraipymo rizika: termiškai apdorojant plonas, apdirbtas dalis, kyla rizika, kad gesinimo metu gali iškraipyti terminį įtempį.
Praktinė rekomendacija:
Pradėkite nuo becentrio įžeminimo, tirpalu atkaitinto šešiabriaunio strypo, kad pašalintumėte strypo įtempimus.
Naudokite optimizuotus apdirbimo parametrus (aštrius įrankius, agresyvias pastūmas), kad sumažintumėte darbo sukietėjimą.
Jei eksploatacijos metu dalis yra labai įtempta arba turi plonas dalis, atlikite po-apdirbimo tirpalo atkaitinimą kontroliuojamos atmosferos krosnyje. Jei dalis yra tvirta, o eksploatacija vidutinė, tikėtina, kad apdirbimo iš atkaitintos medžiagos būklė yra priimtina.
