1. Kokia yra Hastelloy B2 (UNS N10665) cheminė sudėtis ir pagrindinės charakteristikos ir kodėl jos yra labai svarbios jo veikimui?
Hastelloy B2 yra nikelio -molibdeno lydinys, specialiai sukurtas išskirtiniam atsparumui redukuojančioms rūgštims. Jo sudėtis kruopščiai subalansuota: apie 65-70% nikelio (Ni) kaip pagrindinis elementas, 26-30% molibdeno (Mo) ir 2-4% geležies (Fe). Išskirtinis šiuolaikinės specifikacijos bruožas yra itin mažas anglies kiekis (maks. 0,02 %) ir kontroliuojamas chromo (Cr) nebuvimas. Šis cheminis dizainas yra labai svarbus. Didelis molibdeno kiekis užtikrina puikų atsparumą druskos rūgščiai (HCl) esant bet kokiai koncentracijai ir temperatūrai, įskaitant virimo temperatūrą. Be to, jis puikiai veikia sieros, acto, fosforo ir vandenilio fluorido rūgštyse ne-oksiduojančiomis sąlygomis. Beveik -nebuvimas anglies ir chromo yra tyčinis; chromas, nors ir puikiai atsparus oksiduojančioms terpėms, gali sudaryti kenksmingas fazes didelio molibdeno lydiniuose, veikiant tam tikram terminiui. Mažas anglies kiekis sumažina grūdėtumo ribos karbidų susidarymą suvirinant arba dirbant aukštoje temperatūroje, o tai buvo reikšmingas jo pirmtako Hastelloy B apribojimas. Dėl to Hastelloy B2 yra daug mažiau jautrus tarpkristalinei korozijai suvirintoje būsenoje, o tai yra didelė pažanga. Todėl pagrindinės jo savybės yra didžiausias atsparumas redukuojančioms rūgštims, puikus terminis stabilumas ir geresnis suvirinamumas, todėl tai yra kertinė medžiaga agresyvioje cheminio apdorojimo aplinkoje, kurioje nėra oksiduojančių medžiagų.
2. Kuriose pirminėse pramonės srityse dažniausiai nurodomas Hastelloy B2 ir kokios yra jo naudojimo ribos?
Hastelloy B2 pirmiausia naudojamas chemijos perdirbimo pramonėje (CPI) ir susijusiuose sektoriuose, kur vyrauja sunkios redukuojančios arba ne{1}}oksiduojančios korozinės sąlygos. Ryškiausias jo panaudojimas yra tvarkant druskos rūgštį. Įranga, tokia kaip reaktoriai, distiliavimo kolonėlės, šilumokaičiai, vamzdynų sistemos ir siurbliai, skirti HCl gamybai, ėsdymui ir rūgšties regeneravimui, dažnai gaminama iš Hastelloy B2. Jis taip pat plačiai naudojamas sieros rūgšties paslaugoms, ypač temperatūros ir koncentracijos diapazone, kur rūgštis veikia kaip reduktorius. Kitos pagrindinės programos apima acto rūgšties gamybą, alkilinimo procesus ir katalizatorių, kurių sudėtyje yra chloridų, tvarkymą.
Tačiau norint saugiai ir veiksmingai naudoti, labai svarbu suprasti jo veikimo ribas. Svarbiausias apribojimas yra jo prastas atsparumas oksiduojančiai aplinkai. Dėl chromo trūkumo jis yra labai pažeidžiamas korozijai terpėse, kuriose yra net nedideli kiekiai oksidatorių, tokių kaip geležies (Fe³⁺) arba vario (Cu²⁺) jonai, ištirpęs deguonis arba laisvoji azoto rūgštis (HNO₃). Pavyzdžiui, vandenilio chlorido rūgštis, užteršta geležies chloridu, gali sukelti greitą ataką. Jo naudingas temperatūros diapazonas redukuojančiose atmosferose yra iki maždaug 400 laipsnių (750 laipsnių F). Ilgai veikiant 550–850 laipsnių (1020–1560 laipsnių F) temperatūros diapazone, gali susidaryti tarpmetalinės fazės, kurios suardo lydinį. Todėl Hastelloy B2 yra kruopščiai nurodytas grynai redukcinėms paslaugoms, o proceso skysčių grynumas (laisvas nuo oksidantų) yra nuolat stebimas.
3. Kokie yra pagrindiniai Hastelloy B2 suvirinimo ir gamybos aspektai, siekiant išlaikyti atsparumą korozijai?
„Hastelloy B2“ gamybai reikia specialios praktikos, kad būtų išlaikyta mažai anglies{1}}išskirianti mikrostruktūra ir išvengta žalingų fazių nusodinimo. Nors jo suvirinamumas yra pranašesnis už originalų Hastelloy B, į tai reikia atsižvelgti.
Šiluminė įvestis: Suvirinimas turėtų būti atliekamas naudojant mažo šilumos įvedimo metodus (pvz., dujų volframo lankinį suvirinimą - GTAW), kad būtų sumažintas laikas, kurį medžiaga praleidžia kritiniame temperatūros diapazone, kur gali susidaryti kenksmingos fazės. Griežta tarptakų temperatūros kontrolė, paprastai žemesnė nei 125 laipsniai (257 laipsniai F), yra privaloma.
Užpildas: suvirinimo siūlės atliekamos naudojant atitinkamą -kompozicijos užpildą (pvz., ERNiMo-7), kad būtų išlaikytas suvirinimo siūlės cheminis homogeniškumas ir atsparumas korozijai.
Bendras pasiruošimas ir švara: dėl nepriekaištingos švaros negalima-derėtis. Visi teršalai-alyva, riebalai, dažai, žymėjimo dažai ir ypač sieros- turintys junginiai ir žemos -lydymosi- temperatūros metalai, tokie kaip švinas, cinkas ir alavas-, turi būti pašalinti iš jungties srities ir gretimų paviršių. Tai gali sukelti stiprų tarpkristalinį įtrūkimą arba vietinę koroziją kaitinant.
Po-suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT): „Hastelloy B2“ dažniausiai naudojamas kaip suvirintas daugeliui korozijai-atsparių programų. Atkaitinimas tirpalu (greitas gesinimas nuo aukštos temperatūros) gali būti atliktas gatavuose gaminiuose, kad ištirptų bet kokios nusodintos fazės ir atkurtų optimalų atsparumą korozijai, ypač jei komponentas gamybos metu lėtai atvėso per jautrinimo diapazoną.
4. Kuo Hastelloy B2 skiriasi nuo jos įpėdinio Hastelloy B3 (UNS N10675) ir kada galima pasirinkti vieną, o ne kitą?
Hastelloy B3 buvo sukurta kaip patobulinta versija, siekiant pašalinti specifinius B2 trūkumus. Pagrindinis skirtumas yra geresnis šiluminis stabilumas ir gamybos tolerancija. Nors bendras nikelio ir molibdeno kiekis yra panašus, Hastelloy B3 turi kruopščiai sureguliuotą smulkių elementų (pvz., chromo, geležies ir volframo) balansą ir labai mažą silicio kiekį.
Pagrindinis Hastelloy B3 pranašumas yra žymiai didesnis atsparumas žalingų intermetalinių fazių susidarymui veikiant aukštai temperatūrai (pvz., suvirinant, mažinant įtampą ar dirbant aukštoje temperatūroje). Tai reiškia:
Didesnis atsparumas suvirinimo karščio{0}}paveiktos zonos (HAZ) įtrūkimams.
Geresnis lankstumas ir tvirtumas suvirintoje{0}}būklėje.
Puikus terminis stabilumas, kai naudojamas šiluminis ciklas arba aukšta{0}}temperatūra.
Hastelloy B2 ir B3 pasižymi panašiu atsparumu korozijai daugumoje redukuojančių rūgščių aplinkos. Pasirinkimą dažnai lemia specifiniai gamybos iššūkiai ir aptarnavimo sąlygos. Sudėtingiems gaminiams, kurių suvirinimas atliekamas daug, arba komponentams, kurių terminis poveikis turėtų būti nenuspėjamas, Hastelloy B3 dažnai yra tinkamiausias pasirinkimas dėl didesnio tolerancijos, nepaisant didesnių medžiagų sąnaudų. Paprastesniems gaminiams ar gerai-kontroliuojamoms, grynai korozinėms paslaugoms, kai šiluminė istorija yra griežtai valdoma, Hastelloy B2 išlieka patikrintas ir ekonomiškas{8}}sprendimas.
5. Kokie yra dažniausiai naudojami Hastelloy B2 gedimų būdai ir kaip jų galima išvengti?
Hastelloy B2 komponentų gedimas dažniausiai atsiranda dėl netinkamo panaudojimo ar gamybos klaidų, o ne dėl įgimtų medžiagų trūkumų.
Greita bendra arba vietinė korozija dėl oksiduojančių teršalų: tai dažniausiai pasitaikantis gedimo būdas. Net ppm oksidantų (deguonies, geležies jonų, chloro, azoto rūgšties) patekimas į redukuojančios rūgšties srautą gali sukelti katastrofišką korozijos greitį. Prevencija: griežta proceso kontrolė, siekiant užtikrinti, kad nebūtų oksidatorių. Jei yra oksidatorių, reikėtų pasirinkti tokį lydinį kaip Hastelloy C-276.
Tarpgranulinė korozija suvirinimo HAZ: jei lydinys netinkamai suvirinamas esant dideliam šilumos kiekiui arba jam leidžiama lėtai atvėsti, karbido nuosėdos gali įjautrinti grūdelių ribas. Prevencija: griežtų mažo-šilumos-suvirinimo procedūrų laikymasis, tarptakų temperatūrų kontrolė ir tirpalo atkaitinimo po pagaminimo svarstymas.
Įtempių korozijos įtrūkimai (SCC): Nors Hastelloy B2 yra labai atsparus chlorido -sukeltam SCC, palyginti su nerūdijančiu plienu, jis gali būti jautrus sunkiomis sąlygomis, ypač rūgštinėje chlorido aplinkoje, esant aukštesnei temperatūrai, kai patiriamas tempimo įtempis (likęs suvirinimo ar panaudojimo metu). Prevencija: tinkamas dizainas siekiant sumažinti įtempių koncentraciją, streso mažinimo metodų naudojimas (atsargiai dėl terminio poveikio) ir proceso sąlygų palaikymas rekomenduojamomis ribomis.
Trapumas dėl fazinio kritulių: ilgalaikis{0}} veikimas arba atsitiktinis veikimas 550–850 laipsnių diapazone gali sukelti trapių tarpmetalinių fazių (pvz., Ni₄Mo) susidarymą, dėl ko prarandamas kietumas ir galimi mechaniniai gedimai. Prevencija: vengti eksploatacijos arba lėto aušinimo šiame temperatūros diapazone. Stebėjimo proceso sutrikimai, dėl kurių gali atsirasti nenumatyta aukšta temperatūra.
