1: Koks yra esminis Nikel 201 ir labiau paplitusio Nickel 200 sudėties ir mikrostruktūros skirtumas ir kodėl šis skirtumas yra labai svarbus aptarnaujant aukštoje temperatūroje{3}}?
Nikelis 201 ir nikelis 200 yra kalto, komerciškai gryno (mažiausiai 99,0 % Ni) nikelio klasės. Pagrindinis jų skirtumas yra anglies kiekis, iš pažiūros maža detalė, turinti didelę įtaką aukštos-temperatūros stabilumui.
Nikelio 200 (UNS N02200) vardinis anglies kiekis yra ne didesnis kaip 0,15 %. Nors ši anglis puikiai atspari korozijai žemesnėje temperatūroje, ji tampa atspari 315–650 laipsnių (600–1200 laipsnių F) diapazone.
Nikelis 201 (UNS N02201) yra mažai anglies išskiriantis variantas, kurio didžiausias anglies kiekis yra 0,02 %.
Kritinis mechanizmas: grafifikavimas
Kai nikelis 200 laikomas kritinėje temperatūros diapazone ilgą laiką (pvz., karštame šarminiame garintuve arba krosnies komponente), persotinta anglis gali nusodinti iš nikelio matricos ir sudaryti grafito daleles prie grūdelių ribų. Šis procesas, žinomas kaip grafitizavimas, turi du žalingus padarinius:
Trapumas: grafito dalelės veikia kaip tuštumos ir įtempių koncentratoriai, smarkiai sumažindamos medžiagos lankstumą ir kietumą, todėl ji gali sugesti.
Jautrumas korozijai: Grafituotos grūdelių ribos tampa pirmenybiniais korozijos atakos keliais, pažeidžiančiais medžiagos vientisumą.
Drastiškai sumažindamas anglies kiekį, nikelis 201 iš esmės pašalina grafitizacijos riziką, todėl tai yra nurodytas pasirinkimas bet kokiai paskirčiai, kai komponentų eksploatavimo temperatūra viršija 315 laipsnių (600 laipsnių F). Dėl to tai yra saugi, konservatyvi ir kodą-atitinkanti medžiaga aukštesnės temperatūros modeliams.
2: Kuriose konkrečiose aukštos- temperatūros ir korozijos srityse nikelis 201 laikomas pasirinkta medžiaga ir kokios pagrindinės savybės pateisina jo naudojimą?
Dėl didelio grynumo, mažai anglies išskiriančių ir būdingų nikelio savybių Nikelis 201 yra nepakeičiamas keliuose atšiauriuose pramonės sektoriuose. Jo pritaikymą lemia atsparumas specifiniams korozijos poveikiui ir stabilumas esant temperatūrai.
Kaustinės sodos (NaOH) gamyba ir tvarkymas: tai klasikinis pritaikymas. Nikelis 201 yra geriausia medžiaga garintuvų vamzdžiams, puodams, vamzdynams ir perpylimo siurbliams, kuriuose tvarkomi koncentruoti (50–73%) natrio hidroksido tirpalai, kurių temperatūra dažnai viršija 400 laipsnių (750 laipsnių F). Jis pasižymi išskirtiniu atsparumu korozijai, apsaugo nuo gaminio užteršimo geležimi ir išlaiko elastingumą per dešimtmečius. Jo šilumos laidumas taip pat naudingas naudojant šilumokaičius.
Šarminiai kuro elementai ir pažangios baterijų sistemos: šarminio (KOH) elektrolito{0}}pagrįstose sistemose, pvz., tam tikrose kuro elementuose ir nikelio{1}}baterijose, Nikelis 201 naudojamas kaip stabilios dvipolės plokštės, srovės rinktuvai ir elementų korpusai. Svarbiausias yra jo didelis elektros laidumas, suderinamumas su elektrolitu ir matmenų stabilumas.
Maisto ir farmacijos perdirbimas: procesuose, kuriuose aukštoje temperatūroje naudojamos didelio{0}}grynumo organinės rūgštys, riebalų rūgštys arba druskos, nikelis 201 naudojamas reaktoriuose, distiliavimo kolonėlėse ir katalizatoriaus regeneravimo sistemose. Jo ne-teršimas (neišsiplauna legiravimo elementai) yra labai svarbus produkto grynumui.
Sintetinio pluošto gamyba (viskozė/viskozė): Procesas apima celiuliozės mirkymą koncentruotoje kaustinės sodos tirpale ir vėliau apdorojimą rūgštinėmis gręžimo vonelėmis. „Nickel 201“ įranga patikimai atlaiko šią agresyvią dviračių aplinką.
Orlaiviai ir elektronika: Dėl puikaus kriogeninio atsparumo jis tinka komponentams, laikomiems ir perkeliamiems kriogeninėje aplinkoje. Jo magnetostrikcinės savybės naudojamos specializuotuose keitikliuose ir jutikliuose.
Pagrindinės pateisinančios savybės: Puikus atsparumas šarminiams šarmams (net išlydytiems), geras šilumos/elektros laidumas, atsparumas chlorido įtempių korozijos įtrūkimams ir išlaikomas plastiškumas nuo kriogeninio iki aukštos temperatūros.
3: Kokios yra pagrindinės nikelio 201 suvirinimo, gamybos ir terminio apdorojimo gairės, siekiant išsaugoti atsparumą korozijai ir mechanines savybes?
Norint sėkmingai pagaminti nikelį 201, reikia atlikti praktiką, pritaikytą jo gryno nikelio struktūrai ir darbo {1}kietėjimo savybėms. Šių gairių laikymasis yra-nederamas dėl paslaugų vientisumo.
Švara yra svarbiausia: visi gamybos etapai turi prasidėti nuo nepriekaištingos švaros. Turi būti pašalintos oksidų nuosėdos, alyvos, dažai ir, svarbiausia, geležies užterštumas nuo anglinio plieno naudojamų įrankių (šlifuoklių, pjovimo peilių, spaustukų žandikaulių). Geležies dalelės gali tapti vietinės korozijos pradžios vietomis. Primygtinai rekomenduojame naudoti specialius, pažymėtus nikeliui skirtus įrankius.
Terminis apdorojimas (atkaitinimas): nikelio 201 darbas-greitai kietėja šaltojo formavimo metu. Tarpinis ir galutinis atkaitinimas atliekamas 705 laipsnių - 925 laipsnių diapazone (1300 laipsnių F - 1700 laipsnių F), po to greitai atšaldomas (pageidautina vandens gesinimas), kad būtų išlaikyta minkšta, lanksti ir korozijai atspari mikrostruktūra. Norint sumažinti stresą, įprastas šildymas iki 425 laipsnių - 540 laipsnių (800 laipsnių F - 1000 laipsnių F).
Suvirinimo procedūros:
Procesai: Siekiant optimalaus valdymo, pirmenybė teikiama lankiniam suvirinimui dujomis (GTAW/TIG). Taip pat naudojamas lankinis suvirinimas dujomis (GMAW/MIG) ir ekranuotas metalo lankinis suvirinimas (SMAW).
Metalinis užpildas: naudokite atitinkamą užpildą ERNi-1 (AWS A5.14) GTAW/GMAW arba ENi-1 elektrodams SMAW.
Jungčių konstrukcija: naudokite atvirų griovelių dizainą (platesni kampai, didesni šaknų tarpai), palyginti su plienu, kad kompensuotumėte didesnį nikelio tankį ir mažesnį sklandumą, užtikrinant tinkamą susiliejimą ir įsiskverbimą.
Šilumos įvesties valdymas: naudokite stringer karoliukų techniką. Išlaikykite mažą ar vidutinį šilumos įvedimą ir griežtai kontroliuokite tarplaidos temperatūrą žemesnę nei 150 laipsnių (300 laipsnių F). Per didelis karštis gali sukelti grūdų sutirštėjimą ir trapumą.
Atgalinis valymas: inertinių dujų pagrindas (argonas) yra privalomas šaknies praėjimuose, kad būtų išvengta oksidacijos ("cukravimo") apatinėje suvirinimo pusėje, dėl kurios susidaro trapus, korozijai jautrus{0}} paviršius.
4: Koks Nikelio 201 veikimas lyginamas su labiau legiruotomis medžiagomis, tokiomis kaip Hastelloy arba nerūdijantis plienas konkrečioje cheminėje aplinkoje?
Medžiagos pasirinkimas visada yra našumo ir kainos balansas. Nickel 201 puikiai tinka tam tikrose nišose, kur jo gryno nikelio sudėtis yra naudinga, tačiau jis nėra universalus labai legiruotų medžiagų pakaitalas.
palyginti su nerūdijančiu plienu (pvz., 304/316): Nikelis 201 yra labai pranašesnis karštoje, koncentruotoje kaustinėje aplinkoje, kur nerūdijantis plienas kenčia nuo korozijos ir kaustinio įtrūkimo. Ir atvirkščiai, oksiduojančioje rūgštinėje aplinkoje (pvz., azoto rūgštyje, gazuotoje sieros rūgštyje) arba chlorido - turtinguose tirpaluose, esant aplinkos temperatūrai, standartinis nerūdijantis plienas paprastai pranoksta nikelį 201, kuris gali lengviau rūdyti. Pagrindinis nikelio 201 pranašumas, palyginti su nerūdijančiu plienu, yra jo visiškas atsparumas chloro -sukeltam įtempių korozijos įtrūkimui (Cl-SCC).
palyginti su nikelio -chromo-molibdeno „Hastelloy-type“ lydiniais (pvz., C-276, C-22): tai yra „superlydiniai“, skirti agresyviausiai, mišriai{15}}rūgščių ir halogenidų{16} turinčiai aplinkai. Jie pasižymi daug geresniu atsparumu redukuojančioms rūgštims (vandenilio chlorido, sieros) ir vietinei korozijai (įdubimams, įtrūkimams) chloriduose. Nikelis 201 neturėtų būti nurodytas šioms sąlygoms. Tačiau naudojant specifinį, griežtą karšto, koncentruoto šarmo, Nickel 201 veikimas yra puikus ir dažnai ekonomiškesnis nei naudojant per daug nurodytą superlydinį.
palyginti su nikeliu{1}}vario lydiniais (pvz., Monel 400): Monel 400 yra geriau atsparus vandenilio fluorido rūgščiai, jūros vandeniui ir sieros rūgščiai redukuojančiomis sąlygomis. Nikelis 201 yra stipresnis šarminėse medžiagose ir aukštos{8} temperatūros oksiduojančioje atmosferoje.
Pasirinkimo logika: pasirinkite Nickel 201, jei norite naudoti aukštos-temperatūros kaustiką, didelio-grynumo apdorojimą arba kur reikalingas šilumos / elektros laidumas. Rinkitės nerūdijantį plieną oksiduojančioms rūgštims ir ekonomiškai{4}}bendrai atsparumui korozijai. Pasirinkite Hastelloy{6}}tipo lydinį, skirtą mišrioms rūgštims, vandenilio chlorido rūgšties naudojimui ir sunkioms duobių / plyšių aplinkoms.
5: Kokie yra pagrindiniai ASTM/ASME medžiagų standartai, reglamentuojantys nikelio 201, skirto naudoti slėginiuose induose ir svarbiuose proceso įrenginiuose, gamybą ir tikrinimą?
Patikimas naudojimas reikalauja, kad medžiaga atitiktų nustatytus standartus. Nickel 201 taikomas platus ASTM (American Society for Testing and Materials) standartų rinkinys, kurį dažnai priima ASME (Amerikos mechanikos inžinierių draugija) kodo kūrimui (priešdėlis SB).
Cheminių ir mechaninių reikalavimų pagrindas: ASTM B160 (stypas / strypas) ir B162 (plokštė / lakštas / juostelė) apibrėžia pagrindines nikelio 201 cheminės sudėties ribas ir kambario temperatūros mechanines savybes.
Produkto formos standartai:
Plokštė, lakštas, juostelė: ASTM B162 / ASME SB162
Besiūliai vamzdžiai ir vamzdeliai: ASTM B161 / ASME SB161 (bendra paslauga); ASTM B163 / ASME SB163 (kondensatoriaus / šilumokaičio vamzdžiai)
Suvirintas vamzdis: ASTM B725 / B726 / ASME SB725 / SB726
Kaltiniai: ASTM B564 / ASME SB564
Jungiamosios detalės (gamyklinė{0}}kaltinė): ASTM B366 / ASME SB366
Patikra ir sertifikavimas: perkant gamykla / platintojas turi pateikti sertifikuotą malūno bandymo ataskaitą (MTR) arba atitikties sertifikatą. Šis dokumentas yra teisinis atsekamumo įrašas, patvirtinantis, kad medžiagos šiluma atitinka nurodytus standarto cheminių ir mechaninių savybių reikalavimus. Esant svarbioms paslaugoms, norint patvirtinti mažą anglies kiekį ir bendrą grynumą, gali būti atlikti papildomi bandymai pagal standartus, pvz., ASTM G28 (jautrumo tarpgranuliniam poveikiui aptikimas) arba ASTM E1473 (optinės emisijos spektrometrija).
Tinkamo ASTM/ASME standarto nurodymas inžineriniuose brėžiniuose ir pirkimo užsakymuose yra pagrindinis žingsnis siekiant užtikrinti, kad tiekiama medžiaga atitiktų numatytas, dažnai sunkias, eksploatavimo sąlygas.
