1 klausimas: kokia yra Hastelloy B-3 vielos strypo pirminė cheminė sudėtis ir kuo ji skiriasi nuo savo pirmtako Hastelloy B-2?
A:Hastelloy B-3 yra nikelio ir molibdeno lydinys, specialiai sukurtas išskirtiniam atsparumui grynai druskos rūgščiai ir kitoms stipriai redukuojančioms aplinkoms. Jo vardinė cheminė sudėtis yra maždaug:65 % nikelio (balansas), 28–30 % molibdeno, 1,5–3,0 % geležies, 1,0 % arba 1,0 % chromo, 0,5 % arba 0,5 % mangano, 0,1 % ar mažiau aliuminio ir 0,01 % anglies. Skirtingai nuo Hastelloy B-2 (kuris turėjo panašius molibdeno kiekius, bet turėjo skirtingą metalurginį atsaką į terminį apdorojimą), B-3 turi tiksliai kontroliuojamą chemiją, kurisumažina tarpmetalinių fazių nusodinimą(ypač Ni₄Mo ir Ni3Mo) suvirinimo arba karštojo formavimo metu.
Pagrindinis skirtumas nuo B-2 yra terminis stabilumas. Hastelloy B-2 buvo jautrus greitam trapių intermetalinių junginių susidarymui, kai buvo veikiamas 600–900 laipsnių (1110–1650 laipsnių F) temperatūros, net per trumpus terminius ciklus, pavyzdžiui, suvirinant. Dėl to B-2 buvo linkęs į įtempių ir korozijos įtrūkimus ir sumažino plastiškumą karščio paveiktoje zonoje. Priešingai, Hastelloy B-3 buvo sukurtas naudojant modifikuotą chemiją (įskaitant didesnį geležies kiekį ir griežtesnę aliuminio bei silicio kontrolę).smarkiai sulėtina kritulių kinetikąšių kenksmingų fazių. Dėl to B-3 vielos strypas gali būti suvirintas ir termiškai apdorotas, kad būtų daug didesnis atsparumas trapumui. Be to, B-3 pasižymi puikiu šiluminiu stabilumu, kai ilgą laiką-veikia aukšta temperatūra, todėl jis yra daug atlaidesnis gamybos ir aptarnavimo aplinkoje, kur gali atsirasti temperatūros svyravimų. Naudojant vielos strypus,{8}}pavyzdžiui, suvirinant užpildą, tvirtinimo detales ir tinklelį, šis pagerintas metalurginis stabilumas užtikrina pastovias mechanines savybes ir atsparumą korozijai net po kelių apdorojimo etapų.
2 klausimas: Kodėl Hastelloy B-3 vielos strypas laikomas tinkamiausiu užpildu suvirinant Hastelloy B-2 ir B-3 pagrindines medžiagas?
A:Hastelloy B-3 vielos strypas yra labiausiai pageidaujamas kaip užpildas, skirtas sujungti tiek B-2, tiek B-3 lydinio komponentus, nespašalina tarpmetalinės fazės nuosėdų riziką suvirinimo nuosėdose ir šilumos{0}}veikiamoje zonoje. Suvirinant B-2 pagrindinę medžiagą naudojant B-2 užpildą, dėl greitų terminių ciklų, būdingų lankiniam suvirinimui dujiniu volframu (GTAW) arba lankiniam suvirinimui dujomis (GMAW), suvirinimo metale arba gretimame netauriajame metale gali lengvai susidaryti Ni4Mo arba Ni3Mo intermetaliniai junginiai. Šios fazės labai sumažina lankstumą ir atsparumą korozijai, dažnai sukelia katastrofiškus įtrūkimus aušinant arba netrukus po eksploatacijos druskos rūgšties aplinkoje.
Hastelloy B-3 užpildo metalas (dažniausiai žymimas kaipERNiMo-11pagal AWS A5.14) yra specialiai sukurta taip, kad būtų atspari šiems krituliams. Jo modifikuota chemija-ypač optimizuotas geležies kiekis (apie 2–3 %) ir mažai anglies, silicio ir aliuminio-suteikiaplatus apdorojimo langassuvirinimui nesudarant trapių fazių. Net kai atliekami keli suvirinimo praėjimai arba kai šilumos tiekimas nėra visiškai kontroliuojamas, B-3 užpildo metalas išlaiko švarią, vienos fazės kieto tirpalo mikrostruktūrą. Naudojant stipriai redukuojančias rūgštis, pvz., druskos, sieros ar fosforo rūgštį (ypač esant aukštesnei nei 80 laipsnių temperatūrai arba su priemaišomis, pvz., oksidatoriais), naudojant B-3 vielos strypą, suvirintos jungties atsparumas korozijai yra lygiavertis arba geresnis nei netauriųjų metalų. Be to, B-3 užpildo metalas pasižymi puikiu atsparumu įdubimams ir plyšinei korozijai chlorido{13}}turinčioje aplinkoje. Dėl šių priežasčių pramonės kodeksai ir gamintojai primygtinai rekomenduoja (ir dažnai įpareigoja) naudoti Hastelloy B-3 vielos strypą kaip suvirinimo medžiagą bet kokiai B serijos lydinio įrangai, skirtai kritinei priežiūrai, neatsižvelgiant į tai, ar pagrindinė medžiaga yra B-2 ar B-3.
3 klausimas: kuriose konkrečiose pramonės srityse dažniausiai naudojamas Hastelloy B-3 vielos strypas ir kodėl?
A:Hastelloy B-3 vielos strypas naudojamas pramonės šakose, kurdruskos rūgštis bet kokia koncentracija ir temperatūra-iki virimo taško-turi būti tvarkomi, taip pat kitose redukuojančiose rūgštinėse aplinkose. Jo pagrindinės programos apima:
Suvirinimo medžiaga (užpildo viela): Kaip aprašyta aukščiau, B-3 vielos strypas yra standartinis užpildas, naudojamas gaminant Hastelloy B-3 ir B-2 įrangą, pvz., reaktorius, šilumokaičius, kolonas ir vamzdynų sistemas cheminio perdirbimo įmonėse. Jis tiekiamas nuo 0,8 mm iki 3,2 mm skersmens tiek automatiniam, tiek rankiniam suvirinimui.
Tvirtinimo{0}}užsegimai su šalta galvute: B-3 vielos strypas traukiamas šaltai-, o po to šaltai-įsukamas į varžtus, veržles, varžtus ir kniedes, naudojamus rūgštims-atspariuose mazguose. Šios tvirtinimo detalės turi atlaikyti tokią pat labai korozinę aplinką kaip ir įranga, kurią jie tvirtina. Vielos forma leidžia atlikti didelės apimties, tikslią šalto kryptį, o geras lydinio lankstumas (net po šalto darbo) apsaugo nuo įtrūkimų formavimo metu.
Vielos tinklas ir krepšeliai: Hastelloy B-3 vielos strypas yra įaustas į korozijai atsparų tinklelį, naudojamą katalizatoriaus laikymo krepšeliams, rūgštinio filtravimo tinkleliams ir dalių krepšiams marinavimo linijose. Šiuos tinklelius veikia karšta druskos rūgštis arba mišrios rūgštys, kur net nedidelė korozija gali sukelti užteršimą arba mechaninį gedimą.
Thermowell apvalkalas ir prietaisų laidai: Reaktoriuose, kuriuose tvarkomos redukuojančios rūgštys, termošuolinės ir jutiklių apvalkalai, pagaminti iš B-3 vielos strypo (įtraukti į besiūlius vamzdelius arba vientisos vielos formas), užtikrina tikslų temperatūros matavimą be duobių ar vienodos korozijos rizikos.
Spyruoklės ir atraminiai žiedai: Vožtuvams ir siurbliams, naudojamiems rūgštims, B-3 vielos strypas gali būti suformuotas į korozijai-atsparias spyruokles ir laikančius žiedus. Dėl gero lydinio atsparumo nuovargiui ir jautrumo vandenilio trapumui trūkumas (skirtingai nuo daugelio didelio stiprumo nerūdijančio plieno) jis yra patikimas dinamiškose srityse.
Pagrindinis našumo privalumas visais šiais atvejais yra B-3 gebėjimas atlaikyti druskos rūgštį net esant reduktoriams (pvz., geležies chloridas, vario chloridas) ir atsparumas įtempiams-koroziniam trūkinėjimui-, kuris kenkia austenitiniam nerūdijančiam plienui ir netgi redukuojančiam nikelio rūgštį. Be to, B-3 pasižymi išskirtiniu atsparumu iki 60% koncentracijos sieros rūgščiai ir fosforo rūgščiai aukštoje temperatūroje.
4 klausimas. Kokie yra svarbiausi gamybos ir tvarkymo aspektai apdorojant Hastelloy B-3 vielos strypą?
A:Apdorojant Hastelloy B-3 vielos strypą reikia atkreipti dėmesį į keletą metalurginių ir praktinių veiksnių, kad būtų išsaugotas jo atsparumas korozijai ir mechaninis vientisumas:
Darbo šaltyje apribojimai: Nors B-3, palyginti su B-2, pagerino elastingumą, jis vis tiek greitai sukietėja. Šaltasis vielos strypo tempimas turėtų būti atliekamas naudojant tarpinį atkaitinimą tirpalu (paprastai 1060–1100 laipsnių arba 1940–2010 laipsnių F), kai plotas sumažėja daugiau nei 30–40%. Be tinkamo atkaitinimo, per didelis šaltas darbas gali sukelti įtrūkimus vėlesnių formavimo operacijų metu (pvz., apvyniojant, suvyniojant). Gamintojai paprastai tiekia vielos strypą atkaitintą tirpalu, kurio kietumas yra mažesnis arba lygus 100 HRB.
Paviršiaus švara: Užteršimas kelia rimtą susirūpinimą. Hastelloy B-3 yra labai jautrus oksiduojančioms rūšims, o paviršiaus geležies arba anglinio plieno užterštumas (pvz., naudojant įrankius, štampus ar laikymo lentynas) gali sukurti galvaninius elementus arba rūgščių apdorojimo vietas. Visi įrankiai, liečiantys B-3 vielos strypą, turi būti pagaminti iš nerūdijančio plieno, karbido arba padengti polimeru. Prieš galutinį tirpalo atkaitinimą dalys turi būti nuriebalintos ir marinuotos (naudojant azoto ir vandenilio fluorido rūgšties mišinį).
Atkaitinanti atmosfera: B-3 vielos strypo atkaitinimas tirpalu turi būti atliktas aredukuojanti arba inertiška atmosfera(vandenilis, disocijuotas amoniakas arba argonas), kad būtų išvengta paviršiaus oksidacijos. Jei įvyksta oksidacija, eksploatuojant pirmiausia bus užpultas chromo-sluoksnis, esantis po oksido nuosėdomis. Visiškam atkaitinimui reikalingas greitas gesinimas (vanduo arba dujos), kad būtų išvengta tarpmetalinių kritulių.
Suvirinimo svarstymai: Naudojant B-3 vielos strypą kaip užpildą, apsauginės dujos turi būti grynas argonas arba argono-helio mišiniai (be vandenilio, nes vandenilis gali sukelti trapumą). Temperatūra tarp praėjimo turi būti žemesnė nei 150 laipsnių (300 laipsnių F), kad būtų išvengta ilgalaikio poveikio jautrioje temperatūros diapazone (600–900 laipsnių). Terminis apdorojimas po suvirinimo paprastai nereikalingas, bet, jei atliekamas, turi būti pilnas atkaitinimas tirpalu, o po to greitai gesinamas.
Sandėliavimas: B-3 vielos strypas turi būti laikomas švarioje, sausoje aplinkoje. Drėgmė kartu su chloridais iš parduotuvės oro gali sukelti duobių atsiradimą ant paviršiaus net prieš naudojant. Kritinėms reikmėms vielos strypas dažnai užsandarinamas vakuuminiu būdu su sausikliu.
Laikantis šios praktikos užtikrinama, kad gatavas komponentas išnaudos visą lydinio potencialą{0}}būtent korozijos greitis mažesnis nei 0,1 mm per metus verdančioje druskos rūgštyje.
5 klausimas: kokie pramonės standartai reglamentuoja Hastelloy B-3 vielos strypo kokybę ir bandymus, o kokie bandymai yra privalomi?
A:Hastelloy B-3 vielos strypas yra pagamintas ir išbandytas pagal kelis griežtus pramonės standartus. Pirminė specifikacija yraASTM B622(siūliams vamzdžiams ir vamzdeliams) pritaikytas vielos formoms, bet tiesiogiaiASTM B574(Standartinė mažo-anglies nikelio-molibdeno-chromo lydinio strypų ir strypų specifikacija) dengia B-3 vielos strypą. Metalo užpildui suvirinti,AWS A5.14 / ASME SFA-5.14(Nikelio ir nikelio{0}}lydinio pliko suvirinimo strypų ir elektrodų specifikacija) žymi B-3 kaipERNiMo-11. Papildomi atitinkami standartai apimaISO 18274(Suvirinimo medžiagos – Vielos ir juostelių elektrodai nikelio lydiniams) irNACE MR0175 / ISO 15156rūgščių paslaugų programoms.
Privalomi B-3 vielos strypo bandymo reikalavimai paprastai apima:
Cheminė analizė: sudėties tikrinimas indukciniu būdu susietos plazmos (ICP) arba rentgeno fluorescencijos (XRF) būdu (Ni 65 % min, Mo 28–30 %, Fe 1,5–3,0 %, Cr Mažiau arba lygus 1,0 %, C Mažiau arba lygus 0,01 %, Si Mažiau arba lygus Al.0.0 %). Mažas anglies kiekis ir silicis yra labai svarbūs.
Tempimo savybės: takumo stipris (paprastai didesnis arba lygus 350 MPa / 50 ksi), ribinis tempiamasis stipris (didesnis arba lygus 750 MPa / 109 ksi) ir pailgėjimas (didesnis arba lygus 30 % 50 mm), matuojamas iš tirpalu{6}}atkaitintos vielos.
Kietumo bandymas: „Rockwell B“ (mažesnis arba lygus 100 HRB) arba „Vickers“ (mažesnis arba lygus 220 HV), kad būtų patvirtintas tinkamas atkaitinimas ir tarpmetalinių fazių nebuvimas.
Tarpkristalinės korozijos bandymas: Pagal ASTM G28 A metodą (geležies sulfatas{1}}sieros rūgštis) 120 valandų. Korozijos greitis turi būti mažesnis arba lygus 12 mm/metus (0,5 ipy) ir neleidžiama turėti tarpgranulinio poveikio. Šis bandymas yra labai svarbus, nes tarpmetalinės fazės sukeltų greitą ataką išilgai grūdelių ribų.
Metalografinis tyrimas: 200–500 kartų padidinus, kad patikrintumėte, ar nėra nuosėdų, intarpų ir grūdelių struktūros (dažniausiai grūdelių dydis yra ASTM 5 arba smulkesnis).
Paviršiaus patikrinimas: vizualinis, skystas skvarbos (PT) arba sūkurinių srovių bandymas, skirtas aptikti apnašas, siūles, įtrūkimus ar apnašas.
Suvirinamumo testas(užpildo vielos klasei): Padaroma bandomoji suvirinimo siūlė, išpjaunama ir tiriama, ar nėra mikroplyšių ar poringumo.
Kritinėms reikmėms (pvz., branduolinei, farmacijai) gali būti taikomi papildomi reikalavimaitrečiosios-šalies liudininkų patikrinimas, sertifikuotos medžiagos bandymo ataskaitos (MTR)su atsekamumu iki pradinės šilumos partijos irteigiamas medžiagos identifikavimas (PMI)kiekvienos ritės. Patikimi tiekėjai pateikia visą dokumentaciją, įrodančią atitiktį taikomiems standartams, terminio apdorojimo įrašus ir bandymų rezultatus. Bet koks nukrypimas -ypač padidėjęs anglies, silicio ar aliuminio-pažeidžia B-3 žymėjimą ir kenkia korozijai.
