1. Metalurginis stabilumas: kuo Hastelloy B-3 vielos strypas pranašesnis už originalų Hastelloy B-2, skirtą suvirinimui, ypač kalbant apie tarpmetalinės fazės nusodinimą?
Klausimas: Mes naudojome Hastelloy B-2 užpildų metalus, kad suvirintume druskos rūgšties aptarnavimo įrangą. Mūsų tiekėjas dabar rekomenduoja B-3. Jie tvirtina, kad jis yra „metalurgiškai stabilesnis“. Ką tai reiškia vielos strypui suvirinimo proceso metu ir kodėl turėtume perjungti?
A: Evoliucija nuo Hastelloy B-2 iki B-3 reiškia didelę pažangą metalurgijos projektavimo srityje, ypač sprendžiant kritinį B-2 lydinio silpnumą suvirinimo ir terminio poveikio metu.
B-2 problema (tvarka ir trapumas):
Hastelloy B-2, nors ir puikiai atsparus korozijai, turi dvi pagrindines problemas, susijusias su dideliu molibdeno kiekiu (apie . 28%):
Trumpo-diapazono išdėstymas: kai B-2 veikia nuo 550 °F iki 850 °F (290–455 °F) temperatūrų – tai gali lengvai įvykti atliekant kelių eigų suvirinimą arba sumažinant įtempį – atomai persitvarko į tvarkingą gardelės struktūrą. Dėl šio „užsakymo“ lydinys tampa itin kietas ir trapus. Vielos strypas arba suvirinimo nuosėdos, kurios patiria tai, gali katastrofiškai įtrūkti veikiant stresui.
Karbido nusodinimas: B-2 buvo linkęs į karbidų ir tarpmetalinių fazių (pvz., Mu fazės) nusodinimą karščio paveiktoje zonoje, todėl dar labiau sumažėjo plastiškumas.
B-3 sprendimas:
Hastelloy B-3 buvo specialiai pakeista (su kontroliuojamais geležies ir chromo priedais ir apdorojimo koregavimu), kad būtų drastiškai sulėtinti šios užsakymo reakcijos kinetika. Praktiškai:
Vielos strypas: B-3 vielos strypas išlieka lankstus, net jei saugojimo ar gamybos metu jis patiria šiluminius pokyčius. Jis atsparus trapumui, kuris gali atsirasti B-2, jei viela būtų netyčia įkaitinta.
Suvirinimo indams: kai klojate karoliuką su B-3 viela, suvirinimo metalas ir karščio-veikiama zona yra daug atsparesni užsakymui. Tai reiškia, kad suvirintas komponentas išlaiko savo lankstumą ir tvirtumą, nereikalaujant po suvirinimo atkaitinimo tirpalu, kad būtų atkurtos savybės.
Rezultatas: perjungus į B-3 vielos strypą, gaunamas platesnis apdorojimo langas, sumažinama karščio-paveiktos zonos įtrūkimų rizika ir užtikrinamas suvirintos siūlės vientisumas, ypač įrangoje, kuri veikia kritiniame temperatūros diapazone, kur B-2 trapūs.
2. Vandenilio chlorido rūgšties paslauga. Kodėl azeotropinio HCl atveju, kai virimo temperatūra viršija virimo temperatūrą, Hastelloy B-3 vielos strypas yra tinkamiausias pasirinkimas suvirinimui ir kaip jis atsparus specifiniam korozijos mechanizmui?
Kl.: Gaminame reaktorių, skirtą tvarkyti azeotropinę druskos rūgštį (apie . 20% HCl) 150 laipsnių temperatūroje. Mes žinome, kad B-3 yra netaurieji metalai. Bet suvirinimui mums buvo pasiūlyti ir C-276, ir B-3 užpildo laidai. Kodėl šioje konkrečioje aplinkoje turime reikalauti B-3 vielos strypo?
A: Naudojant azeotropinį HCl aukštesnėje temperatūroje, užpildo metalo pasirinkimas yra labai svarbus. Naudojant C-276 užpildą ant B-3 netauriųjų metalų, susidarytų „mišraus metalo“ suvirinimo zona, kuri gali greitai sugesti. Štai kodėl B-3 vielos strypas yra nediskutuotinas:
Korozijos mechanizmas: redukuojanti rūgštis prieš oksiduojančią rūgštį
Hastelloy B-3 sukurtas „sumažinti“ aplinką, pavyzdžiui, gryną druskos rūgštį. Didelis molibdeno kiekis (28-30%) užtikrina išskirtinį atsparumą vienodai korozijai HCl. Jame sąmoningai mažai chromo ir geležies, kad būtų išvengta greito redukuojančių rūgščių puolimo.
Hastelloy C-276 sukurtas „oksiduojančiai“ aplinkai (pvz., turinčioms geležies ar vario jonų arba chloro). Apsaugai naudojamas chromas (15%).
Nesėkmės scenarijus:
Jei suvirinate B-3 indą su C-276 užpildo viela:
Skiedimo zona: suvirinimo baseinas tampa B-3 (mažas Cr, didelis Mo) ir C-276 (aukštas Cr, didelis Mo) mišiniu. Susidariusiose nuosėdose yra tarpinis chromo kiekis.
Elektrocheminė ląstelė: grynoje karštoje druskos rūgštyje (redukuojančioje rūgštyje) chromas iš tikrųjų yra žalingas. C-276 siūlės dalyje esantis chromas greitai ištirpsta. Taip sukuriamas galvaninis elementas, kuriame chromo -netaurieji metalai B-3 yra katodiniai, o chromo turintis suvirinimo metalas yra anodinis. Suvirinimo siūlė pirmiausia ištirpsta.
Peilio{0}}Ataka: pastebėsite greitą, stiprią koroziją tiksliai išilgai suvirinimo siūlės, dėl kurios per kelias savaites gali atsirasti nuotėkis.
Kodėl B-3 laidas laimi:
Naudojant atitinkamą B-3 vielos strypą, užtikrinama, kad suvirinimo siūlės cheminė sudėtis būtų tokia pat mažai-chromo ir daug molibdeno kaip ir netauriojo metalo. Visos jungties paviršius rūgštims yra vienodas, atsparus vienodai korozijos mechanizmui, nesukeliant galvaninio nesuderinamumo.
3. Šalta galva ir formavimas: kokie konkretūs reikalavimai keliami gaminant Hastelloy B-3 vielos strypą, skirtą tvirtinimo detalėms su šalta galvute (veržlėmis, varžtais, poveržlėmis) korozinėje aplinkoje?
K: Gaminame tvirtinimo detales chemijos perdirbimo pramonei. Turime pagaminti varžtus iš Hastelloy B-3 vielos strypo. Kokias specifines metalurgines sąlygas ir paviršiaus apdailą turi turėti vielos strypas, kad jis atlaikytų šaltą kryptį be įtrūkimų, atsižvelgiant į šio lydinio kietėjimą?
A. Gaminti tvirtinimo detales iš Hastelloy B-3 naudojant šaltą apdirbimą yra sudėtinga dėl greito lydinio kietėjimo greičio. Kad išliktų procesas, vielos strypas turi būti tiekiamas labai specifinės būklės.
Čia pateikiami kritiniai reikalavimai, taikomi vielos strypui su šalta kryptimi:
Sąlyga: „Nepakankama kokybė“ ir atkaitintas sprendimas:
Vielos strypas turi būti tiekiamas atkaitintas tirpalu, -minkštiausios įmanomos būsenos. Tai reiškia, kad jis buvo įkaitintas virš 1060 laipsnių ir greitai gesinamas, kad ištirptų visos nuosėdos ir būtų visiškai perkristalizuota, lygiagreta grūdelių struktūra.
Jis turi būti specialiai įvertintas kaip „šalto srauto kokybė“, o tai reiškia griežtą vidinio garso kontrolę (jokių požeminių inkliuzų ar vamzdžių), kurie gali veikti kaip įtempiai, sukeliantys sutrikimus.
Paviršiaus būklė: „Nuodrinta“ arba „nulupta“ apdaila:
Tai yra pats svarbiausias veiksnys. Bet kokie vielos strypo -siūlių, apvadų, štampų žymių ar dekarbonizacijos paviršiaus defektai (nors nikelio lydiniams dekarbacija mažiau aktuali) -atsivers kaip užtrauktukas važiuojant šaltu kursu.
Tvirtinimo detalėms vielos strypo paviršius turi būti nuluptas arba įžemintas. Šis mechaninis išorinio sluoksnio pašalinimas pašalina visus paviršiaus trūkumus, todėl paviršius yra nesugadintas, galintis atlaikyti tempimo lanko įtempius.
Tepimas ir dangos:
Vielinis strypas paprastai tiekiamas su specialia tepalo nešiklio danga (dažnai oksalatu arba specializuotu polimeru), kuri padeda ištraukti vielą per štampus ir palaiko metalą didelio{0}}įtempimo proceso metu.
Grūdų dydžio valdymas:
Grūdelių dydis turi būti kontroliuojamas (paprastai ASTM 5 arba smulkesnis). Dėl pernelyg stambios grūdelių struktūros varžto galvutėje gali atsirasti „apelsino žievelės“ efektas arba net įtrūkimai grūdelių ribose, veikiant slėgiui.
Paskelbkite{0}}formavimo svarstymus:
Net ir naudojant puikiai paruoštą vielinį strypą, šalto krypties procesas{0}}suaugins galvą ir blauzdą. Tvirtinimo detalėms, kurioms reikalingas lankstumas arba specifinės mechaninės savybės, prieš įsriegiant arba galutinai naudojant, gali prireikti gatavą varžtą atkaitinti po -formavimo tirpalu, kad jis suminkštėtų.
4. Vielos tempimo procesas: kaip didelis molibdeno kiekis Hastelloy B-3 veikia vielos tempimo procesą ir kokie specializuoti metodai naudojami smulkaus skersmens vielos strypui gaminti?
Kl.: Bandome nutempti Hastelloy B-3 laidą iki 0,5 mm skersmens, kad būtų galima naudoti kaip termoporos apvalkalo laidą. Mes nuolat gauname lūžių. Mūsų standartiniai nerūdijančio plieno piešimo būdai neveikia. Kuo išskirtinis šio lydinio piešimas?
A: Hastelloy B-3 piešimas iki smulkaus skersmens yra tikslios metalurgijos įrodymas. Didelis molibdeno kiekis (apie . 28%), dėl kurio B-3 yra puikus atsparumas korozijai, taip pat tampa košmaru piešti, jei netinkamai elgiamasi. Tikėtina, kad dėl lydinio greito kietėjimo ypatumų atsiranda „centrinės linijos plyšimas“ arba „taurelės- ir kūgio lūžiai“.
Čia yra reikalingi specializuoti metodai:
„Atkaitinimo dažnio“ iššūkis: B-3 darbo metu sukietėja daug greičiau nei nerūdijantis plienas. Negalite tiesiog suvynioti ilgo ilgio ir pertraukti jo per 10 kauliukų vienu ėjimu. Turite naudoti procesą su tarpiniais tirpalo atkaitinimo etapais.
Procesas:Nubrėžkite mažą redukciją, atkaitinkite, vėl pieškite, atkaitinkite. Smulkiai vielai galite atlikti 5–10 atkaitinimo ciklų. Viela turi būti atkaitinta apsauginėje atmosferoje (šviesus atkaitinimas), kad būtų išvengta oksidacijos, nes oksidų nuosėdos sunaikintų smulkius štampus.
Štampo geometrija („K“ faktorius): standartiniai nerūdijančio plieno štampai turi tam tikrą mažinimo kampą („štampavimo kampą“). Didelio -molibdeno lydinių, tokių kaip B-3, štampavimo kampas turi būti optimizuotas. Jei kampas yra per staigus, tepimo plėvelė sugenda ir viela prisivirina prie štampavimo (užvirsta). Jei jis per seklus, gausite perteklinio darbo ir per daug šilumos. Norint tolygiau paskirstyti deformaciją ir sumažinti centrinį plyšimą, dažnai naudojamas mažesnis štampavimo kampas.
Tepimas yra labai svarbus: standartiniai alyvos -pagrindiniai tepalai gali suskaidyti esant dideliam slėgiui, kurį sukuria brėžinys B-3. Jums reikia stiprių -bechlorių ekstremalaus slėgio (EP) tepalų arba specializuoto sauso traukimo muilo, kuris sukuria tvirtą cinko stearato arba molibdeno disulfido plėvelę.
Įtempimo valdymas: B-3 turi siaurą langą tarp takumo ir tempimo stiprumo, kai sukietėja. Nugaros ir priekio įtempimas ant tempimo stendo turi būti tiksliai kontroliuojamas. Per daug įtempta, o viela atsilieka, o tai sukelia kaklą ir lūžimą.
Ultragarsinis testavimas (pertraukų aptikimui): traukiant smulkią vielą, sūkurinių srovių arba ultragarso tikrintuvai linijoje naudojami nedelsiant aptikti menkiausius tarpelius ar siūles ir sustabdo liniją prieš visiškai nutrūkstant.
Norint sėkmingai nubrėžti B-3 laidą, reikia bendradarbiauti su gamykla, kuri supranta šiuos niuansus ir turi specialiai nikelio ir molibdeno lydiniams sukalibruotas atkaitinimo krosnis bei štampavimo inžineriją.
5. Marinavimas ir kalkių pašalinimas: po Hastelloy B-3 vielos strypo atkaitinimo, kokia yra teisinga ėsdinimo chemija, norint pašalinti oksido apnašas nepažeidžiant netauriųjų metalų ir nesukeliant tarpgranulinio poveikio?
Kl.: Mes atkaitiname Hastelloy B-3 vielos strypą oro atmosferos krosnyje (neturime šviesaus atkaitinimo įrenginio). Mastelis yra atkaklus. Mūsų standartinis nerūdijančiam plienui skirtas azoto-vandenilio fluorido rūgšties marinatas neveikia gerai, todėl nerimaujame dėl per didelio marinavimo. Koks yra tinkamas B-3 rūgšties mišinys?
A: Jūs nustatėte kritinę problemą. Hastelloy B-3 oksido apnašos chemiškai skiriasi nuo nerūdijančio plieno apnašų, o naudojant netinkamą marinatą gali nepavykti nuvalyti vielos arba, dar blogiau, gali būti korozijos grūdelių ribos ir sugadintos jo mechaninės savybės.
B-3 skalės pobūdis:
Kadangi B-3 yra nikelio-molibdeno lydinys, kuriame yra labai mažai chromo, atkaitinimo oru metu susidariusiose nuosėdose gausu nikelio oksidų ir molibdeno oksidų. Šie oksidai yra kietesni ir atsparesni ugniai nei chromo oksidai ant nerūdijančio plieno. Standartinis nerūdijančio plieno azoto-HF mišinys yra per švelnus, kad efektyviai suskaidytų molibdeno oksidus.
Rekomenduojamas marinavimo procesas:
1 veiksmas: oksiduojančios druskos vonia (kondicionavimas):
Prieš ėsdinant rūgštimi, B-3 vielos strypui paprastai reikia ištirpintos druskos vonios (dažnai turinčios natrio hidrido arba oksiduojančių druskų). Viela panardinama į išlydytą druską maždaug 400-500 laipsnių temperatūroje.
Paskirtis:Taip ugniai atsparūs nikelio{0}}molibdeno oksidai chemiškai paverčiami žemesniais oksidais, kurie geriau tirpsta rūgštyje. Jis „sudaro sąlygas“ arba „sulaužo“ skalę.
2 veiksmas: rūgštus agurkas:
Po druskos vonios ir vandens gesinimo (kuris termiškai sukrečia skalę), viela panardinama į specifinį rūgšties mišinį.
Formulė: sieros rūgšties (H2SO4) tirpalas dažnai yra veiksmingesnis už azoto -HF B-3. Paprastai naudojamas 10-20% sieros rūgšties tirpalas, pašildytas iki 60-80 laipsnių.
Kodėl ne Nitric{0}}HF? Azoto rūgštis yra oksiduojanti rūgštis. Atminkite, kad B-3 yra skirtasmažinantisaplinkos. Paveikus pliką B-3 paviršių stipriai oksiduojančia azoto rūgštimi, iš tikrųjų gali prasidėti tarpgranulinė ataka arba paviršius pasyvinamas tokiu būdu, kuris trukdo tolesniam valymui. Vandenilio fluorido rūgštis atakuoja molibdeną, tačiau jei santykis yra išjungtas, rizikuojate išgraviruoti grūdų ribas.
Inhibitoriai:
Į sieros rūgštį dažnai pridedami komerciniai ėsdinimo inhibitoriai, siekiant užtikrinti, kad būtų užpultas tik nuosėdos, o netaurieji metalai būtų apsaugoti.
„Per{0}}marinavimo“ rizika:
Jei paliksite B-3 agresyviame marinuotame agurkyje per ilgai arba jei rūgštis bus per karšta, pirmiausia atakuosite sritis, kuriose trūksta molibdeno (tikriausiai grūdų ribas). Dėl to vėlesnio vielos tempimo metu susidaro šiurkštus, „neryškus“ paviršius ir galimas tarpkristalinis įtrūkimas.
Rekomendacija:
Jei negalite įrengti druskos vonios kondicionavimo linijos, B-3 vielos strypą turite įsigyti gamykloje, kurioje atliekamas ryškus atkaitinimas (kontroliuojamos atmosferos krosnyje su vandeniliu arba argonu). Taip gaunamas švarus, oksidų neturintis paviršius, kurio nereikia ėsdinti, visiškai pašalinama rizika ir išsaugomas vielos paviršiaus vientisumas formuojant pasroviui.
