1 klausimas: kas apibūdina Hastelloy B-3 kapiliarinį vamzdelį ir kaip jis gaminamas?
A: A kapiliarinis vamzdelisapibrėžiamas kaip mažo{0}}skersmens tikslus vamzdis, kurio išorinis skersmuo paprastai svyruoja nuo0,5–6,0 mm (0,020–0,236 colio)ir sienelės storis nuo0,05–1,0 mm (0,002–0,039 colio). Sąvoka „kapiliaras“ kilusi iš vamzdžio gebėjimo traukti skystį veikiant kapiliarams, nors pramonėje jis dažniausiai reiškia mažus, tikslius jo matmenis. Hastelloy B-3 kapiliariniai vamzdeliai gaminami laikantis itin griežtų leistinų nuokrypių, dažnai su ±0,02 mm (±0,0008 colio) OD ir ±10% sienelės storio nuokrypiais.
Hastelloy B-3 kapiliarinio vamzdžio gamyba yra specializuotas, kelių{2}}pakopų procesas dėl didelio lydinio kietėjimo greičio ir siauro apdorojimo lango:
Pradinė tuščiavidurių ruošinių gamyba– Procesas pradedamas nuo didesnio-skersmens besiūlio B-3 vamzdžio (paprastai 20–50 mm OD), pagaminto ekstruzijos arba rotacinio pradurimo būdu iš vakuuminio -indukcinio lydyto (VIM) ruošinio. Šis vamzdis yra atkaitintas tirpalu ir marinuotas.
Šaltas piešimas– Vamzdis pakartotinai šaltai tempiamas per volframo karbido arba deimantinių štampų seriją, o viduje yra įtvaras vidiniam skersmeniui valdyti. Kiekvienas praėjimas sumažina OD ir sienelės storį 15–30%. Kadangi B-3 work-greitai kietėja, tarpinis tirpalo atkaitinimas (1060–1100 laipsnių / 1940–2010 laipsnių F vandenilio arba argono atmosferoje) reikalingas kas 30–40 % sumažinus skerspjūvio plotą.
Pilgeravimas (mažesniam skersmeniui)– Kapiliariniams vamzdeliams, kurių išorinis paviršius mažesnis nei 2 mm, dažnai naudojamas šaltojo kalimo malūnas (rotacinis kalimas). Šiame procese naudojami du štampai su grioveliais, kuriais vamzdis kalamas ant kūginio įtvaro ir vienu praėjimu pasiekiamas didelis sumažinimas (70–90 %). Pilgeruojant gaunama lygesnė paviršiaus apdaila ir vienodesnis sienelių storis nei vien piešimas.
Galutinis atkaitinimas ir tiesinimas– Pasiekus galutinius matmenis, kapiliarinis vamzdelis atkaitinamas tirpalu, kad būtų atkurtas visiškas atsparumas korozijai ir plastiškumas. Tada jis ištiesinamas (naudojant rotacinius arba ritininius tiesintuvus) ir supjaustomas iki tikslaus ilgio (paprastai 1–6 metrų, nors labai mažo skersmens ritės gali siekti iki 100 metrų).
Paviršiaus apdaila– Kritiniais tikslais (pvz., analitiniams prietaisams) vamzdis gali būti elektropoliruotas arba mechaniškai poliruotas, kad vidinis paviršiaus šiurkštumas (Ra) būtų 0,2–0,4 μm (8–16 μin). Tai sumažina skysčio sulaikymą{7}}ir neleidžia kauptis dalelėms.
Besiūlė kapiliarinių vamzdžių konstrukcija yra labai svarbi, nes bet kokia išilginė suvirinimo siūlė būtų proporcinga sienelės storiui, sukurdama silpną vietą ir potencialią korozijos vietą. Be to, tokiame mažame vamzdyje suvirintos siūlės šilumos paveikta zona užimtų didelę perimetro dalį ir pakenktų mechaniniam vientisumui ir atsparumui korozijai.
2 klausimas: kokie yra pagrindiniai Hastelloy B-3 kapiliarinio vamzdžio pramoniniai pritaikymai?
A:Hastelloy B-3 kapiliarinis vamzdelis naudojamas tais atvejais, kai reikalingas tikslus, patikimas labai ėsdinančių redukuojančių rūgščių, -ypač druskos rūgšties, transportavimas arba sulaikymas mažomis skalėmis. Kapiliarinė geometrija leidžia pasiekti minimalų skysčio kiekį, aukštą slėgį (dėl mažo skersmens) ir tikslų srauto valdymą. Pagrindinės programos apima:
Analitinė rūgščių stebėjimo įranga– Chemijos gamyklose internetiniai analizatoriai nuolat matuoja druskos rūgšties, geležies chlorido ar kitų redukuojančių medžiagų koncentraciją proceso srautuose. B-3 kapiliariniai vamzdeliai naudojami kaip mėginių linijos, jungiančios proceso vamzdį su analizatoriumi. Mažas vidinis skersmuo (0,5–2,0 mm) užtikrina greitą mėginio transportavimą (mažas sulaikymo tūris) ir sumažina negyvąjį tūrį. Lydinio atsparumas korozijai užtikrina, kad mėginio sudėtis nepakeistų korozijos produktų.
Aukšto -slėgio skysčių chromatografijos (HPLC) sistemos rūgščių analizei– HPLC sistemose, kuriose analizuojami rūgštiniai mėginiai (pvz., farmaciniai tarpiniai produktai, ištirpinti praskiestoje HCl), naudojami kapiliariniai vamzdeliai mėginių įpurškimui ir kolonėlės jungtims. B-3 kapiliariniai vamzdeliai atsparūs mobiliajai fazei (kurioje gali būti fosforo arba druskos rūgšties buferių) ir padidėjusiam slėgiui (iki 400 bar / 5800 psi), būdingam šiuolaikinėms UHPLC sistemoms.
Cheminės įpurškimo sistemos naftos ir dujų gręžiniuose– Į gręžinį įpurškiant chemikalus, siekiant užkirsti kelią korozijai ar nuosėdų susidarymui, nedideli kiekiai koncentruotos druskos rūgšties (15–28 % HCl) įpurškiami esant 50–100 barų (700–1500 psi) slėgiui. B-3 kapiliariniai vamzdeliai (paprastai 3–6 mm OD × 1–2 mm ID) naudojami kaip įpurškimo linijos nuo paviršiaus valdymo skydelio iki įpurškimo vožtuvo į angą. Jų mažas skersmuo leidžia sujungti juos su kitomis valdymo linijomis (pvz., hidraulinėmis, pneumatinėmis) vienoje bamboje. Stora sienelė, palyginti su OD, užtikrina didelį sprogimo slėgį, o B-3 atsparus ir HCl, ir bet kokiam vandenilio sulfidui (H2S) (atitinka NACE MR0175).
Laboratoriniai ir bandomųjų įrenginių reaktoriai– Tyrimų aplinkose, tiriančiose druskos rūgšties reakcijas (pvz., chlorinimą, rūgštinę katalizę), B-3 kapiliariniai vamzdeliai naudojami tiekimo linijoms, mėginių ėmimo kilpoms ir slėgio matavimo čiaupams. Jų mažas vidinis tūris leidžia saugiai tvarkyti pavojingus, aukšto slėgio{5}}rūgščių srautus su minimalia didelio masto nuotėkio rizika.
Termoporos apvalkalas, skirtas labai korozinei aplinkai– Į B-3 kapiliarinius vamzdelius dažnai įkišamos smulkios{0}}termoporos (pvz., K arba J tipo), kad apsaugotų juos nuo tiesioginio kontakto su karštos druskos rūgšties garais ar skysčiu. Kapiliarinis vamzdelis veikia kaip korozijai atsparus apvalkalas, kurio mažas skersmuo užtikrina greitą šiluminę reakciją (mažą šiluminę masę) ir apsaugo termoporos laidus.
Medicinos ir farmacijos prietaisai– Tam tikruose vaistų gamybos procesuose pH koregavimui naudojama praskiesta druskos rūgštis. Kapiliariniai vamzdeliai B-3 naudojami tikslaus dozavimo siurbliuose ir automatizuotose mėginių ėmimo sistemose, kur reikalingas ir atsparumas korozijai, ir didelis grynumas (neišplauna metalai į gaminį).
Visais šiais atvejais dėl mažo dydžio, didelio stiprumo ir išskirtinio mažinančio-atsparumo rūgštims B-3 kapiliarinis vamzdis yra tinkamiausia medžiaga, kai sugestų nerūdijantis plienas, C-276 ar net titanas.
3 klausimas. Kokie yra svarbiausi Hastelloy B-3 kapiliarinio vamzdžio gamybos ir tvarkymo aspektai?
A:Darbas su Hastelloy B-3 kapiliariniu vamzdžiu reikalauja specializuotų metodų dėl mažo dydžio, plonų sienelių ir lydinio jautrumo užterštumui ir terminiams pažeidimams. Pagrindinės aplinkybės:
1. Pjovimas:Kapiliariniai vamzdeliai turi būti nupjauti švariai, nedeformuojant spindžio (vidinės angos).Abrazyviniai pjovimo{0}}ratai(plonos, 0,5–1,0 mm storio) yra geriau nei pjūklo diskai, nes jie mažiau dygsta ir nesikeičia mechaninės deformacijos.Elektros išlydžio apdirbimas (EDM)naudojamas švariausiems,{0}}neįbrėžtiems pjūviams, ypač vamzdžiams, kurių išorinis paviršius mažesnis nei 1 mm. Nupjovus galus reikia nušlifuoti smulkiomis dildėmis, abrazyviniais akmenimis arba kapiliariniams vamzdeliams skirtu šurmuliavimo įrankiu. Bet koks įdubimas, išsikišęs į angą, gali sulaikyti skystį, sukelti turbulenciją arba nulūžti ir užteršti sistemą.
2. Lenkimas:Kapiliariniai vamzdeliai dažnai sulenkiami, kad tilptų į prietaisų gaubtus arba išilgai įrangos kontūrų.Įtvaro lenkimas (using a flexible internal mandrel) is essential for tubes with an OD:wall ratio >10:1, kad būtų išvengta susilenkimo ar ovalizacijos. Minimalus B-3 kapiliarinio vamzdžio lenkimo spindulys paprastai yra3 × ODplonoms sienoms ir5 × ODstoresnėms sienoms. Lenkimas turi būti atliekamas ant spindulio štampo, kurio griovelis atitinka vamzdžio OD. Šaltas lenkimas yra priimtinas pavieniams posūkiams, tačiau norint atlikti kelis sandarius lenkimus, gali prireikti atkaitinimo tirpalu (1060–1100 laipsnių), po to aušinimo vandeniu, kad būtų sumažintas liekamasis įtempis ir išvengta įtrūkimų. Šilumos -lenkimas (naudojant degiklį) yranerekomenduojamanes lokalus kaitinimas 600–900 laipsnių diapazone gali nusodinti trapias intermetalines fazes.
3. Suvirinimas ir sujungimas:Kapiliarinių vamzdžių suvirinimas yra labai sudėtingas dėl mažos masės.Orbital GTAW (dujinis volframo lankinis suvirinimas)su automatizuotu vamzdžio-į-vamzdžiu arba vamzdžio-į-vamzdžiu suvirinimas yra tinkamiausias būdas. Parametrai turi būti tiksliai valdomi: srovė 5–15 amperų, įtampa 8–12 V, impulsų dažnis 50–100 Hz. Užpildas metalas paprastai nenaudojamas; vietoj to vamzdžių galai sujungiami ir sulydomi.Nugaros valymassu argonu (srauto greitis 0,5–2 l/min.) yra privalomas, kad būtų išvengta vidinės oksidacijos. Jungimui prie didesnių komponentų (pvz., vožtuvų, jungiamųjų detalių),aukšto-slėgio kūgio-ir-įvorių jungiamosios detalės(pvz., Swagelok, Parker), pagaminti iš B-3 arba C-276, pirmenybė teikiama, o ne suvirinimui. Šios jungiamosios detalės naudoja įvorę, kuri suima vamzdžio OD nepažeidžiant angos.
4. Paviršiaus švara:B-3 kapiliariniai vamzdeliai yra labai jautrūs geležies užterštumui. Dirbant plikomis rankomis (dėl kurių lieka druskos ir alyvos) arba kontaktuojant su anglinio plieno įrankiais, gali susikaupti geležies dalelių, dėl kurių HCl eksploatuojant susidaro galvaninės duobės. Šios atsargumo priemonės yra būtinos:
Dirbdami naudokite švarias, nesipūkuojančias pirštines (nitrilo arba švaraus{1}}kambarinio latekso).
Laikykite vamzdelius sandariuose plastikiniuose maišeliuose su sausikliu.
Prieš montuodami, praplaukite vamzdelį acetonu arba izopropilo alkoholiu, po to praskiesta azoto rūgštimi nuplaukite (10 % HNO₃ 50 laipsnių temperatūroje 10 minučių), kad pašalintumėte bet kokią paviršiaus geležį, tada nuplaukite dejonizuotu vandeniu ir išdžiovinkite azotu.
5. Patikra:Dėl mažo dydžio neardomieji bandymai yra sudėtingi.Skysčio prasiskverbimo bandymas (PT) per ASTM E165 can detect surface cracks on larger capillary tubes (OD >3 mm). Mažesniems dydžiams,sūkurinės srovės bandymas(ET) pagal ASTM E426 naudojamas trūkumams aptikti, tačiau tam reikalingos specializuotos ritės ir kalibravimo standartai.Slėgio bandymas(pneumatinis arba hidrostatinis) yra labiausiai paplitęs kokybės patikrinimas: vamzdyje 1 minutę slėgis yra 1,5 karto didesnis už maksimalų darbinį slėgį, be slėgio kritimo ar matomo nuotėkio. Nuotėkio aptikimui naudojamas muilo tirpalas arba helio masės spektrometras (vakuuminiam naudojimui).
6. Suvyniojimas:Tais atvejais, kai reikia ilgo ilgio (pvz., gręžinių įpurškimo linijos), B-3 kapiliarinis vamzdelis gali būti tiekiamas ritėmis. Ritės skersmuo turi būti bent 50 × vamzdžio OD, kad būtų išvengta nuolatinės deformacijos. Suvyniotus vamzdžius po suvyniojimo reikia atkaitinti tirpalu, kad būtų sumažintas lenkimo įtempis.
Kapiliarinių vamzdžių gamybos klaidos yra brangios dėl didelių medžiagų sąnaudų (B-3 kapiliarinis vamzdelis gali kainuoti 500–2000 USD už metrą, priklausomai nuo matmenų) ir sudėtingo perdirbimo. Dauguma vartotojų perka iš specializuotų tiekėjų iš anksto -pagamintus, supjaustytus- ir sumontuotus kapiliarinius mazgus, o ne bandydami gaminti patys.
4 klausimas: kokie yra Hastelloy B-3 kapiliarinio vamzdžio slėgio rodikliai ir srauto charakteristikos?
A:Norint tinkamai suprojektuoti sistemą, būtina suprasti B-3 kapiliarinio vamzdžio slėgio ir srauto elgesį. Nepaisant mažo dydžio, kapiliarinis vamzdelis gali atlaikyti stebėtinai didelį slėgį dėl lanko įtempimo formulės:P=2 × S × t / (OD – t), kur P=plyšimo slėgis, S=ribinis tempiamasis stipris (didesnis arba lygus 750 MPa B-3), t=sienelės storis ir OD=išorinis skersmuo. Įprastam kapiliariniam vamzdeliui, kurio OD=3.0 mm ir t=0.5 mm:
Plyšimo slėgis (teorinis)=2 × 750 × 0,5 / (3,0–0,5)=300 bar (4350 psi)
Darbinis slėgis (su saugos koeficientu 3)=100 bar (1450 psi)
Tai yra daug didesnis nei tokio paties dydžio plastikinių arba PTFE vamzdžių slėgio įvertinimas. Dar mažesnių vamzdžių (pvz., OD 1,6 mm × t 0,3 mm) darbinis slėgis gali viršyti 200 barų (2900 psi). Dėl didelio B-3 stiprumo (išeiga, didesnė nei 350 MPa arba lygi) kartu su geometriniu mažo skersmens pranašumu, kapiliarinis vamzdis tinka aukšto slėgio cheminių medžiagų įpurškimui ir HPLC taikymui.
Srauto charakteristikos:Srauto per kapiliarinį vamzdelį reguliuojaHagen{0}}Puazio lygtislaminariniam srautui (paprastai Reinoldso skaičius<2300 due to small diameter and moderate velocities):
Q = (π × ΔP × r⁴) / (8 × μ × L)








