1: Titanium qotishma payvandlangan po'lat quvurlar nima va nima uchun ular zamonaviy sanoatda strategik material hisoblanadi?
Titaniumli qotishma payvandlangan po‘lat quvurlar, aniqrog‘i titanium{0}}qoplangan yoki titanium{1}}astarlangan po‘lat quvurlar deb ataladi, bu ekstremal xizmat sharoitlari uchun mo‘ljallangan kompozit quvurlar sinfidir. Ular oddiy qotishma emas, balki murakkab bimetalik kompozitdir. Yadro strukturasi odatda mustahkam uglerodli po'lat yoki past{4}}qotishma po'lat quvur bo'lib, u yuqori mexanik kuch, strukturaning qattiqligi va iqtisodiy samaradorligini-ta'minlaydi. Ichki sirt (va ba'zan atmosfera korroziyasi uchun tashqi sirt) sof titan (masalan, Gr2) yoki titanium qotishmasi (masalan, Ti-Pd Gr7, Ti-6Al-4V Gr5) bilan qoplangan yoki qoplangan, odatda qalinligi 1,5-3 mm. Ushbu titanium qatlami issiq xloridlar, nam xlor, oksidlovchi kislotalar (azot kislotasi) va qaytaruvchi kislotalar (Pd-stabillashtirilgan navlar bilan) kabi yuqori agressiv muhitga qarshi ajoyib korroziyaga chidamliligini ta'minlaydi.
Ularning strategik ahamiyati ishlash{0}}xarajatlardagi farqni bartaraf etish qobiliyatidadir. Qattiq titan trubkasi korroziyaga eng yuqori qarshilikni taklif qiladi, ammo katta diametrlar uchun juda qimmat va past bosim ko'rsatkichlari bilan. Standart po'lat quvur arzon va kuchli, ammo korroziy xizmatda tezda ishdan chiqadi. Kompozit quvur ikkalasining ham eng yaxshi tomonlarini mohirona birlashtirgan: bosim{4}}ko‘tarilish qobiliyati va po‘latning tejamkorligi bilan titanning kimyoviy inertligi. Bu ularni ishlamay qolishi mumkin bo'lmagan tarmoqlarda, masalan, tutun gazini oltingugurtdan tozalash (FGD) tizimlari, kimyoviy qayta ishlash, dengizdagi neft va gaz va dengiz suvini tuzsizlantirish zavodlari kabi yirik{6}}ko'lamli, muhim infratuzilma uchun ajralmas qiladi.
2: Ushbu kompozit quvurlar uchun asosiy ishlab chiqarish jarayonlari qanday va jarayon ularning ishlashiga qanday ta'sir qiladi?
Ishlab chiqarish usuli juda muhim, chunki u ikkita o'xshash bo'lmagan metallar orasidagi metallurgiya aloqasining yaxlitligini belgilaydi. Ikki dominant jarayon - portlovchi qoplama va rulonli yopishtirish.
Portlovchi qoplama (portlash bilan payvandlash): Bu yuqori-energiyali, qattiq holatdagi-payvandlash jarayoni. Titan varag'i ("qoplangan" yoki "flayer plitasi") po'lat quvurga ("tayanch") parallel ravishda joylashtiriladi. Aniq o'lchangan portlovchi qatlam titanning tashqi yuzasida portladi. Boshqariladigan portlash titan plitasini bo'shliq bo'ylab juda yuqori tezlikda (yuzlab m / s) va aniq burchak ostida po'lat bilan to'qnashadi. Ushbu to'qnashuv sirt materialining oqimini hosil qiladi (sirtlarni tozalash) va ulkan mahalliy bosim va issiqlik hosil qiladi, bu esa interfeysda to'lqinsimon, intermetal{6}}erkin bog'lanish hosil qiladi. Ushbu to'lqinga o'xshash interfeys portlovchi qoplamaning o'ziga xos xususiyati bo'lib, mukammal mexanik qulflash va yuqori bog'lanish kuchini ta'minlaydi, odatda 210 MPa dan oshadi. Bu og'ir{11}}devorli idishlar va katta-diametrli quvurlar uchun ideal.
Roll Bonding: Bu termo-mexanik jarayon. Po'lat quvur va titan gilzasi konsentrik tarzda yig'iladi. Yig'ma boshqariladigan atmosfera pechida isitiladi va keyin yuqori bosim ostida bir qator prokat tegirmonlaridan o'tkaziladi. Issiqlik va deformatsiyaning kombinatsiyasi metallarning diffuziyali bog'lanishiga olib keladi. Olingan bog'lanish interfeysi odatda tekis va chiziqli bo'ladi. Rolikli bog'lash mukammal o'lchamlarni boshqarishni ta'minlaydi va uzun{6}}uzunlikdagi quvurlarni ishlab chiqarish uchun mos bo'lsa-da, portlovchi qoplama kabi yuqori bog'lanish kuchiga erishish qiyinroq bo'lishi mumkin. Jarayon interfeysda mo'rt intermetalik fazalar (masalan, FeTi, Fe₂Ti) shakllanishiga yo'l qo'ymaslik uchun aniq nazoratni talab qiladi, ular yoriqlarni boshlash nuqtalari sifatida ishlaydi.
Ishlash natijasi: Jarayonni tanlash dizayn bosimiga, termal tsiklning ishlashiga va ishlab chiqarishga ta'sir qiladi. Portlovchi qoplamali materiallar, odatda, yuqori{1}}bosimli ilovalar uchun yuqori bog‘lanish mustahkamligini ta’minlaydi, rulonli quvurlar esa uzun, choksiz qoplama uzunliklarini talab qiladigan uzluksiz texnologik liniyalar uchun-bog‘lanadi.
3: Titan-Qoplangan po‘lat quvurlar tizimini o‘rnatishda qanday muhim payvandlash va ishlab chiqarish qiyinchiliklari bor?
Ishlab chiqarish texnik jihatdan eng talabchan bosqich bo‘lib, u po‘lat konstruksiya qatlami va titan korroziyaga chidamli-qatlamni bir vaqtda va alohida birlashtirishni o‘z ichiga oladi. Asosiy vazifa ifloslanishning oldini olish va titan layneridagi tovush-korroziyaga chidamli birikmalarga erishishdir.
Bo'g'in dizayni: standart usul bu "Qadam-payvandlash" yoki "But-bo'g'in" texnikasi. Po'lat quvur uchlari an'anaviy payvandlash (SMAW, GTAW) uchun burchak bilan tayyorlanadi. Titan layneri biroz ichkariga cho'zilib, dudoq hosil qiladi. Payvandlash ketma-ketligi juda muhim:
1-qadam: Chelik qo'llab-quvvatlovchi qatlamni payvandlang. Birinchidan, konstruktiv po'lat quvurlari standart karbonli po'latdan yasalgan protseduralar yordamida tashqi tomondan bir-biriga payvandlanadi.
2-qadam: Titan qoplamasini payvandlang. Bu eng muhim qadamdir. Titan "kapalak" yoki "gollandiyalik"-oldindan shakllangan-titan qo'shish halqasi-bo'g'inning ichiga joylashtiriladi. Sertifikatlangan payvandchi keyinchalik titan astar lablarini qo'shish halqasiga ulash uchun ichki gaz volframli payvandlash (GTAW) operatsiyasini bajaradi. Titanni mo'rtlashtiradigan atmosfera ifloslanishini (kislorod, azot) oldini olish uchun payvand choki ham payvand chokida, ham ildizda (quvur ichida) mutlaq inert gazdan himoyalangan (argon, 99,999% tozalik) bilan bajarilishi kerak.
Asosiy muammolar va yechimlar:
Intermetalik hosil bo'lish: po'lat asboblardan yoki payvand chokining titanli payvand chokiga har qanday temir (Fe) ifloslanishi mo'rt intermetalllarni hosil qiladi va kafolatlangan yorilishga olib keladi. Titan bilan ishlash uchun maxsus, toza asboblar va qat'iy ustaxonani ajratish majburiydir.
Himoya qiluvchi gazning tozaligi: noto'g'ri tozalash yoki himoyalash rangning o'zgarishi (ko'k, somon, oq oksidlar) va mo'rtlashuvga olib keladi. Orqa qalqonlar, tozalash to'g'onlari va tozalash gazidagi haqiqiy-vaqtdagi kislorod analizatorlari muhim ahamiyatga ega.
No-buzuvchi sinov (NDT): Titan astarli payvand choki vizual sinov (VT), boʻyoqning penetrant sinovi (PT) va eng muhimi, igna teshigining yaxlitligini-taʼminlash uchun geliy qochqinligini tekshirish yoki vakuum qutisi sinovi orqali tekshiriladi. Radiografik test (RT) ham qo'llaniladi.
4: Qaysi maxsus sanoat ilovalarida bu quvurlar tengsiz qiymatga ega va odatda titaniumning qaysi navlari ko'rsatilgan?
Ularning qiymat taklifi agressiv kimyo bilan ishlov beradigan katta-diametrli, yuqori{1}}o‘tkazuvchanlik tizimlarida yorqin namoyon bo‘ladi. Asosiy dasturlarga quyidagilar kiradi:
Tutun gazini oltingugurtdan tozalash (FGD) tizimlari: Bu eng katta dastur. Ular changni yutish minorasi shlamli quvurlari, chiqish kanallari va amortizatorlar uchun ishlatiladi. Atrof-muhit oltingugurtli / sulfat kislota, xloridlar va uchuvchi kulning issiq, kislotali sho'rvasidir. 2-darajali titanium (CP Ti) bu erda oksidlovchi xlorid muhitida korroziyaga chidamliligi, shakllanuvchanligi va narxining mukammal muvozanati tufayli deyarli universal tarzda tavsiflanadi. U zanglamaydigan po'latlar (masalan, 317L) chuqurchalar va korroziya yorilishidan aziyat chekadigan "yomon" sharoitlarga ishonchli tarzda bardosh beradi.
Kimyoviy va farmatsevtik qayta ishlash: issiq nitrat kislota, sirka kislotasi yoki organik oqimlarni-tarkibida xlorid bilan ishlov beradigan reaktorlar, ustunlar va uzatish liniyalari uchun. Kislotalarni ko'proq kamaytiradigan sharoitlarda (masalan, suyultirilgan xlorid), 7-daraj (Ti-0.15Pd) yoki 16-darajali (Ti-0.05Pd) palladiy qo'shilishi bilan ta'minlangan yoriqlar korroziyaga chidamliligi uchun belgilanadi.
Dengiz suvi va sho'r suv bilan ishlov berish: Dengiz suvini olish/tashuvchi liniyalar, tuzsizlantirishdagi sho'r suv isitgich quvurlari (MED, MSF zavodlari) va dengizdagi sho'r suv quyish liniyalari uchun. 2-daraja chuqurchalar va yoriqlar korroziyasiga mukammal darajada qarshilik ko'rsatadi. Issiqroq, ko'proq turg'un sho'r suv xizmatlari uchun 7-sinf tanlanishi mumkin.
Gidrometallurgiya (nikel/kobalt bosimli kislota eritmasi): Avtoklavdan tushirish liniyalari va tushirish tizimlari-yuqori harorat va bosimlarda o‘ta abraziv, korroziv shlaklarga duch keladi. Bu erda 5-sinf (Ti-6Al-4V) baʼzan oʻzining yuqori eroziyaga chidamliligi va yuqori mustahkamligi bilan qoplanadi, garchi 12-sinf (Ti-0.3Mo-0.8Ni) 2-darajaga nisbatan yaxshilangan kislotaga chidamliligi uchun ham mashhur va tejamkor tanlovdir.
5: Xalqaro standartlar (ASTM, ASME, NORSOK) ushbu quvurlarning sifati va qo'llanilishini qanday boshqaradi?
Qattiq standartlarga rioya qilish -xavfsizlik va samaradorlik borasida kelishib bo'lmaydi. Ushbu standartlar material, ishlab chiqarish, sinov va dizaynni boshqaradi.
Materiallar va ishlab chiqarish standartlari:
ASTM B898: Bu asosiy standartdir"Reaktiv va o'tga chidamli metall qoplamali plastinka uchun standart spetsifikatsiya."Bu titan, tsirkoniy yoki tantaldan poʻlatga portlovchi yoki rulo-bogʻlangan plastinkalarga qoʻyiladigan talablarni, shu jumladan kimyoviy tarkibi, alohida qatlamlarning mexanik xususiyatlari va eng muhimi, qoplamali bogʻlanishning minimal kesish kuchi (bogʻlanish yaxlitligining asosiy oʻlchovi)ni belgilaydi.
ASTM B363: Qopqoqlar choksiz va payvandlangan"Titanium va titanium qotishma payvandlash armatura"quvur tizimi uchun tirsaklar, tee va reduktorlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan qoplangan plastinka yoki qattiq titandan tayyorlangan.
Dizayn va ishlab chiqarish standartlari:
ASME qozon va bosimli idishlar kodeksi, VIII bo'lim, 1-bo'lim: qoplamali materiallardan foydalangan holda bosimli idishlarni loyihalash va ishlab chiqarish qoidalarini taqdim etadi (portlovchi qoplama uchun 2596-sonli kod ishi orqali). Qalinligi hisob-kitoblarida qoplamali qatlamni qanday hisobga olishni belgilaydi.
ASME B31.3 Jarayon quvurlari kodi: texnologik quvurlarni loyihalash uchun Injil. U qoplamali va chiziqli quvurlar bilan loyihalash qoidalarini, ruxsat etilgan kuchlanishlarni, payvand choklarining detallarini va tekshirish talablarini o'z ichiga oladi.
Sanoat-maxsus standartlari:
NORSOK M-001 (Materiallarni tanlash) va M-630 (Materiallar varaqlari): Bular Norvegiyaning dengiz neft va gaz sektorida muhim ahamiyatga ega. Ular juda konservativ va batafsil materiallar tanlash bo'yicha ko'rsatmalar beradi, ko'pincha muhim dengiz suvi va texnologik tizimlar uchun titanni (Gr2 yoki Gr7) belgilaydi. NORSOKga muvofiqlik Shimoliy dengiz loyihalari uchun tez-tez talab qilinadi.
ISO 21809 (Quvurlarni korroziyadan himoya qilish): Tashqi qoplamalarga qaratilgan bo'lsa-da, uning tamoyillari dengiz osti quvurlari uchun korroziyani yumshatish strategiyasi sifatida ichki qoplamadan foydalanish bilan mos keladi.
Titan{0}}qoplangan po'lat quvurlarni xarid qilish uchun ushbu standartlarga muvofiqlikni kuzatuvchi sertifikatlangan Materiallar sinov hisobotlari (CMTRs), jumladan, bog'lanishni kesish sinovi natijalari, individual qatlam kimyosi va mexanik sinovlar talab qilinadi.
