1. Metallurgiya barqarorligi: qalin{1}}plitalar ishlab chiqarishda, payvand chog'ida issiqlikdan ta'sirlangan zonaning yorilishiga yo'l qo'ymaslik uchun nima uchun Hastelloy B-3 original B-2 ustida ko'rsatilgan?
Savol: Biz qalinligi 50 mm bo‘lgan Hastelloy plitasi yordamida og‘ir{0}}devorli reaktorli idish ishlab chiqarmoqdamiz. Bizning eski texnik xususiyatlarimiz B-2 ni talab qilgan, ammo yangi tahrir B-3 ni talab qiladi. Ilgari biz B-2 bilan yorilish bilan bog'liq muammolarni boshdan kechirdik. B-3 plitasida metallurgik jihatdan nima o'zgardi, bu yoriqlar oldini oladi?
Javob: Qalin kesimli plitalar ishlab chiqarishda Hastelloy B-2 dan B-3 ga o‘tish nikel qotishma metallurgiyasidagi eng muhim yaxshilanishlardan biridir. B-2 bilan sodir bo'lgan yorilish operator xatosi emas edi - bu B-3 hal qilish uchun maxsus ishlab chiqilgan asosiy metallurgiya zaifligi edi.
B-2 zaifligi:
Qalin plastinalarda (12 mm dan ortiq) payvand chokiga ulashgan issiqlik ta'sir zonasi (HAZ)-o'rtacha tezlikda soviydi. Hastelloy B-2 ikkita bog'liq hodisaga moyil:
Qisqa-Diapazon tartibi: 550-850 daraja F (290-455 daraja) harorat oralig'ida B-2 atomlari tartiblangan tuzilishga qayta joylashadi. Bu materialni juda qattiq va mo'rt qiladi.
Karbid yog'inlari: B-2 payvandlash paytida HAZdagi don chegaralarida karbidlar va intermetalik fazalarni (Mu fazasi) osongina cho'kadi.
Natijada barcha egiluvchanlikni yo'qotadigan HAZ paydo bo'ladi. Payvandlangan metall sovishi va qisqarishi bilan bu mo'rt HAZga qarshi tortiladi va yoriqlar-ko'pincha yalang'och ko'zga ko'rinmas, ammo NDT tomonidan aniqlanadigan don chegaralari bo'ylab tarqaladi.
B-3 eritmasi (kimyoviy nazorat):
Hastelloy B-3 korroziyaga qarshi B-2 kabi bir xil mukammal korroziyaga chidamliligini saqlab qoladi, ammo tartib va yog'ingarchilik kinetikasini qariyb 100 marta sekinlashtirish uchun kimyoni (temir va xromning boshqariladigan qo'shimchalari va uglerod va kremniyning qattiq nazorati bilan) o'zgartiradi.
Plitalarni ishlab chiqarish uchun amaliy ta'sir:
B-3 plitasi bilan HAZ sovutish paytida egiluvchan bo'lib qoladi. Payvand choki qo'shni asosiy metallni yirtmasdan qisqarishi mumkin. Bu degani:
Egiluvchanlikni tiklash uchun payvand chokidan keyingi issiqlik bilan ishlov berish (PWHT) talab qilinmaydi.
Qalin qismlarda ko'p-payvandlash xavfsiz; keyingi o'tishlardan termal aylanish oldingi paslarni mo'rtlashtirmaydi.
Plitadan -payvandlangan holatda, yuqori haroratgacha xizmat ko'rsatishda mo'rtlashuv xavfisiz- foydalanish mumkin.
2. Hidroklorid kislota xizmati: azeotropik HCl reaktorlarida Hastelloy B-3 plitasidan korroziya tezligi qanday bo'lishi mumkin va qalinlik dizayni haqiqiy kislota aralashmalariga qanday mos keladi?
Savol: Biz azeotropik xlorid kislotani (taxminan . 20% HCl) 150 daraja haroratda qayta ishlash uchun reaktorni loyihalashtirmoqdamiz. Biz 25 mm qalinlikdagi Hastelloy B-3 plitasini tanladik. Hayot davomidagi hisob-kitoblarimiz uchun qanday korroziya tezligidan foydalanishimiz kerak va agar kislota oqimida iz temir ionlari (Fe+3) paydo bo'lsa nima bo'ladi?
Javob: 150 graduslik sof azeotropik HCl ichida Hastelloy B-3 ajoyib ishlashni taklif etadi. Biroq, iflosliklar haqidagi savolingiz juda muhim, chunki B-3 haqiqiy kimyoviy jarayonlarda tushunilishi kerak bo'lgan o'ziga xos zaiflikka ega.
Korroziyaning asosiy darajasi:
150 daraja haroratda sof, kislorodsiz{0}}xlorid kislotada Hastelloy B-3 odatda yiliga 0,1 mm (4 mpy) dan kam korroziya tezligini namoyish etadi. Bu 20 yillik dizayn muddati davomida nisbatan yupqa korroziyaga qarshilik ko'rsatish imkonini beradi. Yuqori molibden miqdori (28-30%) bu qarshilikni qaytaruvchi kislota muhitida himoya plyonkalarini hosil qilish orqali ta'minlaydi.
Temir ionining tahdidi ("Oksidlovchi ion" tuzog'i):
Bu B-3 uskunasi uchun eng muhim operatsion e'tibordir.
Mexanizm: Hastelloy B-3 uchun mo'ljallangankamaytirishkislotalar. Unda xrom miqdori past (1{3}}3%), chunki sof HCl tarkibida xrom zararli. Ammo, agar jarayon oqimi yuqori korroziyadan-odatda temir ionlari (Fe+3) oksidlovchi turlari, kup ionlari (Cu+2) yoki erigan kislorod bilan ifloslansa, korroziya mexanizmi butunlay o'zgaradi.
Nosozlik rejimi: B-3 dagi passiv plyonka oksidlanish sharoitlariga bardosh bera olmaydi. Fe+3 borligida korroziya tezligi keskin oshishi mumkin<0.1 mm/year to >Yiliga 5 mm. Bu ko'pincha "pichoq{2}}chiziq" yoki tez umumiy ingichkalash sifatida ko'riladi.
Dizaynni yumshatish:
Korroziyaga qarshi ruxsat: Yiliga 0,1 mm asosiy qiymat bo'lsa-da, tajribali dizaynerlar oksidlovchi turlarni keltirib chiqaradigan potentsial jarayon buzilishlarini hisobga olish uchun ko'pincha qo'shimcha 3 mm "bilmaslik faktorini" qo'shadilar.
Jarayonni boshqarish: B-3 plitasining haqiqiy himoyasi yuqori oqim nazorati bo'lib, kislota oqimi temir ifloslanishi va kislorod kirib kelmasligini ta'minlaydi.
Monitoring: korroziya tezligining keskin o'sishini aniqlash uchun reaktorga korroziya monitoringi problarini qo'shing, bu esa oksidlovchi turlarning tizimga kirganligini ko'rsatadi.
3. Shakllantirish va ishlab chiqarish: Hastelloy B-3 plastinkasini sovuq shakllantirish uchun qanday amaliy chegaralar mavjud va yorilishning oldini olish uchun qachon issiq shakllantirish kerak?
Savol: Biz bosimli idish uchun 40 mm qalinlikdagi Hastelloy B-3 plitasini yarim sharsimon boshga shakllantirishimiz kerak. Bizning do'konimiz odatda sovuq po'latdan yasalgan. B-3 shaklini sovuta olamizmi yoki uni issiq shaklga keltirishimiz kerakmi? Qanday xavflar bor?
Javob: Qalinligi 40 mm bo'lgan Hastelloy B-3 plastinkasini yarim sharga aylantirish og'ir shakllanish jarayonidir. Ushbu qalinlikda va bu qotishma bilan, agar majburiy bo'lmasa, issiq shakllantirish tavsiya etiladi. Sovuq shakllantirishga urinish darhol yorilish yoki kechiktirilgan nosozlik xavfini tug'diradi.
Ishni qattiqlashtirish muammosi:
Hastelloy B-3 juda yuqori ish-qattiqlashuv tezligiga ega - ostenitik zanglamaydigan po'latdan ancha yuqori. Plitani sovutganda, u tezda mustahkamlanadi, lekin egiluvchanligini ham yo'qotadi. Yarim sharsimon bosh kabi chuqur chizish uchun bo'g'im radiusidagi shtammlar ekstremaldir.
Limit miqdorini aniqlash:
Zanglamaydigan po'lat: ko'pincha tavlanish talab qilinishidan oldin 20-25% sovuqni kamaytirishga toqat qilishi mumkin.
Hastelloy B-3: Amaliy sovuq shakllanish chegaralari odatda maksimal 10-15% kuchlanishni tashkil qiladi. Yassi plastinkadan yarim sharsimon bosh, ayniqsa, o'tish radiusida mahalliy darajada oshib ketadi.
Issiq shakllantirish parametrlari:
Agar siz qizdirsangiz, aniqlik juda muhim:
Harorat diapazoni: B-3 uchun ideal issiq shakllantirish diapazoni 1000 darajadan 1200 darajagacha (1830 daraja F dan 2190 daraja F gacha).
Xavfli zona: 550 darajadan 850 darajagacha (1020 daraja F dan 1560 daraja F) mo'rtlashuv oralig'idan qochishingiz kerak. Agar plastinka shakllantirish jarayonida bu oraliq orqali sekin soviydi, tartib va mo'rtlashuv paydo bo'lishi mumkin.
-Issiqlik bilan ishlov berishdan keyingi shakllanish: Issiq shakllantirilgandan so'ng, bosh bir xil, yumshoq, korroziyaga-bardoshli mikro tuzilmani tiklash uchun eritma bilan qayta ishlanishi (1060 darajadan yuqori qizdirilishi va tez so'nishi) kerak. Shakllantirish jarayoni, hatto issiq bo'lsa ham, bir xil bo'lmagan-don tuzilmalarini yaratishi mumkin.
Sovuq shakllanishdan istisno:
Agar siz yupqa plastinka hosil qilgan bo'lsangiz (<6mm) into simple bends (e.g., for a duct), cold forming is possible. However, even then, the formed area will be work-hardened. If the component will be used in a corrosive environment, the cold-formed area (now stressed and harder) may corrode preferentially. A full solution anneal after forming is always the safest practice.
4. ASME kodeksiga muvofiqligi: ASME VIII bo'limi, 1-bo'lim bo'yicha Hastelloy B-3 plastinkasiga qanday dizayn kuchlanish qiymatlari qo'llaniladi va payvandlash ruxsat etilgan stressga qanday ta'sir qiladi?
Savol: Biz Hastelloy B-3 plastinkasidan foydalangan holda ASME VIII, Div 1 bo'limiga bosimli idishni loyihalashtirmoqdamiz. Biz tikuvlarni payvandlaymiz. Plastinka uchun foydalanishimiz mumkin bo'lgan maksimal ruxsat etilgan kuchlanish qiymati qanday va payvand chokining samaradorlik omili bu qiymatni pasaytiradimi?
Javob: Hastelloy B-3 plitasi ASME qozon va bosimli idish kodeksida yaxshi tavsiflangan. Asosiy metall kuchlanish qiymatlari va payvand choklarining samaradorligi o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikni tushunish xavfsiz va iqtisodiy dizayn uchun juda muhimdir.
Materialning spetsifikatsiyasi:
Hastelloy B{2}}3 plitasi odatda ASTM B333 (Nikel-molibden qotishma plitasi) bo'yicha ishlab chiqariladi. Ushbu spetsifikatsiya ASME II bo'limi, A qismi tomonidan qabul qilingan va ruxsat etilgan kuchlanishlar ASME II bo'limi, D bo'limida keltirilgan.
Ruxsat etilgan stress qiymatlari:
Xona haroratida B-3 plitasi uchun ruxsat etilgan kuchlanish kuchlanishi mahsulotning o'ziga xos shakliga va issiqlik bilan ishlov berishga qarab, odatda 180-190 MPa (26-27,5 ksi) ni tashkil qiladi. Bu qiymatlar cho‘zilish kuchining 4 ga bo‘linishidan yoki oquvchanlikning 1,5 ga bo‘linishidan qaysi biri pastroq bo‘lsa, olinadi.
Payvand chokining samaradorligi koeffitsienti (E):
Bu erda loyiha muhandisi ehtiyot bo'lishi kerak. II bo'limning D qismidagi ruxsat etilgan kuchlanish uchun qo'llaniladiasosiy metall. Payvand chokini kiritganingizda, asosiy metall kuchlanishini UG-27 va UW-12 uchun qo'shma samaradorlik koeffitsientiga (E) ko'paytirishingiz kerak.
1-toifa (To‘liq RT): Agar siz A va B toifadagi barcha choklarni 100% rentgenografik tekshiruvdan o‘tkazsangiz, Efficiency E=1.0. dan foydalanishingiz mumkin, bu payvandning asosiy metallga nisbatan 100% mustahkamligini anglatadi va siz qalinligini hisoblashda to‘liq ruxsat etilgan kuchlanish qiymatidan foydalanishingiz mumkin.
2-toifa (Spot RT): Agar siz faqat spotli rentgenografiya qilsangiz, samaradorlik E=0.85. ga tushadi.
3-toifa (RTsiz): Agar siz rentgenografiya o'tkazmasangiz, samaradorlik odatda A toifali payvand choklari uchun E=0.70 bo'ladi (qobiqlardagi uzunlamasına tikuvlar).
Amaliy ta'sir:
Kritik reaktor uchun ruxsat etilgan kuchlanishni maksimal darajada oshirish va devor qalinligini minimallashtirish uchun siz deyarli 100% rentgenografiyani (E=1.0) belgilaysiz. Shu bilan birga, payvandlash jarayoni va payvandchilar ASME IX bo'limiga muvofiq bo'lishi kerak va to'ldiruvchi metall (odatda ERNiMo-7 yoki ERNiMo-10) mos kelishi kerak.
Haroratni pasaytirish:
Esda tutingki, ruxsat etilgan kuchlanish qiymatlari dizayn harorati oshishi bilan kamayadi. Ilovangizning o'ziga xos harorati (masalan, 150 daraja, 200 daraja va boshqalar) uchun ASME II bo'limi, D qismidagi jadvallarga murojaat qilishingiz kerak.
5. Payvandni ta'mirlash: Agar ishlab chiqarish jarayonida Hastelloy B-3 plastinkasida nuqson topilsa, korroziyaga chidamliligini buzmasdan payvandlashni tuzatishning to'g'ri tartibi qanday?
Savol: Bizning ishlab chiqarilgan B-3 kemamizning NDT paytida biz ota-ona plastinasida sayoz sirt nuqsonini (bog' yoki qo'shilish) topdik. Biz uni maydalab, payvandlashimiz kerak. Ta'mirlash joyining korroziyaga chidamliligi asl plastinka bilan bir xil bo'lishini ta'minlashning o'ziga xos tartibi qanday?
Javob: Hastelloy B-3 plitasini ta'mirlash uchun payvandlash joiz, ammo buning uchun tafsilotlarga jiddiy e'tibor berish kerak. Yomon bajarilgan ta'mirlash "qattiq nuqta" yoki kimyoviy jihatdan ajratilgan zonani yaratishi mumkin, bu esa xizmat ko'rsatishda afzallik bilan korroziyaga uchraydi. Bu yerda metallurgik jihatdan toʻgʻri taʼmirlashning bosqichma-bosqich-protokoli.
1-qadam: Kamchiliklarni bartaraf etish va tekshirish:
Silliqlash: alyuminiy oksidi yoki silikon karbid g'ildiraklaridan foydalaningfaqat nikel qotishmalariga bag'ishlangan. Hech qachon temir yoki po'latda ishlatilgan g'ildiraklardan foydalanmang, chunki o'rnatilgan temir zarralari zang va chuqurlikka olib keladi.
NDT tekshiruvi: silliqlashdan so'ng, nuqson to'liq bartaraf etilganligini tasdiqlash uchun bo'yoq penetrant (PT) tekshiruvini o'tkazing. Bo'shliq silliq-konturlangan bo'lishi kerak, o'tkir burchaklarsiz (stress kontsentratsiyasining oldini olish uchun radius muhim ahamiyatga ega).
2-qadam: to'ldiruvchi metallni tanlash:
To'g'ri to'ldiruvchi metalldan foydalaning: ERNiMo{5}}7 (B-2 uchun) yoki ERNiMo-10 (ko'pincha stabillashgan kimyoga mos kelish uchun B-3 uchun tavsiya etiladi). Umumiy maqsadli nikel plomba moddasidan foydalanish turli korroziya xususiyatlariga ega bo'lgan suyultirish zonasini yaratadi.
3-qadam: Payvandlash parametrlari (issiqlik kiritish nazorati):
Kam issiqlik kiritish: past amper bilan GTAW (TIG) jarayonidan foydalaning. Maqsad, ortiqcha asosiy metallni eritmasdan to'ldiruvchi metallni cho'ktirishdir. Payvand chovgumida asosiy metallning yuqori darajada suyultirilishi hujumga moyil bo'lgan molibden-bo'sh hududlarni yaratishi mumkin.
O'tish oralig'idagi harorat: O'tish oralig'idagi haroratni qat'iy nazorat qiling. Uni 100 darajadan (212 daraja F) pastroq tuting. Haddan tashqari issiqlikning ko'tarilishi ta'mirning issiqdan ta'sirlangan zonasida-karbid yog'ingarchiliklari yoki tartibni oshirishi mumkin.
Stringer boncuklar: Keng to'quv o'tish joylaridan ko'ra kichik, torli boncuklardan foydalaning. Toʻquv issiqlik kiritishini va issiqlik taʼsir qiladigan hududning-kengligini oshiradi.
4-qadam: Payvandlashdan keyingi-davolash (muhim bosqich):
Qalin plastinada ta'mirlash uchun payvandlashdan issiqlik kichik HAZ hosil qiladi. B-3 buyurtma berishga chidamli bo'lsa-da, ta'mirlash maydoni qoldiq stress va bir oz boshqacha mikro tuzilishga ega bo'ladi.
To'liq idish allaqachon eritma bilan tavlangan bo'lsa: Ta'mirlash joyini-mahalliy payvandlashdan keyingi issiqlik bilan ishlov berish (PWHT) xavfli. B-3 stressni bartaraf etishni talab qilmaydi va mahalliy isitishga urinish termal gradient va kiruvchi qoldiq stresslarni keltirib chiqarishi mumkin.
Eng yaxshi amaliyot: ideal stsenariy barcha ta'mirlash ishlarini bajarishdiroldinidishning yakuniy eritmasi tavlanishi. Agar idish qayta ishlash uchun-juda katta bo'lsa, ta'mirlash shu qadar past issiqlik sarfi bilan amalga oshirilishi kerakki, HAZ minimal bo'ladi va to'ldiruvchi metall korroziyaga chidamliligiga mos keladigan-payvandlangan holatda-qabul qilinadi.
5-qadam: Yakuniy tekshirish:
Payvandlashdan keyin ta'mirlashni silliq va silliq silliqlash.
Ta'mirlash yaxshi ekanligiga ishonch hosil qilish uchun yangi PT tekshiruvini o'tkazing.
Iloji bo'lsa, Feritscope testini o'tkazing (garchi B-3 magnit bo'lmasligi kerak; har qanday magnit javob ifloslanish yoki noto'g'ri mikro tuzilmani ko'rsatadi).
