1-savol: Hastelloy B plastinkasining kimyoviy tarkibi qanday va u keyingi B-seriyali qotishmalardan qanday farq qiladi?
A:Hastelloy B (ko'pincha original Hastelloy B yoki UNS N10001 deb ataladi) zamonaviyroq B-2 va B-3 qotishmalarining salafidir. Uning nominal kimyoviy tarkibi taxminan:Nikel (balans, odatda 60% dan katta yoki unga teng), Molibden 26,0-30,0%, Temir 4,0-6,0%, Xrom 1,0% dan kam yoki unga teng, Marganets 1,0% dan kam yoki unga teng, Kremniy 1,0% dan kam yoki teng, Karbon 1,0% dan kamroq yoki teng., va vanadiy, kobalt va volframning iz miqdori. Keyingi B-seriyali qotishmalar bilan solishtirganda, eng muhim farqlar:
Yuqori temir tarkibi(Bda 4–6% va B-2da 2,0% dan kam yoki teng va B-3da 1,5–3,0%)
Yuqori uglerod(Bda 0,05% dan kam yoki teng. B-2da 0,02% dan kam yoki teng va B-3da 0,01% dan kam yoki teng)
Yuqori silikon(Bda 1,0% dan kam yoki teng. B-2 va B-3da 0,10% dan kam yoki teng)
Ushbu yuqori darajadagi temir, uglerod va kremniy Hastelloy B-ni asl holga keltiradiintermetalik faza yog'inlariga ko'proq moyil(Ni₄Mo, Ni₃Mo) hatto B-2 dan va B-3 dan sezilarli darajada ko'proq. Bundan tashqari, yuqori uglerod miqdori don chegaralarida karbid yog'ingarchilik xavfini oshiradi, bu esa ma'lum muhitlarda intergranular korroziyaga olib kelishi mumkin.
Hastelloy B 20-asrning o'rtalarida ishlab chiqilgan va xlorid kislotasi xizmati uchun keng qo'llanilgan. Biroq, payvandlash va issiq shakllanish paytida uning past termal barqarorligi mo'rtlashuv va stress-korroziya yorilishi tufayli tez-tez nosozliklarga olib keldi. Ushbu cheklovlar B-2 (pastki uglerod va kremniy) va keyinchalik B-3 (temir tarkibi va termal barqarorlik yanada optimallashtirilgan) rivojlanishiga turtki bo'ldi. Bugungi kunda asl Hastelloy B plitasiasosan eskirganva deyarli barcha ilovalar uchun B-2 bilan almashtirildi (uning o'zi B-3 bilan almashtiriladi). Biroq, Hastelloy B dan ishlab chiqarilgan eski uskunalar hali ham eski kimyo zavodlarida, po'latni tozalash liniyalarida va farmatsevtika korxonalarida mavjud.
2-savol: Qaysi eski ilovalarda Hastelloy B plastinkasiga duch kelishingiz mumkin va undan foydalanishda qanday xavflar bor?
A:Garchi Hastelloy B plitasi yirik tegirmonlar tomonidan ishlab chiqarilmasa ham (masalan, Haynes International 1980-yillarda B-2 foydasiga original B ishlab chiqarishni to'xtatgan va B-2 endi B-3 uchun to'xtatilmoqda), asl B plitasidan ishlab chiqarilgan eski uskunalarni hali ham quyidagi joylarda topish mumkin:
Qadimgi xlorid kislota saqlash tanklari va reaktorlari- 1985 yilgacha qurilgan kimyo zavodlari ko'pincha HCl xizmati uchun Hastelloy B dan foydalangan. Ushbu idishlarning ba'zilari ishlamaydi, ayniqsa kamroq muhim, past haroratlarda (<80°C / 175°F), low‑pressure applications.
Po'lat tegirmonlarida tuzlash tanklari- 1960-1970-yillarda o'rnatilgan ko'plab po'lat tuzlash liniyalari tanklar, isitish batareyalari va qopqoqlar uchun Hastelloy B plitasidan foydalangan. Ular asosan almashtirilgan yoki qayta ishlangan, lekin ba'zi original B komponentlari hali ham xizmatda bo'lishi mumkin.
Farmatsevtik reaktorlar– HCl asosidagi sintezlar uchun ba’zi eski partiyali reaktorlar Hastelloy B dan ishlab chiqarilgan. Ular odatda sifat va tozalik talablari qattiqroq bo‘lganligi sababli to‘xtatiladi.
Tadqiqot laboratoriya jihozlari– 20-asr oʻrtalaridan boshlab tajriba zavodlari va laboratoriya reaktorlarida Hastelloy B komponentlari boʻlishi mumkin.
Eski Hastelloy B plastinkasidan doimiy foydalanish xavfi quyidagilardan iborat:
Intermetall fazali mo'rtlashuv– Dastlabki ishlab chiqarish ehtiyotkorlik bilan amalga oshirilgan bo'lsa ham, o'nlab yillar davomida issiqlik aylanishi (masalan, partiyali reaktorlarni isitish va sovutish) asta-sekin Ni₄Mo va Ni₃Mo fazalarini cho'ktirishi mumkin, bu esa egiluvchanlikni pasaytiradi va plastinkani mo'rt sinishiga moyil qiladi. Bu ayniqsa xavflidir, chunki u ko'rinadigan ogohlantirish belgilarisiz sodir bo'ladi.
Karbid yog'inlari– Yuqori uglerod miqdori (0,05% dan kam yoki unga teng) o‘rtacha haroratlarda ham (400–600 daraja / 750–1110 daraja F) payvand choklarining issiqlik ta’sir qiladigan zonalarida dona chegaradosh karbid hosil bo‘lishiga olib kelishi mumkin. Bu HCl xizmatida granulalararo korroziyaga olib keladi.
Zamonaviy qotishmalarga nisbatan pasaytirilgan korroziyaga chidamlilik– Hastelloy B tarkibida B-2/B-3 ga qaraganda bir oz pastroq molibden (26–30%) va yuqori temir bor, buning natijasida konsentrlangan HCl ning korroziya tezligi, ayniqsa 80 darajadan yuqori bo'lganida, marjinal darajada yuqori bo'ladi.
Ta'mirlashning qiyinligi– Eski B plastinkasida payvandlash juda qiyin, chunki asosiy metall allaqachon mo'rtlashgan bo'lishi mumkin va yuqori uglerod/kremniy tarkibi yangi choklarni yorilishga moyil qiladi. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar asl B ni payvandlashdan bosh tortadilar.
Tavsiya:Eski Hastelloy B uskunasi uchun muntazam ravishda buzilmaydigan sinov (qalinligi ultratovush monitoringi, payvand choklarining bo'yoq penetranti) muhim ahamiyatga ega. Devorning sezilarli darajada yo'qolishi yoki yorilishi aniqlansa, komponentni korroziyaga chidamlilik nuqtai nazaridan to'liq mos keladigan va ko'pincha tegishli o'tish protseduralari bilan mavjud B komponentlariga payvandlanishi mumkin bo'lgan B-3 plitasi bilan almashtirilishi kerak.
3-savol: Asl Hastelloy B plastinkasiga xos bo'lgan muhim payvandlash va ishlab chiqarish muammolari qanday?
A:Asl Hastelloy B plitasini payvandlash va ishlab chiqarish B-2 ga qaraganda ancha qiyin va B-3 ga qaraganda ancha qiyin. Qiyinchiliklar qotishmadagi yuqori uglerod (0,05% dan kam yoki unga teng), yuqori kremniy (1,0% dan kam yoki unga teng) va yuqori temir (4-6%) bilan bog'liq bo'lib, bularning barchasi intermetal va karbid yog'inlariga yordam beradi. Asosiy qiyinchiliklarga quyidagilar kiradi:
1. Intermetall yog'inlarga o'ta sezgirlik (Ni₄Mo, Ni₃Mo):Dastlabki B dagi yog'ingarchilik kinetikasi B-2 ga qaraganda ancha tezdir. Hatto 30-60 soniya davomida 600-900 daraja (1110-1650 daraja F) oralig'idagi haroratga ta'sir qilish sezilarli faza shakllanishiga olib kelishi mumkin. Payvandlashda issiqlik ta'sir qiladigan zona (HAZ) bir necha daqiqa davomida bu haroratga etib borishi mumkin, bu esa ma'lum darajada mo'rtlashishni kafolatlaydi. Natijada egiluvchanlikning yo'qolishi (cho'zilish 30% dan kamayishi mumkin).<2%) leads to stressni engillashtiradigan yorilishsovutish paytida yoki xizmatdan keyin qisqa vaqt o'tgach.
2. Karbid yog'inlari:Yuqori uglerod miqdori plastinka 400-800 daraja (750-1470 daraja F) ta'sir qilganda, don chegaralarida xromga boy yoki molibdenga boy karbidlarning (M₆C, M₂₃C₆) shakllanishiga olib keladi. Bu sensibilizatsiya HCl xizmatida granulalararo korroziyaga olib keladi, bu erda don chegaralari afzallik bilan korroziyaga uchraydi, bu esa plitaning payvand choki HAZ bo'ylab parchalanishiga olib keladi.
3. Payvandlash jarayoniga qo'yiladigan talablar (o'ta qattiq):Zararni minimallashtirish uchun payvandchilar juda qattiq parametrlarga rioya qilishlari kerak:
Issiqlik kiritish 0,8 kJ/mm dan kam yoki unga teng (20 kJ/in dan kam yoki unga teng)- B-2 dan ham pastroq
O'tish oralig'i harorati 100 darajadan kamroq yoki unga teng (212 daraja F)- B-2 ga qaraganda past
Faqat chiziqli boncuk texnikasi- to'quv yo'q
Oldindan qizdirilmaydi– oldindan qizdirish sezgir diapazonda vaqtni oshiradi
Tegishli to'ldiruvchi metall– ERNiMo‑1 (AWS A5.14) asl B uchun standart plomba hisoblanadi, ammo bugungi kunda u kamdan-kam topiladi. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar o'rniga ERNiMo‑7 (B-2 to'ldiruvchi) dan foydalanadilar, ammo buning uchun ehtiyotkor malaka talab etiladi.
4. Payvandlashdan keyingi issiqlik bilan ishlov berish (PWHT):B-2 bilan bo'lgani kabi, PWHT hamtavsiya etilmaydiagar u to'liq eritma tavlanishi (1060–1100 daraja / 1940–2010 daraja F) bo'lmasa, so'ngra suvni tez o'chirish. Biroq, katta ishlab chiqarilgan idishni to'liq eritma bilan tavlash ko'pincha amaliy emas. Shuning uchun, ko'pchilik B plastinka payvandlari kelajakda ishdan chiqish xavfi yuqori bo'lgan payvandlash holatida ishlatiladi.
5. Issiq shakllantirish:Bugungi kunda intermetalik yog'ingarchilik xavfi tufayli B plitasining issiq shakllanishi kamdan-kam hollarda qo'llaniladi. Sovuq shakllanishga afzallik beriladi, ammo sovuqni kamaytirish 10-15% dan oshsa, to'liq eritma tavlanishi talab qilinadi. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilar oddiy B plitasi bilan ishlashni rad etishadi.
6. Plomba metallining mavjudligi:ERNiMo‑1 plomba metalli endi yirik yetkazib beruvchilar tomonidan ishlab chiqarilmaydi. B-2 yoki B-3 to'ldiruvchi metall bilan almashtirish muhim bo'lmagan ilovalar uchun maqbul choklarni hosil qilishi mumkin, ammo kompozitsiyadagi nomuvofiqlik (turli xil temir va uglerod darajalari) payvandlash interfeysida galvanik korroziyaga olib kelishi mumkin.
Amaliy maslahat:Agar eski Hastelloy B uskunasini ta'mirlash yoki o'zgartirish kerak bo'lsa, eng maqbul yondashuvshikastlangan B qismini kesib oling va B-3 plastinka qo'shimchasiga payvandlangB-3 plomba metallidan (ERNiMo‑11) foydalanish. O'tish payvandlash usuli malakali bo'lishi kerak, jumladan, qattiq sinov (ASTM G28 donalararo korroziya, egilish sinovlari, qattiqlik xaritasi). Biroq, aksariyat hollarda, butun komponentni B-3 bilan almashtirish asl B ni ta'mirlashga urinishdan ko'ra ancha tejamkor bo'ladi.
4-savol: Zamonaviy qotishmalarga nisbatan Hastelloy B plitasining korroziyaga chidamlilik xususiyatlari va cheklovlari qanday?
A:Hastelloy B plitasi sof xlorid kislotasi va boshqa kuchli kamaytiradigan muhitlarga mukammal qarshilik ko'rsatadi, lekin uning ishlashi bir necha muhim jihatlarda B-2 va B-3 dan past:
Xlorid kislotada korroziyaga chidamlilik:
| Vaziyat | Xastelloy B | Hastelloy B-2 | Hastelloy B-3 |
|---|---|---|---|
| 10% HCl, 60 daraja (140 daraja F) | <0.05 mm/year | <0.05 mm/year | <0.05 mm/year |
| 20% HCl, qaynash (110 daraja) | Yiliga 0,15–0,25 mm | Yiliga 0,10–0,15 mm | Yiliga 0,10–0,15 mm |
| 37% HCl, 80 daraja (175 daraja F) | Yiliga 0,30–0,50 mm | Yiliga 0,20–0,30 mm | Yiliga 0,20–0,30 mm |
| 10% HCl + 200 ppm Fe³⁺, 80 daraja | >2,0 mm/yil (chuqurlik) | Yiliga 0,50–1,0 mm | Yiliga 0,50–1,0 mm |
Asl B tarkibidagi yuqori temir va uglerod miqdori, ayniqsa oksidlovchi aralashmalar (Fe³⁺, Cu²⁺, erigan kislorod) mavjudligida uning ish faoliyatini biroz pasaytiradi. B shuningdek, turg'un yoki past oqim zonalarida chuqurlikka ko'proq moyil bo'ladi.
Cheklovlar (barcha B-seriyali qotishmalarga xos):
Oksidlovchi kislota hujumi- B plitasiyaroqsiz for nitric acid, chromic acid, concentrated sulfuric acid (>90% yoki oksidlovchi turlarni o'z ichiga olgan har qanday muhit. Korroziya tezligi yiliga 5 mm dan oshishi mumkin.
Intergranular hujum– Karbid yog‘inlari tufayli B plitasi choklarning issiqlik ta’sir qiladigan zonalarida, hatto nisbatan yumshoq HCl xizmatida ham donalararo korroziyaga duchor bo‘lishi mumkin. Bu B-2 va B-3 bilan kamroq uglerod miqdori tufayli kamroq muammo.
Harorat cheklovlari– Konsentrlangan HCl da 150 darajadan (300 daraja F) yuqori haroratda, hatto B plitasi ham qabul qilib bo'lmaydigan darajada korroziyaga uchraydi. Yuqori haroratlar uchun tantal yoki zirkonyum talab qilinadi.
Amaliy ta'sirlar:Eski B plastinka uskunalari uchun qolgan foydali xizmat muddatini quyidagicha hisoblash mumkin:
Haqiqiy devor qalinligini o'lchash (ultratovush tekshiruvi)
Korroziyaga qarshi kuponni olish (agar iloji bo'lsa) va haqiqiy texnologik suyuqlikda sinovdan o'tkazish
O'rtacha HCl xizmati uchun 0,2-0,3 mm / yil korroziya tezligini hisobga olsak
Qolgan devor qalinligi bosimni ushlab turish uchun zarur bo'lgan minimal darajadan va 3-6 mm korroziyaga chidamlilikdan kam bo'lsa, almashtirishni rejalashtirish kerak.
Zamonaviy qotishmalar bilan taqqoslash:Yangi jihozlar uchun B-3 plitasi kislotalarni kamaytirishda bir xil (yoki biroz yaxshiroq) korroziyaga chidamliligini, ancha yaxshi termal barqarorlikni va payvandlashni osonlashtiradi. Ishlab chiqarishni tejashni hisobga olgan holda B va B-3 o'rtasidagi xarajatlar farqi ahamiyatsiz. Shuning uchun asl Hastelloy Byangi loyihalar uchun hech qachon belgilanmagan.
5-savol: Qadimgi Hastelloy B plastinkasiga qanday standartlar va sinov talablari qo'llaniladi va uni doimiy xizmat ko'rsatish uchun qanday baholash kerak?
A:Asl Hastelloy B plitasi endi ishlab chiqarilmaganligi sababli, yangi ishlab chiqarish uchun faol ASTM standartlari mavjud emas. Biroq, eski materiallar hali ham tarixiy standartlar va zamonaviy sinov usullaridan foydalangan holda davomiy xizmat ko'rsatish uchun baholanishi va qayta malakalanishi mumkin:
Tarixiy standartlar (ma'lumot uchun):
ASTM B333 (1985 yilgi tahrirlardan oldin)– Nikel-molibden qotishma plastinkasining asl spetsifikatsiyasi (N10001 navi sifatida Hastelloy B kiritilgan)
ASME SB‑333 (oldingi tahrirlar)- ASME kod versiyasi
AMS 5549– Hastelloy B varaqlari va plastinkalari uchun aerokosmik materiallar spetsifikatsiyasi (eskirgan)
Legacy B plitasining davomiy xizmat ko'rsatishni baholash uchun sinov:
Ijobiy material identifikatsiyasi (PMI)– Qotishmani tasdiqlash uchun XRF qurol sinovi haqiqatan ham Hastelloy B (Ni 60% dan katta yoki teng, Mo 26–30%, Fe 4–6%, Cr 1% dan kam yoki teng). Bu uni B-2 (Fe 2% dan kam yoki teng) va B-3 (Fe 1,5-3%) dan ajratib turadi.
Kimyoviy tahlil (ASTM E1473 bo'yicha)- Aniq tarkibni, ayniqsa uglerod, kremniy va temir tarkibini aniqlash uchun to'liq laboratoriya tahlili. Bu intermetalik va karbid yog'inlariga nisbatan sezuvchanlikni bashorat qilishga yordam beradi.
Siqish sinovi (ASTM E8/E8M bo'yicha)– Joriy oqim kuchi, valentlik va cho'zilish kuchini o'lchash uchun namunaviy namunani (agar iloji bo'lsa) olib tashlang. 20% dan past cho'zilish (yangi B uchun 30% ga nisbatan) mo'rtlashuvni ko'rsatadi.
Qattiqlik sinovi – Rockwell B or Vickers hardness across the plate thickness. Values >100 HRB (>220 HV) intermetallik yog'inlarni taklif qiladi. Eski B plitasi uchun qattiqlik ko'pincha qariganligi sababli sirtdan devorning o'rtasiga qadar sezilarli darajada farq qiladi.
Intergranular korroziya sinovi (ASTM G28 A usuli) – The most important test for legacy B plate. A sample is exposed to ferric sulfate‑sulfuric acid for 120 hours. Corrosion rate >12 mm / yil yoki ko'rinadigan intergranular hujum sezgirlikni (karbidlar yoki intermetalik fazalar) ko'rsatadi. Namuna bajarilmasa, plastinka HCl xizmatini davom ettirish uchun yaroqsiz.
Metallografik tekshiruv– 500–1000× kattalashtirishda quyidagilarni tekshiring:
Intermetalik fazalar (Ni₄Mo, Ni₃Mo) - don chegaralarida blokli cho'kma shaklida namoyon bo'ladi.
Karbidlar (M₆C, M₂₃C₆) - don chegaralarida mayda cho'kmalar
Don hajmi (ASTM 3–5 asl B uchun xosdir)
Ultrasonik qalinlik sinovi (UT)– Qolgan devor qalinligini o'lchash va ichki bo'shliqlar, qatlamlar yoki ajralishlarni aniqlash uchun butun plastinka maydonini xaritalang.
Suyuqlikka penetrant sinovi (PT)– Barcha payvand choklari va yuqori kuchlanishli joylarni yoriqlar mavjudligini tekshiring.
Davomli xizmat uchun qabul qilish mezonlari:
| Parametr | Qabul qilinadi | Ogohlantirish (monitor) | Rad etish (almashtirish) |
|---|---|---|---|
| Cho'zilish | 25% dan katta yoki teng | 15–25% | <15% |
| Qattiqlik (HRB) | 95 dan kam yoki teng | 95–100 | >100 |
| G28 korroziya tezligi | Yiliga 10 mm dan kam yoki unga teng | Yiliga 10-15 mm | >Yiliga 15 mm |
| Intergranular hujum | Yo'q | Engil (sayoz) | Chuqur yoki doimiy |
| Qolgan devor qalinligi | Min dan katta yoki teng. zarur + 3 mm | Min dan katta yoki teng. talab qilinadi |
Eski B plastinka uskunalari uchun tavsiyalar:
Agar barcha testlar o'tgan bo'lsa (qabul qilinadi)– Xizmatni yillik qayta tekshirish (UT, payvand choklarining PT) bilan davom ettiring. Kontaminantlarni oksidlanish jarayonini kuzatib boring.
Agar biron bir parametr ehtiyotkorlik oralig'ida bo'lsa– Xizmat harorati/bosimini pasaytiring, tekshirish chastotasini har chorakda oshiring va 2-3 yil ichida almashtirishni rejalashtiring.
Agar biron bir parametr rad etish oralig'ida bo'lsa– Darhol xizmatdan olib tashlang yoki izolyatsiya qiling. B-3 plitasi bilan almashtirish yagona xavfsiz variantdir.
Muhim eslatma:Hech bir nufuzli ishlab chiqaruvchi yorilish xavfi yuqori bo'lganligi sababli eski Hastelloy B plastinkasida katta ta'mirlash yoki modifikatsiyani amalga oshirmaydi. Agar uskuna jiddiy ta'mirlashni talab qilsa, almashtirish yagona oqilona yo'ldir. Yangi loyihalar uchun,Hastelloy B-3 plitasi(ASTM B333 bo'yicha) ko'rsatilishi kerak - u yuqori issiqlik barqarorligi, yaxshi payvandlanishi va kislotalarni kamaytirishda bir xil korroziyaga chidamliligini ta'minlaydi, taqqoslanadigan material narxiga ega.
