1. J: Kāds ir Ni200 (UNS N02200) un Ni201 (UNS N02201) niķeļa loksnes ķīmiskais sastāvs un galvenās atšķirības?
A:Ni200 (UNS N02200) un Ni201 (UNS N02201) ir komerciāli tīri apstrādāti niķeļa sakausējumi, kuru galvenā atšķirība ir oglekļa saturs. Šai šķietami nelielajai atšķirībai ir liela ietekme uz lietojumprogrammām augstā temperatūrā{5}}.
Ķīmiskais sastāvs:
| Elements | Ni200 (UNS N02200) | Ni201 (UNS N02201) |
|---|---|---|
| Niķelis (plus kobalts) | 99,0% minimums | 99,0% minimums |
| Ogleklis | 0,15% maksimums | 0,02% maksimums |
| Dzelzs | 0,40% maksimums | 0,40% maksimums |
| Mangāns | 0,35% maksimums | 0,35% maksimums |
| Silīcijs | 0,35% maksimums | 0,35% maksimums |
| Sērs | 0,01% maksimums | 0,01% maksimums |
Būtiskā atšķirība: oglekļa saturs
Oglekļa specifikācija ir galvenā atšķirība starp šīm divām kategorijām:
Ni200:Maksimālais oglekļa saturs 0,15%. Šis augstākais oglekļa saturs nodrošina nedaudz lielāku izturību atkausētā stāvoklī, bet padara sakausējumu jutīgu pret tografitizācijapaaugstinātā temperatūrā.
Ni201:Maksimālais ogleklis 0,02%. Zema-oglekļa satura variants tika īpaši izstrādāts, lai novērstu grafitizācijas problēmu, nodrošinot stabilu veiktspēju augstākā temperatūrā.
Grafitizācijas fenomens:
Kad Ni200 tiek pakļauts temperatūrai starp300 grādi un 600 grādi (572 grādi F līdz 1112 grādi F)ilgu laiku sakausējumā esošais ogleklis var izgulsnēties kā grafīta daļiņas pie graudu robežām. Šie nokrišņi trauslā materiālu, izraisot katastrofālu atteici stresa apstākļos. Ni201 ar ārkārtīgi zemo oglekļa saturu praktiski novērš šo risku.
Mehāniskās īpašības (atkausētais stāvoklis):
| Īpašums | Ni200 | Ni201 |
|---|---|---|
| Stiepes izturība | 55–80 ksi (380–550 MPa) | 55–80 ksi (380–550 MPa) |
| Ienesīguma stiprums (0,2% nobīde) | 15–40 ksi (105–275 MPa) | 15–40 ksi (105–275 MPa) |
| Pagarinājums (2 collās) | 40–50% | 40–50% |
| Cietība (Rockwell B) | 45–75 | 45–75 |
Lietošanas norādījumi:
Ni200:Piemērots lietošanai temperatūrā, kas ir zemāka par 600 °F (315 grādi), tostarp elektriskiem komponentiem, akumulatoru kontaktiem, pārtikas apstrādes iekārtām un telpas temperatūras kodīgajai apstrādei.
Ni201:Nepieciešams pakalpojumu sniegšanai paaugstinātā temperatūrā virs 600 °F (315 grādiem), tostarp ķīmiskās apstrādes iekārtām, kas apstrādā karstu kaustisko soda, augstas temperatūras siltummaiņus un sintētisko šķiedru ražošanas komponentus.
Lokšņu un plākšņu izstrādājumiem pareizas kvalitātes noteikšana, pamatojoties uz maksimālo ekspluatācijas temperatūru, ir būtiska, lai nodrošinātu materiāla ilglaicīgu -integritāti.
2. J: Kādas ir primārās specifikācijas, kas regulē Ni200 un Ni201 niķeļa loksnes un plāksni?
A:Ni200 un Ni201 loksni un plāksni regulē vairākas ASTM un ASME specifikācijas atkarībā no izstrādājuma formas un paredzētajiem ekspluatācijas apstākļiem. Izpratne par šīm specifikācijām ir būtiska, lai nodrošinātu pareizu iepirkumu un atbilstību.
Primārās specifikācijas:
| Specifikācija | Nosaukums | Piemērojamās pakāpes |
|---|---|---|
| ASTM B162 | Standarta specifikācija niķeļa plāksnēm, loksnēm un sloksnēm | UNS N02200 (Ni200), UNS N02201 (Ni201) |
| ASME SB-162 | ASME katla un spiedtvertnes koda versija | UNS N02200, UNS N02201 |
| ASTM B906 | Vispārīgās prasības niķeļa sakausējuma plāksnēm, loksnēm un sloksnēm | Visi niķeļa sakausējumi |
| AMS 5550 | Aviācijas un kosmosa materiālu specifikācija niķeļa loksnei (Ni200) | UNS N02200 |
| AMS 5553 | Aviācijas un kosmosa materiālu specifikācija niķeļa loksnei (Ni201) | UNS N02201 |
ASTM B162 prasības:
ASTM B162 nosaka šādas prasības niķeļa loksnēm un plāksnēm:
| Prasība | Ni200 (N02200) | Ni201 (N02201) |
|---|---|---|
| Ogleklis | 0,15% maks | 0,02% maks |
| Stiepes izturība | 55 ksi min (380 MPa) | 55 ksi min (380 MPa) |
| Ražas spēks | 15 ksi min (105 MPa) | 15 ksi min (105 MPa) |
| Pagarinājums (2 collas) | 40% min | 40% min |
| Termiskā apstrāde | Rūdīts (1300–1600 grādi F) | Rūdīts (1300–1600 grādi F) |
Produktu formas un pielaides:
Lapa:Biezums no 0,005 collām (0,13 mm) līdz 0,1875 collām (4,76 mm). Platums parasti ir 24–48 collas (610–1219 mm).
Plāksne:Biezums no 0,1875 collām (4,76 mm) un lielāks. Platums parasti ir 48–96 collas (1219–2438 mm).
Sloksne:Biezums no 0,005 collām (0,13 mm) līdz 0,1875 collām (4,76 mm), šaurāks platums nekā loksnes.
Virsmas apdare:
ASTM B162 pieļauj dažādas virsmas apdares:
Karsti velmēti-, rūdīti un marinēti:Standarts plāksnēm un smagākām loksnēm
Auksti velmēti-, rūdīti un marinēti:Standarts loksnēm un sloksnēm
Spilgti rūdīts:Lietojumiem, kuriem nepieciešama tīra, atstarojoša virsma
Pulēts:Kosmētikas vai tīras apkalpošanas prasībām
ASME koda atbilstība:
Spiedientvertņu lietojumiem materiālam jāatbilst ASME SB-162 un jābūt apzīmogotam ar ASME koda simbolu. ASME VIII sadaļas 1. nodaļa atļauj izmantot Ni200 un Ni201 līdz 600 °F (315 grādi) Ni200 un līdz 800 °F (427 grādi) Ni201, ja tiek piemēroti atbilstoši projektētie spriegumi.
Iepirkumam pareiza ASTM vai ASME standarta norādīšana kopā ar pakāpes apzīmējumu (UNS N02200 vai UNS N02201) nodrošina materiāla saņemšanu ar atbilstošu oglekļa saturu un mehāniskajām īpašībām paredzētajam pakalpojumam.
3. J: Kāpēc tīra niķeļa loksne (Ni200/Ni201) ir ieteicamais materiāls kaustiskās sodas (NaOH) apstrādei ķīmiskajā apstrādē?
A:Tīram niķelim piemīt unikāla elektroķīmiskā pasivitāte koncentrētā kaustiskā soda (nātrija hidroksīda) vidē, kas ir nepārspējama nerūsējošajam tēraudam, vara sakausējumiem vai pat daudziem niķeļa{0}}supersakausējumiem. Šis īpašums ir izveidojis Ni200 un Ni201 kā standarta materiālus kodīgas apstrādes iekārtām.
Kaustiskās pretestības mehānisms:
Tīrs niķelis kodīgā vidē uz tā virsmas veido stabilu, aizsargājošu oksīda plēvi (galvenokārt niķeļa oksīdu, NiO). Šī filma ir:
Pašārstēšanās-:Ja tas ir mehāniski bojāts, tas ātri pārveidojas kodīgas vielas klātbūtnē
Stabils plašā koncentrācijas diapazonā:Efektīva no atšķaidīta līdz 100% kodīgam
Izturīgs pret kodīgu trauslumu:Atšķirībā no oglekļa tērauda un nerūsējošā tērauda, tīrs niķelis necieš no sprieguma{0}}korozijas plaisāšanas (SCC) kodīgās vidēs.
Veiktspējas salīdzinājums:
| Materiāls | Izturība pret kodīgu vielu pie 50% NaOH, 200 ° F | Neveiksmes režīms |
|---|---|---|
| Ni200/Ni201 | Lieliski (0,001–0,005 ipy) | Nav{0}}pasīvs |
| 316L nerūsējošais tērauds | Nabaga | Stresa-korozijas plaisāšana nedēļu laikā |
| Oglekļa tērauds | Ierobežots | Kodīgs trauslums, vispārēja korozija |
| Vara sakausējumi | Nabaga | Ātra vispārējā korozija |
Tipiski kodīgo vielu apstrādes pielietojumi:
| Aprīkojums | Pakāpju izvēle | Pakalpojuma nosacījumi |
|---|---|---|
| Kaustiskie iztvaicētāji | Ni201 | 50–73% NaOH, 250–350 grādi F, vakuums |
| Kaustiskie koncentratori | Ni201 | 73–98% NaOH, 350–600 grādi F |
| Kaustiskās uzglabāšanas tvertnes | Ni200 | 50% NaOH, apkārtējā temperatūra |
| Siltummaiņi (kaustiskā puse) | Ni201 | Mainīga koncentrācija, paaugstināta temperatūra |
| Cauruļvadi un veidgabali | Ni200/Ni201 | Pamatojoties uz temperatūru |
| Sūkņu un vārstu sastāvdaļas | Ni200/Ni201 | Piemērots jūrai kodīgai lietošanai |
Temperatūras ierobežojumi:
Ni200 (0,15% maks. C):Piemērots kodīgai apkalpošanai līdz600 grādi F (315 grādi). Virs šīs temperatūras palielinās grafitizācijas risks.
Ni201 (0,02% maks. C):Piemērots kodīgai apkalpošanai līdz800 grādi F (427 grādi)un tālāk, atkarībā no spiediena un koncentrācijas. Zemais-oglekļa saturs novērš grafitizācijas risku.
Hloru-sārmu rūpniecība:
Hlora{0}}sārmu rūpniecībā, kurā elektrolīzes ceļā tiek ražots hlors, kaustiskā soda un ūdeņradis, tīrs niķelis ir iedibināts materiāls:
Kaustiskie iztvaicētāji un koncentratori
Kodīgo vielu uzglabāšanas un pārvietošanas sistēmas
Siltummaiņi, kas apstrādā karstu kodīgu šķidrumu
Šiem lietojumiem Ni201 ir gandrīz vispārēji norādīts paaugstinātas darba temperatūras (parasti 300–400 ° F) un iespējamās temperatūras svārstību dēļ, kas varētu sabojāt Ni200.
4. J: Kādi ir galvenie apsvērumi Ni200/Ni201 niķeļa loksnes metināšanai un izgatavošanai?
A:Tīrai niķeļa loksnei ir laba metināmība un izgatavojamība, taču tās unikālajām metalurģiskajām īpašībām ir jāpievērš īpaša uzmanība metināšanas un formēšanas laikā.
Metināšanas apsvērumi:
Procesa izvēle:
Gāzes volframa loka metināšana (GTAW/TIG):Vēlams plānām loksnēm (līdz 0,125 collām)
Gāzes metāla loka metināšana (GMAW/MIG):Piemērots biezākām daļām
Ekranēta metāla loka metināšana (SMAW):Izmanto lauka metināšanai un smagākām plāksnēm
Pildījuma metāla izvēle:
Ieteicamais pildvielas metāls irERNi-1(AWS A5.14), kas atbilst parastā metāla sastāvam. ERNi-1 nodrošina:
Atbilstoša izturība pret koroziju
Laba lokanība-metinātā stāvoklī
Saderība gan ar Ni200, gan ar Ni201
Pirms-metināšanas sagatavošana:
| Prasība | Detaļas |
|---|---|
| Tīrīšana | Rūpīga attaukošana ar acetonu vai piemērotu šķīdinātāju. Tīrs niķelis ir ļoti jutīgs pret sēra, svina un fosfora piesārņojumu. |
| Virsmas sagatavošana | Noņemiet virsmas oksīdus ar mehānisku tīrīšanu (slīpēšanu) vai kodināšanu. |
| Īpaši rīki | Izmantojiet niķeļa sakausējumiem paredzētās stiepļu sukas un slīpripas, lai novērstu savstarpēju-piesārņojumu. |
| Malu sagatavošana | Apstrādājiet vai slīpējiet malas; nogrieztām malām var būt nepieciešama papildu tīrīšana. |
Siltuma padeves kontrole:
| Parametrs | Ieteikums |
|---|---|
| Siltuma ievade | Zems līdz mērens; izvairieties no pārmērīga karstuma |
| Interpass Temperatūra | Zem 200 grādiem F (93 grādi) |
| Tehnika | Stringer krelles; izvairieties no aušanas, kas var veicināt karstu plaisāšanu |
| Ekranēšana | Tīrs argons priekš GTAW; back{0}}attīrīšana ir nepieciešama saknes caurlaidēm |
Pēc-metināšanas termiskā apstrāde:
Lielākā daļa lietojumu: jo{0}}metināts stāvoklis ir pieņemams
Smagas korozijas gadījumā: stresa mazināšana 1000–1100 °F (540–595 grādi) var būt noderīga.
Maksimālai izturībai pret koroziju: pilnīga atkausēšana 1300–1600 ° F (705–870 ° F) temperatūrā ar ātru dzesēšanu
Veidošanas apsvērumi:
| Darbība | Apsvērumi |
|---|---|
| Aukstā formēšana | Ni200/Ni201 darbs-ātri sacietē. Sarežģītām formām var būt nepieciešama starpposma atkausēšana. |
| Dziļais zīmējums | Lieliska elastība atkausētā stāvoklī; izmantojiet augstas kvalitātes-smērvielas, lai novērstu žultiņu veidošanos. |
| Liekšana | Minimālais lieces rādiuss ir atkarīgs no biezuma; 1T–2T tipisks atkausētā stāvoklī. |
| Vērpšana | Parasti izmanto niķeļa loksnes veidošanai tvertnes galviņās un konusos. |
Izplatītākās ražošanas problēmas:
| Izaicinājums | Mīkstināšana |
|---|---|
| Galling | Lietojiet augstas kvalitātes-smērvielas; uzturēt asus instrumentus |
| Darba rūdīšana | Vidēja atlaidināšana daudzpakāpju{0}}formēšanai |
| Piesārņojums | Speciālie instrumenti; rūpīga tīrīšana pirms metināšanas |
| Izkropļojumi | Augsta termiskā izplešanās prasa rūpīgu nostiprināšanu |
Izgatavotājiem būtiskas ir kvalificētas metināšanas procedūras atbilstoši ASME IX sadaļai vai piemērojamiem standartiem. Pareiza pildmetāla, kontrolētas siltuma padeves un rūpīgas tīrīšanas kombinācija nodrošina, ka metinātās niķeļa loksnes sastāvdaļas sasniedz ilgu kalpošanas laiku, kas nepieciešams kodīgās un citās kodīgās vidēs.
5. J: Kādi ir galvenie kvalitātes sertifikāti un iepirkuma apsvērumi attiecībā uz Ni200/Ni201 niķeļa loksnēm?
A:Lai nodrošinātu atbilstību nozares prasībām, augstas{0}kvalitatīvas Ni200 un Ni201 niķeļa loksnes iegādei rūpīgi jāpievērš uzmanība specifikācijām, sertifikātiem un materiālu izsekojamībai.
Materiāla sertifikācija (dzirnavu pārbaudes ziņojums):
MTR ir jādokumentē:
| Elements | Prasība |
|---|---|
| Specifikācija | ASTM B162 (vai ASME SB-162) ar pakāpi (N02200 vai N02201) |
| Siltuma analīze | Pilns ķīmiskais sastāvs, ieskaitot oglekli (mazāks vai vienāds ar 0,15% Ni200; mazāks vai vienāds ar 0,02% Ni201) |
| Mehāniskās īpašības | Stiepes izturība (55 ksi min), tecēšanas robeža (15 ksi min), pagarinājums (40% min) |
| Termiskā apstrāde | Atlaidināšanas detaļas (temperatūras diapazons, dzesēšanas metode) |
| Izmēri | Biezums, platums, garums |
Izsekojamības prasības:
Siltuma numurs:Katrai loksnei vai plāksnei jābūt marķētai ar siltuma numuru, kas izsekojams līdz MTR
Specifikācijas marķējums:ASTM B162 / ASME SB-162, pakāpes apzīmējums
Pārsūtīšanas marķējums:Marķējumi jāpārnes uz sagrieztiem gabaliem
Virsmas apdares iespējas:
| Pabeigt | Apraksts | Tipisks pielietojums |
|---|---|---|
| Karsti-velmēti, rūdīti un marinēti | Matēta apdare, katlakmens noņemts | Plāksne ķīmiskajiem traukiem |
| Auksti-velmēts, rūdīts un marinēts | Gluda, viendabīga apdare | Vispārīgi lapu lietojumi |
| Spilgti atkvēlināts | Atstarojoša, tīra virsma | Elektroniskās sastāvdaļas, pārtikas pārstrāde |
| Pulēts | Spoguļa apdare | Dekoratīvs, tīrs serviss |
Apsvērumi par izmēriem:
| Produkta forma | Biezuma diapazons | Tipisks platums |
|---|---|---|
| Lapa | 0,005–0,1875 collas (0,13–4,76 mm) | 24–48 collas (610–1219 mm) |
| Plāksne | 0,1875–2.0+ collas (4,76–50.8+ mm) | 48–96 collas (1219–2438 mm) |
| Sloksne | 0,005–0,1875 collas (0,13–4,76 mm) | Līdz 24 collām (610 mm) |
Trešās-puses pārbaude:
Svarīgiem lietojumiem papildu pārbaude var ietvert:
Pozitīvā materiāla identifikācija (PMI):Sakausējuma sastāva pārbaude saņemšanas brīdī
Ultraskaņas izmeklēšana:Plākšņu biezumam virs 0,5 collām, lai noteiktu iekšējos pārtraukumus
Cietības pārbaude:Atkausētā stāvokļa pārbaude
Izmēru pārbaude:Biezuma, līdzenuma un malu stāvokļa apstiprinājums
Iepirkuma kontrolsaraksts:
Iegādājoties Ni200/Ni201 niķeļa loksni:
Norādiet pilnīgu standartu:ASTM B162 UNS N02200 vai ASTM B162 UNS N02201
Definējiet termisko apstrādi:Atlaidināts stāvoklis (standarta loksnei un plāksnei)
Norādiet virsmas apdari:Marinēts, spilgti atkausēts vai pulēts pēc vajadzības
Pieprasīt MTR ar sūtījumu:Pilnīga izsekojamība līdz siltuma numuram
Apsveriet ASME kodu:Spiedientvertņu lietojumiem norādiet ASME SB-162
Izveidojiet saņemšanas pārbaudi:Iekļaujiet PMI verifikāciju kritiskām lietojumprogrammām
Izmaksu faktori:
| Faktors | Ietekme |
|---|---|
| Novērtējums | Ni201 parasti ir augstāks par Ni200 zemākas oglekļa specifikācijas dēļ |
| Biezums | Plāna izmēra loksne (<0.010 inches) carries higher per-pound cost |
| Virsmas apdare | Spilgti rūdīta un pulēta apdare palielina apstrādes izmaksas |
| Daudzums | Lielāki pasūtījumi gūst labumu no apjomradītiem ietaupījumiem |
| Sertifikācija | ASME Code{0}}sertificētam materiālam var būt piemaksa |
Kritiska piesardzība:
Lietojumprogrammām, kurām nepieciešama paaugstinātas temperatūras apkalpošana (virs 600°F/315°), ir svarīgi norādītNi201 (UNS N02201)nevis Ni200. Ni200 izmantošana virs šī temperatūras sliekšņa var izraisīt grafitizācijas trauslumu, kas var izraisīt katastrofālu atteici. Ni201 papildu izmaksas ir minimālas, salīdzinot ar priekšlaicīgas komponentu atteices risku kritiskās ķīmiskās apstrādes, pārtikas pārstrādes vai augstas temperatūras iekārtās.
Pircējiem iepirkšana no dzirnavām un cienījamiem izplatītājiem ar dokumentētām kvalitātes sistēmām nodrošina, ka Ni200 un Ni201 lokšņu izstrādājumi atbilst nepieciešamajām specifikācijām un nodrošina uzticamu veiktspēju, kas ir padarījis komerciāli tīru niķeli par standarta materiālu kodīgai apstrādei, elektroniskām lietojumprogrammām un augstas -temperatūras apstrādei vairāk nekā gadsimtu.
