1. Kas ir UNS N10665, un kādi ir tā metalurģiskie raksturlielumi?
UNS N10665, kas plaši pazīstams ar tirdzniecības nosaukumu Hastelloy B-2, ir niķeļa-molibdēna sakausējums. Tās raksturīgākā īpašība ir ārkārtīgi augsts molibdēna saturs, kas parasti svārstās no 26% līdz 30%. Atšķirībā no daudziem citiem pret koroziju izturīgiem sakausējumiem, tajā praktiski nav hroma (maksimāli 1,0 %) un ļoti maz dzelzs (maks. 2,0 %). Šī specifiskā ķīmija nodrošina tai nepārspējamu izturību pret sālsskābi (HCl) visās koncentrācijās un temperatūrās, kā arī izturību pret citām neoksidējošām skābēm, piemēram, sērskābi un fosforskābi reducējošos apstākļos. Metalurģiskā ziņā tas ir ciets,{15}}ar šķīdumu stiprināts sakausējums. Plākšņu izstrādājumiem ražotājiem stingri jākontrolē oglekļa un silīcija saturs, lai metināšanas vai termiskās apstrādes laikā novērstu starpmetālu fāžu (piemēram, Ni-Mo karbīdu) nogulsnēšanos, kas citādi nopietni apdraudētu elastību.
2. Kāpēc UNS N10665 plāksne tiek uzskatīta par grūti metināmu, un kādas īpašas procedūras ir nepieciešamas, lai saglabātu tās izturību pret koroziju?
UNS N10665 ir ļoti grūti metināms, jo tas ir jutīgs pret siltuma ievadi un pastāv sekundārās fāzes nokrišņu risks. Galvenā problēma ir Ni-Mo intermetālisku savienojumu (īpaši μ fāzes) veidošanās karstuma -ietekmētajā zonā (HAZ). Tas notiek, ja plāksne pārāk ilgi tiek turēta paaugstinātā temperatūrā (parasti no 650 līdz 870 grādiem). Šie nokrišņi krasi samazina plāksnes elastību un triecienizturību un rada hroma{8}}noplicinātas zonas, kas ir neaizsargātas pret naža-līnijas uzbrukumu korozīvā vidē.
Lai to mazinātu, ir obligātas īpašas metināšanas procedūras:
Zema siltuma padeve: metinātājiem ir jāizmanto mazs strāvas stiprums ampēros un liels pārvietošanās ātrums, lai starpplūsmas temperatūru uzturētu stingri zem 120 grādiem (250 grādiem F).
Pildmetāls: tiek izmantots atbilstošs pildmetāls (ER NiMo-7). Tomēr plāksne bieži tiek metināta šķīduma atkvēlinātā stāvoklī.
Nav pēc-metināšanas termiskās apstrādes (PWHT): atšķirībā no oglekļa tērauda, PWHT parasti ir aizliegts N10665. Izgatavoto plākšņu komplekta pakļaušana spriedzes samazināšanas temperatūrai, materiāls nonāks bīstamā nokrišņu diapazonā, sabojājot metinājumu un HAZ.
Tīrība: plāksnes virsma ir rūpīgi jānotīra no taukiem, eļļas un krāsas, jo sērs un fosfors var izraisīt karstu plaisāšanu.
3. Kādos konkrētos ķīmiskās apstrādes scenārijos inženieris norādītu UNS N10665 plāksni virs standarta nerūsējošā tērauda vai pat C sērijas sakausējuma?
Inženieris norāda UNS N10665 plāksni, ja vide reducē, nevis oksidē. Standarta nerūsējošais tērauds (304/316) paļaujas uz hromu, veidojot pasīvo oksīda slāni. Reducējošajās skābēs (piemēram, HCl vai atšķaidītā H₂SO₂ bez oksidētājiem) šis oksīda slānis sadalās un nerūsējošais tērauds ātri korodē.
Lai gan C-sērijas sakausējumi (piem., C-276) satur hromu, šis hroms faktiski ir trūkums noteiktās vidēs. Izmantojot sālsskābi, hromu var uzbrukt galvenokārt. N10665, kurā nav hroma, ir īpaši paredzēts HCl koncentrācijai no 0% līdz 100% līdz viršanas temperatūrai.
Tāpēc jūs izvēlaties N10665, nevis C-276, ja:
Skābe stingri reducējas.
Nav oksidējošu vielu (piemēram, dzelzs joni, vara joni, izšķīdušais skābeklis, slāpekļskābe).
Jums ir nepieciešams mazākais iespējamais vienmērīgs korozijas ātrums tīrā sālsskābē. C-276 ir pārāks jauktās skābēs vai oksidējošos apstākļos, bet B-2/N10665 ir tīra HCl karalis.
4. Kā UNS N10665 plāksnes termiskās apstrādes process atšķiras no austenīta nerūsējošā tērauda plāksnes?
Termiskās apstrādes process būtiski atšķiras pēc mērķa, temperatūras un dzēšanas ātruma. Austenīta nerūsējošais tērauds (304/316) tiek atkvēlināts šķīdumā, lai izšķīdinātu hroma karbīdus, parasti 1040–1150 grādu temperatūrā, kam seko ātra dzesēšana (ūdens dzēšana vai ātra gaisa dzesēšana), lai novērstu sensibilizāciju.
Attiecībā uz UNS N10665 process ir šāds:
Temperatūras diapazons: šķīduma atkausēšana tiek veikta aptuveni 1065–1080 grādi (1950–1975 grādi F) .
Dzēšanas ātrums: Tūlītēja ūdens dzēšana ir obligāta. Gaisa dzesēšana parasti nav pieņemama biezām plāksnēm, jo dzesēšanas ātrums ir pārāk lēns. Ja plāksne lēni atdziest 870–650 grādu diapazonā, tā ļauj nogulsnēties bojājošajām Ni-Mo intermetāliskajām fāzēm (μ fāze).
Atmosfēra: nepieciešama stingri kontrolēta reducējošā atmosfēra. Tā kā sakausējumam trūkst hroma, tā oksidācijas pretestība ir zemāka. Pārmērīga zvīņošanās vai oksidēšanās notiek vieglāk nekā ar nerūsējošo tēraudu, kā rezultātā rodas materiāla zudumi, ja tas netiek kontrolēts.
Izkropļojumi: strauja ūdens dzēšana no augstām temperatūrām izraisa ievērojamu termisko stresu. Atšķirībā no nerūsējošā tērauda, N10665 ir zemāks elastības modulis, bet ļoti augsta izturība. Plākšņu izlīdzināšana jāveic mehāniski (izlīdzināšana) pēc termiskās apstrādes, nevis jāmēģina nolīdzināt karstā veidā dzesēšanas laikā.
5. Kādas ir galvenās mehānisko īpašību prasības UNS N10665 plāksnei atbilstoši ASTM B333, un kā aukstā formēšana ietekmē šīs plāksnes?
Saskaņā ar ASTM B333 (standarta specifikācija niķeļa{1}}sakausējuma plāksnei) tipiskās mehāniskās prasības UNS N10665 šķīduma atkvēlināšanas stāvoklī ir šādas:
Stiepes izturība: vismaz 690 MPa (100 ksi).
Izneses stiprums (0,2% nobīde): vismaz 283 MPa (41 ksi).
Pagarinājums: vismaz 40% 2 collās (50 mm).
Attiecībā uz auksto formēšanu:
Darba sacietēšana: N10665 darbs ātri sacietē. Lai gan sākotnēji tā ir plastiska (pagarinājums 40%), plāksnes locīšana vai formēšana izraisa ievērojamu cietības un stiprības pieaugumu.
Atspere-atpakaļ: sakausējumam ir augsta tecēšanas robeža. Tāpēc tam ir lielāka atspere- nekā austenīta nerūsējošajam tēraudam. Lai sasniegtu pareizo gala leņķi, ir nepieciešama pārmērīga-liece.
Stresa mazināšana: kā minēts metināšanā, spriedzes mazināšana uz auksti formētas N10665 plāksnes ir ārkārtīgi riskanta. Ja plāksne ir auksti apstrādāta (piem., velmēta cilindrā), iekšējie spriegumi ir lieli, taču, karsējot plāksni, lai mazinātu šos spriegumus, materiāls, iespējams, palielinās jutīgumu. Tāpēc detaļas jāveido atlaidinātā stāvoklī, un nedrīkst pārsniegt formēšanas robežas, jo parasti nevar droši "nofiksēt" spriegumus vēlāk, nesabojājot izturību pret koroziju.
Magnētiskā caurlaidība: atšķirībā no nerūsējošā tērauda, aukstā formēšana parasti neizraisa būtisku magnētismu. N10665 būtībā paliek ne-magnētisks pat pēc spēcīga aukstuma darba, kas ir izdevīgi īpašiem instrumentu korpusiem vai specifiskiem ķīmisko reaktoru iekšējiem elementiem, kur magnētiskie traucējumi rada bažas.
