Q1: Kāds ir Hastelloy B-3 stiepļu stieņa primārais ķīmiskais sastāvs un kā tas atšķiras no tā priekšgājēja Hastelloy B-2?
A:Hastelloy B-3 ir niķeļa-molibdēna sakausējums, kas īpaši izstrādāts izcilai izturībai pret tīru sālsskābi un citām spēcīgi reducējošām vidēm. Tās nominālais ķīmiskais sastāvs ir aptuveni:65% niķeļa (līdzsvars), 28–30% molibdēna, 1,5–3,0% dzelzs, mazāks par vai vienāds ar 1,0% hroma, mazāks vai vienāds ar 0,5% mangāna, mazāks vai vienāds ar 0,1% alumīnija un mazāks vai vienāds ar 0,01% oglekļa. Atšķirībā no Hastelloy B-2 (kurā bija līdzīgs molibdēna līmenis, bet tam bija atšķirīga metalurģiskā reakcija uz termisko apstrādi), B-3 ietver precīzi kontrolētu ķīmiju, kassamazina intermetālisko fāžu izgulsnēšanos(īpaši Ni₄Mo un Ni3Mo) metināšanas vai karstās formēšanas laikā.
Galvenā atšķirība no B-2 ir termiskā stabilitāte. Hastelloy B-2 bija uzņēmīgs pret strauju trauslu intermetālisku savienojumu veidošanos, pakļaujot to temperatūrai diapazonā no 600 līdz 900 grādiem (1110–1650 grādi F), pat īsu termisko ciklu, piemēram, metināšanas laikā. Tas padarīja B-2 pakļautu sprieguma korozijas plaisāšanai un samazināja elastību siltuma ietekmētajā zonā. Turpretim Hastelloy B-3 tika izstrādāts ar modificētu ķīmiju (tostarp augstāku dzelzs daudzumu un stingrāku alumīnija un silīcija kontroli), kasdramatiski palēnina nokrišņu kinētikuno šīm kaitīgajām fāzēm. Rezultātā B-3 stiepļu stieni var metināt un termiski apstrādāt ar daudz lielāku izturību pret trauslumu. Turklāt B-3 uzrāda izcilu termisko stabilitāti ilgstošas-paaugstinātas temperatūras iedarbības laikā, padarot to daudz pielaidīgāku ražošanas un apkalpošanas vidēs, kur var rasties temperatūras svārstības. Stiepļu izmantošanai-, piemēram, metināšanas pildvielai, stiprinājumiem ar aukstu galvu un sietu, šī uzlabotā metalurģiskā stabilitāte nodrošina nemainīgas mehāniskās īpašības un izturību pret koroziju pat pēc vairākām apstrādes darbībām.
2. jautājums. Kāpēc Hastelloy B-3 stiepļu stienis tiek uzskatīts par vēlamo pildmetālu Hastelloy B-2 un B-3 bāzes materiālu metināšanai?
A:Hastelloy B-3 stiepļu stienis ir ļoti vēlams kā pildmetāls gan B-2, gan B-3 sakausējuma komponentu savienošanai, jonovērš intermetāliskās fāzes nokrišņu risku metināšanas nogulsnēs un karstuma{0}}ietekmētajā zonā. Metinot B-2 pamatmateriālu, izmantojot B-2 pildmetālu, ātrie termiskie cikli, kas raksturīgi gāzes volframa loka metināšanai (GTAW) vai gāzes metāla loka metināšanai (GMAW), var viegli izraisīt Ni₄Mo vai Ni₃Mo intermetālisku savienojumu veidošanos metinātajā metālā vai blakus esošajā parastajā metālā. Šīs fāzes ievērojami samazina elastību un izturību pret koroziju, bieži izraisot katastrofālu plaisāšanu vai nu dzesēšanas laikā, vai neilgi pēc ekspluatācijas iedarbības sālsskābes vidē.
Hastelloy B-3 pildvielas metāls (parasti apzīmēts kāERNiMo-11saskaņā ar AWS A5.14) ir īpaši izstrādāts, lai izturētu šos nokrišņus. Tā modificētā ķīmija-jo īpaši optimizētais dzelzs saturs (apmēram 2–3%) un zems oglekļa, silīcija un alumīnija saturs{5}}nodrošinaplašs apstrādes logsmetināšanai, neveidojot trauslas fāzes. Pat tad, ja tiek izmantotas vairākas metināšanas šuves vai ja siltuma padeve netiek pilnībā kontrolēta, B-3 pildviela saglabā tīru, vienfāzes cietā šķīduma mikrostruktūru. Lietojumiem, kas saistīti ar stiprām reducējošām skābēm, piemēram, sālsskābi, sērskābi vai fosforskābi (īpaši temperatūrā virs 80 grādiem vai ar piemaisījumiem, piemēram, oksidētājiem), izmantojot B-3 stieples stieni, tiek nodrošināts, ka metinātā savienojuma izturība pret koroziju ir līdzvērtīga parastajam metālam vai labāka par to. Turklāt B-3 pildmetāls nodrošina izcilu izturību pret punktveida un plaisu koroziju hlorīdu{13}}saturošā vidē. Šo iemeslu dēļ nozares kodeksi un ražotāji stingri iesaka — un bieži vien arī nosaka — izmantot Hastelloy B-3 stiepļu stieni kā metināšanas palīgmateriālu jebkurai B sērijas sakausējuma iekārtai, kas paredzēta kritiskai apkalpošanai, neatkarīgi no tā, vai pamatmateriāls ir B-2 vai B-3.
3. jautājums. Kādos īpaši rūpnieciskos lietojumos visbiežāk izmanto Hastelloy B-3 stiepļu stieni, un kāpēc?
A:Hastelloy B-3 stiepļu stienis atrod pielietojumu nozarēs, kursālsskābe jebkurā koncentrācijā un temperatūrā-līdz viršanas temperatūrai-ir jāapstrādā, kā arī citās reducējošās skābes vidēs. Tās galvenie pielietojumi ietver:
Metināšanas palīgmateriāls (pildvads): Kā aprakstīts iepriekš, B-3 stiepļu stienis ir standarta pildmetāls Hastelloy B-3 un B-2 iekārtu, piemēram, reaktoru, siltummaiņu, kolonnu un cauruļvadu sistēmu izgatavošanai ķīmiskās apstrādes rūpnīcās. Tas ir pieejams ar diametru no 0,8 mm līdz 3,2 mm gan automātiskajiem, gan manuālajiem metināšanas procesiem.
Aukstās -galvas stiprinājumi: B-3 stiepļu stienis ir auksti ievilkts-un pēc tam auksti-ievadīts skrūvēs, uzgriežņos, skrūvēs un kniedēs, ko izmanto skābes-izturīgos mezglos. Šiem stiprinājumiem ir jāiztur tādas pašas ļoti korozijas vides kā tām nostiprinātajām ierīcēm. Stieples forma nodrošina liela apjoma, precīzu aukstuma virzienu, un sakausējuma labā elastība (pat pēc aukstā darba) novērš plaisāšanu formēšanas laikā.
Stiepļu siets un grozi: Hastelloy B-3 stiepļu stienis ir ieausts korozijizturīgā sietā, ko izmanto katalizatora atbalsta groziem, skābes filtrēšanas sietiem un detaļu groziem kodināšanas līnijās. Šīs sietas ir pakļautas karstām sālsskābēm vai jauktām skābēm, kur pat neliela korozija var izraisīt piesārņojumu vai mehāniskus bojājumus.
Thermowell apvalks un instrumentu vadi: Reaktoros, kuros tiek apstrādātas reducējošās skābes, termoelementi un sensoru apvalki, kas izgatavoti no B-3 stiepļu stieņa (ievilkti bezšuvju caurulēs vai cietās stieples formās), nodrošina precīzu temperatūras mērīšanu, neradot punktu vai vienmērīgas korozijas risku.
Atsperes un stiprinājuma gredzeni: vārstiem un sūkņiem, kas darbojas ar skābi, B-3 stiepļu stieni var veidot pret koroziju-izturīgām atsperēm un stiprinājuma gredzeniem. Sakausējuma labā izturība pret nogurumu un jutīguma trūkums pret ūdeņraža trauslumu (atšķirībā no daudziem augstas stiprības nerūsējošajiem tēraudiem) padara to uzticamu dinamiskos lietojumos.
Galvenā veiktspējas priekšrocība visos šajos lietojumos ir B-3 spēja izturēt sālsskābi pat tad, ja ir reducējoši līdzekļi (piem., dzelzs hlorīds, vara hlorīds) un tā izturība pret spriedzes-korozijas plaisāšanu-, kas ir atteices režīms, kas apdraud austenīta nerūsējošo tēraudu un pat niķeļa hlorīdu saturošo skābes daudzumu. Turklāt B-3 ir izcila izturība pret sērskābi līdz 60% koncentrācijai un fosforskābi augstās temperatūrās.
4. jautājums: kādi ir būtiski ražošanas un apstrādes apsvērumi, apstrādājot Hastelloy B-3 stiepļu stieni?
A:Hastelloy B-3 stiepļu stieņa apstrādei jāpievērš uzmanība vairākiem metalurģiskiem un praktiskiem faktoriem, lai saglabātu tā izturību pret koroziju un mehānisko integritāti:
Aukstā darba ierobežojumi: Lai gan B-3 ir uzlabota elastība salīdzinājumā ar B-2, tā joprojām ātri sacietē. Aukstā stiepļu stieņa vilkšana jāveic ar starpposma atkvēlināšanu šķīdumā (parasti 1060–1100 grādi vai 1940–2010 ° F), ja laukuma samazinājums pārsniedz 30–40%. Bez pienācīgas atkausēšanas pārmērīgs aukstuma darbs var izraisīt plaisāšanu turpmāko formēšanas darbību laikā (piem., apgriešana, tīšana). Ražotāji parasti piegādā stiepļu stieni šķīdumā atkvēlinātā stāvoklī, kura cietība ir mazāka par vai vienāda ar 100 HRB.
Virsmas tīrība: Piesārņojums rada nopietnas bažas. Hastelloy B-3 ir ļoti jutīgs pret oksidējošām vielām, un virsmas dzelzs vai oglekļa tērauda piesārņojums (piem., no apstrādes instrumentiem, presformām vai uzglabāšanas plauktiem) var radīt galvaniskās šūnas vai izveidot vietas bedrīšu iegremdēšanai skābes servisā. Visiem instrumentiem, kas saskaras ar B-3 stiepļu stieņiem, jābūt izgatavotiem no nerūsējošā tērauda, karbīda vai pārklātiem ar polimēru. Pirms galīgās šķīduma atkausēšanas daļas ir jāattauko un jāmarinē (izmantojot slāpekļa-fluorūdeņražskābes maisījumu).
Rūdoša atmosfēra: B-3 stiepļu stieņa atkvēlināšana ar šķīdumu jāveic areducējošā vai inertā atmosfērā(ūdeņradis, disociēts amonjaks vai argons), lai novērstu virsmas oksidēšanos. Ja notiek oksidēšanās, hroma -noplicinātais slānis zem oksīda skalas tiks uzbrukts ekspluatācijas laikā. Pilnīgai atkausēšanai nepieciešama ātra dzēšana (ūdens vai gāze), lai nomāktu starpmetālu nokrišņus.
Metināšanas apsvērumi: izmantojot B-3 stiepļu stieni kā pildmetālu, aizsarggāzei jābūt tīram argonam vai argona-hēlija maisījumam (nav ūdeņraža, jo ūdeņradis var izraisīt trauslumu). Lai izvairītos no ilgstošas iedarbības jutīgajā temperatūras diapazonā (600–900 grādi), starpplūsmas temperatūrai jābūt zemākai par 150 grādiem (300 °F). Termiskā apstrāde pēc metināšanas parasti nav nepieciešama, bet, ja tā tiek veikta, tai ir jābūt pilnai šķīduma atkausēšanai, kam seko ātra dzēšana.
Uzglabāšana: B-3 stiepļu stieņi jāuzglabā tīrā, sausā vidē. Mitrums kopā ar hlorīdiem no veikala gaisa var izraisīt virsmas iedobumu veidošanos pat pirms lietošanas. Kritiskiem lietojumiem stiepļu stieņi bieži ir vakuumā noslēgti ar desikantu.
Šīs prakses ievērošana nodrošina, ka gatavais komponents nodrošina visu sakausējuma potenciālu,{0}}proti, korozijas ātrums zem 0,1 mm/gadā verdošā sālsskābē.
Q5: Kādi nozares standarti regulē Hastelloy B-3 stiepļu stieņa kvalitāti un testēšanu, un kādi testi ir obligāti?
A:Hastelloy B-3 stiepļu stienis tiek ražots un pārbaudīts saskaņā ar vairākiem stingriem nozares standartiem. Primārā specifikācija irASTM B622(bezšuvju caurulēm un caurulēm), kas pielāgotas stiepļu formām, bet tiešākASTM B574(Standarta specifikācija zema-oglekļa niķeļa-molibdēna-hroma sakausējuma stienim un stienim) pārklāj B-3 stiepļu stieni. Metāla pildvielas metināšanai,AWS A5.14 / ASME SFA-5.14(Specifikācija niķeļa un niķeļa{0}}sakausējuma tukšiem metināšanas stieņiem un elektrodiem) apzīmē B-3 kāERNiMo-11. Papildu attiecīgie standarti ietverISO 18274(Metināšanas palīgmateriāli – Stiepļu un lentu elektrodi niķeļa sakausējumiem) unNACE MR0175 / ISO 15156skābu pakalpojumu lietojumprogrammām.
B-3 stiepļu stieņa obligātās testēšanas prasības parasti ietver:
Ķīmiskā analīze: Induktīvi savienotas plazmas (ICP) vai rentgenstaru fluorescences (XRF) kompozīcijas pārbaude (Ni 65% min, Mo 28–30%, Fe 1,5–3,0%, Cr mazāks vai vienāds ar 1,0%, C mazāks vai vienāds ar 0,01%, Si Mazāks vai vienāds ar Al.0.0%). Zems oglekļa saturs un silīcijs ir kritiski svarīgi.
Stiepes īpašības: stiepes izturība (parasti lielāka vai vienāda ar 350 MPa / 50 ksi), maksimālā stiepes izturība (lielāka vai vienāda ar 750 MPa / 109 ksi) un pagarinājums (lielāks par vai vienāds ar 30% 50 mm), mērot no šķīduma{6}}atlaidinātas stieples.
Cietības pārbaude: Rockwell B (mazāks vai vienāds ar 100 HRB) vai Vickers (mazāks vai vienāds ar 220 HV), lai apstiprinātu pareizu atlaidināšanu un intermetālisko fāžu neesamību.
Starpkristālu korozijas tests: saskaņā ar ASTM G28 A metodi (dzelzs sulfāts-sērskābe) 120 stundas. Korozijas ātrumam ir jābūt mazākam par vai vienādam ar 12 mm/gadā (0,5 ipy), un nav pieļaujami starpgranulu uzbrukuma pierādījumi. Šis tests ir ļoti svarīgs, jo intermetāliskās fāzes izraisītu ātru uzbrukumu gar graudu robežām.
Metalogrāfiskā pārbaude: 200–500x palielinājumā, lai pārbaudītu nogulsnes, ieslēgumus un graudu struktūru (graudu izmērs parasti ir ASTM 5 vai mazāks).
Virsmas pārbaude: vizuālā, šķidrā caurlaides (PT) vai virpuļstrāvas pārbaude, lai noteiktu apļus, šuves, plaisas vai mērogu.
Metināmības pārbaude(piepildīšanas stieples kategorijai): tiek izgatavota testa metināšana, sadalīta sekcijas un pārbaudīta mikroplaisas vai porainība.
Svarīgiem lietojumiem (piemēram, kodolenerģijas, farmācijas) var ietvert papildu prasībastrešās puses{0}}liecinieku pārbaude, sertificēti materiālu pārbaudes ziņojumi (MTR)ar izsekojamību līdz sākotnējai siltuma partijai, unpozitīva materiāla identifikācija (PMI)no katras spoles. Cienījami piegādātāji nodrošina pilnu dokumentāciju, kas parāda atbilstību piemērojamajam standartam, termiskās apstrādes ierakstus un testu rezultātus. Jebkādas novirzes-īpaši paaugstināts oglekļa, silīcija vai alumīnija daudzums-anumē apzīmējumu B-3 un apdraud veiktspēju pret koroziju.
