1. C70600 atloki ir jūras ūdens cauruļvadu sistēmu standarts. Kāds ir konkrētais mehānisms, ar kura palīdzību 10% niķeļa saturs būtiski maina vara korozijas izturēšanos, lai padarītu to izturīgu pret triecieniem liela ātruma{4}}jūras ūdenī?
10% niķeļa pievienošana izraisa transformējošas izmaiņas sakausējuma aizsargājošās virsmas plēves dabā un noturībā.
Tīra vara ievainojamība: vara pamatā ir Cu₂O (vara oksīda) slānis, kas, lai arī aizsargā klusos ūdeņos, ir mīksts un var mehāniski iztīrīt ar lielu{0}}ātrumu, turbulentu ūdeni, kas satur smiltis vai gaisa burbuļus. Tas noved pie ātra trieciena uzbrukuma.
C70600 mehānisms: izcila pasīvā filma
Niķelis modificē oksīda slāni divos galvenajos veidos:
Uzlabota katjonu selektivitāte: niķelis veicina sarežģīta, plāna un ļoti lipīga slāņa veidošanos, kas galvenokārt sastāv no Cu₂O, bet bagātināts ar niķeļa oksīdu (NiO) metāla -oksīda saskarnē. Šis ar niķeli-bagātais apakšslānis- ir ļoti aizsargājošs un darbojas kā izcila barjera.
Filmas reformēšana un pašremonts: vēl svarīgāk ir tas, ka niķelis krasi uzlabo filmas paš-remontu. Neliela mehāniska bojājuma gadījumā (piemēram, no smilšu daļiņas) niķeļa klātbūtne katalizē atklātās virsmas ātru re{5}}pasivāciju. Plēve pārveidojas gandrīz acumirklī, novēršot lokalizētas korozijas izplatīšanos bedrē vai rievā.
Šī izturīgā un{0}}pašdziedinošā plēve ir iemesls, kāpēc C70600 atloki var izturēt jūras ūdens ātrumu, kas pārsniedz 4 m/s, padarot tos ideāli piemērotus sūkņu izplūdes līnijām, ugunsdzēsības ūdens sistēmām un citiem augstas -plūsmas lietojumiem, kur vara vai Admiralitātes misiņš ātri sabojājas.
2. Sarežģītā jūras ūdens cauruļvadu montāžā atloki, kas izgatavoti no C70600, tiks savienoti ar tā paša sakausējuma caurulēm. Tomēr tos var arī pieskrūvēt pie vārstiem vai iekārtām, kas izgatavotas no dažādiem materiāliem, piemēram, Super Duplex Stainless Steel. Kāds ir primārais galvaniskās korozijas risks šajā scenārijā, un kādi divi īpaši projektēšanas pasākumi tiek veikti, lai to mazinātu?
Galvenais risks ir tāds, ka C70600 darbosies kā anods galvaniskajā pārī, izraisot tā paātrinātu koroziju.
Galvaniskā sērija: jūras ūdenī metālu korozijas potenciāls ir relatīvi fiksēts. Super Duplex Stainless Steel (piemēram, UNS S32750) ir ļoti cēls (katodisks), pateicoties tā izturīgajai pasīvajai plēvei. C70600, lai arī -izturīgs pret koroziju, ir mazāk cēls (anodisks). Elektriski savienojot elektrolītā (jūras ūdenī), elektroni plūst no C70600 (anoda) uz Super Duplex (katodu), izraisot C70600 koroziju.
Seku mazināšanas pasākumi:
Elektriskā izolācija (dielektriskā izolācija): šī ir visefektīvākā metode. Starp atlokiem ir uzstādīti izolācijas blīvju komplekti. Šajos komplektos ietilpst nevadošas blīves (piem., PTFE, ar gumijas{5}}oderējumu) un uzmavas un paplāksnes, kas izolē skrūves no viena atloka, tādējādi pārtraucot ķēdes elektrisko nepārtrauktību. Tas novērš galvaniskās strāvas plūsmu.
Katodiskā aizsardzība: sistēmām, kurās izolācija nav praktiska, visu sistēmu var aizsargāt, padarot to par katodu. To panāk, savienojot to ar anodiskāku materiālu (upuranodu), piemēram, cinka vai alumīnija anodiem, kas pieskrūvēti pie cauruļvada. Anoda aizsargstrāva nomāc C70600 koroziju, padarot to katodisku attiecībā pret anodu.
Izmantojot gan izolāciju, gan aizsargpārklājumu uz C70600 atloka virsmām, tiek nodrošināta izturīga, daudzslāņu aizsardzība pret galvanisko koroziju.
3. Veiksmīga C70600 atloka metināšana ar C70600 cauruli ir ļoti svarīga sistēmas integritātei. Kāda ir vienīgā vissvarīgākā izmantojamā pildmetāla īpašība, un kādu specifisko metinātā metāla mikrostruktūru tas veicina, lai novērstu preferenciālo koroziju?
Vissvarīgākā īpašība ir tāda, ka pildmetālam ir jābūt pār-leģētam ar spēcīgāku nitrīda veidotāju nekā varš.
Problēma: Metinātā metāla preferenciālā korozija
Standarta C70600 pildvielai (piemēram, ERCuNi) ir līdzīgs parastajam metālam. Metināšanas laikā intensīvais karstums var izraisīt metinātā metāla niķeļa un dzelzs oksidēšanos, atstājot to nedaudz noplicinātu šajos kritiskajos elementos. Vēl svarīgāk ir tas, ka, ja metinātais metāls sacietē ar serdes struktūru, starpdendritiskos reģionus var bagātināt ar varu. Jūras ūdenī šī mikro{6}}segregācija var izveidot mikro-galvaniskās šūnas, padarot vara-bagātas vietas anodiskas un izraisot selektīvu metinājuma lodītes uzbrukumu.
Risinājums: niobija{0}}stabilizētais pildviela
Standarta un pareizais metināšanas metāls C70600 ir ERCuNi (saskaņā ar AWS A5.7), kas parasti satur 1,0–2,0% niobija (Nb) piedevu.
Niobija loma: niobijs ir spēcīgs nitrīda un karbīda veidotājs. Tam ir daudz spēcīgāka afinitāte pret slāpekli (parasts piemaisījums) nekā varš vai niķelis. Veidojot stabilus niobija nitrīdus/karbīdus, tas novērš nevēlamu vara nitrīdu veidošanos, kas ir kodīgi.
Rezultātā iegūtā mikrostruktūra: niobijs veicina smalkāku, viendabīgāku kā{0}}liešanas mikrostruktūru metinātajā metālā, samazinot segregāciju. Tas rada elektroķīmiski vienmērīgāku virsmu, novēršot anodiskos ceļus, kas izraisa preferenciālu metināšanas koroziju.
Lai izveidotu metinājumu, kura izturība pret koroziju atbilst parastā metāla C70600 izturībai pret koroziju, nav iespējams izmantot pareizo niobija-pildmetālu.
4. Liela-diametra, augsta spiediena{2}}jūras ūdens sistēmai uz FPSO (peldošā ražošanas uzglabāšanas un izkraušanas kuģa) C70600 atloks būtu masīvs un dārgs kalums. Kāda galvenā īpašība, izņemot izturību pret koroziju, attaisno tā izmantošanu, izmantojot lētāku, pārklātu oglekļa tērauda atloku šajā dinamiskajā un svara jutīgajā vidē?
Galvenā attaisnojošā īpašība ir izcila izturība pret bioloģisko piesārņojumu.
FPSO ir ilgtermiņa -līdzeklis, kas gadiem ilgi tiek novietots vienā vietā, radot perfektu vidi jūras organismiem (sārņiem, mīdijām, aļģēm, cauruļtārpiem), lai kolonizētu iegremdētas struktūras -process, kas pazīstams kā biopiesārņojums.
Pārklāts oglekļa tērauda atloks:
Pārklājums ir pagaidu barjera. Kad tērauds ir bojāts (trieciena, nobrāzuma vai UV degradācijas rezultātā), tiek pakļauts apakšā esošais tērauds.
Biopiesārņojums viegli pielips pārklājumam un atklātajam tēraudam. Organismu vielmaiņas aktivitāte un piesārņojuma fiziskā klātbūtne zem piesārņojuma rada kodīgu, skābekļa{1}}noplicinātu mikrovidi, paātrinot lokalizētu koroziju.
Palielināta pretestība un svars smagas piesārņojuma dēļ ir ievērojams sods par darbību.
Nepieciešamas biežas, dārgas un bīstamas{0}}ūdens pārbaudes un tīrīšana.
C70600 atloks:
Vara joni lēnām izskalojas no sakausējuma virsmas jūras ūdenī. Šie joni ir toksiski vairuma jūras piesārņojošo organismu kāpuru un sporu stadijām.
Tādējādi ap atloku tiek izveidota "pret{0}}apsmērēšanās" zona, kas novērš makro-piesārņojuma nogulsnēšanos un augšanu. Uz virsmas var veidoties slaidinoša mikrofilma, taču tā neatbalstīs cietu piesārņojumu.
Tas nodrošina{0}}bezapkopes, pastāvīgu risinājumu, kas novērš izmaksas, risku un dīkstāves, kas saistītas ar piesārņojuma kontroli kritiskā jūras ūdens ieplūdes vai izplūdes sistēmā.
FPSO, kur sausā{0}}dokošana apkopei ir vairāku-miljonu dolāru notikums, C70600 izturība pret bioloģisko piesārņojumu kalpošanas laikā nodrošina nepārspējamas ekonomiskas un darbības priekšrocības.
5. C70600 atloka uzstādīšanas laikā starplikas izvēle ir ļoti svarīga. Kāpēc ilgstošai-jūras ūdens izmantošanai priekšroka tiek dota ne-absorbējošiem, nevadošiem blīvju materiāliem, piemēram, armētiem PTFE vai gumijas{5}}veidiem, nevis saspiestām bez-azbesta (CNAF) blīvēm?
Blīvju izvēles pamatā ir nepieciešamība novērst plaisu koroziju un galvanisko koroziju.
Plaisu korozijas risks:
CNAF blīves: tās ir uz celulozes{0}}bāzes un ir absorbējošas. Tie var iesūknēt jūras ūdeni savā šķiedrainajā struktūrā, radot noturīgu, iesprostotu elektrolītu atloka spraugā. Stāvošais jūras ūdens spraugā var kļūt dezoksigenēts un paskābināts, potenciāli izaicinot C70600 aizsargplēvi un laika gaitā izraisot spraugas koroziju.
PTFE/gumijas{0}}izklātas blīves: šie materiāli nav-absorbējoši un ķīmiski inerti. Tie neuztur mitrumu, efektīvi noblīvējot atloka virsmu un novēršot noturīgas, kodīgas spraugas vides veidošanos.
Galvaniskās korozijas risks:
Ja atloks ir savienots ar citu materiālu (piemēram, titāna vārstu vai tērauda sūkni), izmantojot vadošu starpliku, tiktu izveidots tiešs elektriskais ceļš, pastiprinot galvanisko koroziju, kā minēts iepriekš.
PTFE un gumija ir lieliski elektriskie izolatori. Ja tos izmanto kā daļu no izolācijas starpliku komplekta, tie pārtrauc elektrisko ķēdi starp diviem atlokiem, nodrošinot būtisku aizsardzību pret galvanisku uzbrukumu.
Tāpēc, lai gan CNAF blīves ir piemērotas daudziem pakalpojumiem, jūras ūdens sistēmas kritiskai, pastāvīgai un kodīgai videi, PTFE vai gumijas{1}}blīvju inertās un nevadošās īpašības nodrošina daudz uzticamāku un izturīgāku blīvējumu, nodrošinot C70600 atloka savienojuma ilglaicīgu -integritāti.
