1. ما هي الخصائص الأساسية لـ UNS N02200 (Nickel 200) التي تجعلها مادة مفضلة للأنابيب غير الملحومة في الطلبات الصعبة؟
UNS N02200 ، المعروف تجاريا باسم نيكل 200 ، هو النيكل المطاوع تجاريا (99.6 ٪ دقيقة). تنبع خصائصها الاستثنائية من هذا النقاء ، مما يجعل الأنابيب ASTM B161 سلسة خيارًا متميزًا للخدمة الحرجة. تتضمن الخصائص الرئيسية:
مقاومة التآكل الممتازة: يمتلك النيكل 200 مقاومة رائعة للتآكل في مجموعة واسعة من الوسائط المتقلبة والمحايدة. تشتهر بشكل خاص بمقاومته للقلويات الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم ، هيدروكسيد البوتاسيوم) عبر جميع التركيزات ودرجات الحرارة تصل إلى حوالي 315 درجة (600 درجة فهرنهايت). كما أنه يوفر مقاومة جيدة لأحماض الهيدروكلوريك والكبريتيك المخففة ، ومقاومة متفوقة لكلوريد - الإجهاد - تصدع التآكل مقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ.
الموصلية الحرارية والكهربائية العالية: بصفته معدنًا نقيًا ، فإنه يحتوي على توصيل حراري وكهربائي أعلى بكثير من سبائك الكروم (على سبيل المثال ، على سبيل المثال) أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، وهو مفيد للبادل الحراري والتطبيقات الكهربائية.
الخصائص الميكانيكية الجيدة: يحافظ على قوة ميكانيكية جيدة ومتانة على مدى درجة حرارة واسعة ، من المستويات المبردة إلى حوالي 315 درجة (600 درجة فهرنهايت). بعد هذه النقطة ، يمكن أن يفضل تكوين مرحلة الجرافيت بسبب محتوى الكربون الصغير أن يحتضن المادة ، وهذا هو السبب في أن نسخة الكربون المنخفضة ({4}}) مفضلة لدرجات حرارة أعلى.
نفاذية الغاز المنخفضة: النيكل النقي لديه نفاذية منخفضة للغاية للغازات ، مما يجعلها لا تقدر بثمن في تطبيقات النقاء العالية - في صناعات الأطعمة ، شبه الموصل ، وصناعات الفضاء حيث يجب تجنب التلوث.
القابلية للنقاش: يمكن تشكيلها بسهولة ولحامها باستخدام تقنيات شائعة ، مما يسمح بتصنيع أنظمة الأنابيب المعقدة.
هذه الخصائص تجعل ASTM B161 Nickel 200 Pipes مثالية للتعامل مع المواد الكيميائية المسببة للتآكل ، ونقل مواد نقاء عالية- ، والخدمة في درجة حرارة عالية - ، بيئات كاوية.
2. يذكر المعيار أنبوب "سلس" و "ملحومة". ما هي المزايا المحددة لاختيار بناء الأنابيب غير الملحومة تحت ASTM B161؟
بينما يغطي ASTM B161 كل من الأنابيب غير الملحومة واللحام ، غالبًا ما يتم تحديد البديل السلس للتطبيقات الأكثر أهمية بسبب العديد من المزايا الكامنة:
بنية متجانسة: يتم بثق أنبوب سلس ومستقطب من قاطرة صلبة ، مما يؤدي إلى بنية حبة موحدة مستمرة حول محيط كامل. يضمن هذا التجانس الخصائص الميكانيكية المتسقة ومقاومة التآكل في جميع أنحاء جدار الأنابيب ، مع عدم وجود نقاط ضعف.
سلامة الضغط الفائقة: يزيل غياب التماس لحام خطر عيوب اللحام مثل المسامية أو شوائب الخبث أو الانصهار غير المكتمل. هذا يجعل الأنابيب غير الملحومة أقوى بطبيعتها وأكثر موثوقية لتطبيقات الضغط العالية- ، حيث يمكنها تحمل الضغوط الداخلية والخارجية بشكل أكبر دون فشل.
مقاومة التآكل المحسّنة في منطقة اللحام: حتى مع وجود لحام جودة عالي- ، يمكن أن يكون للمنطقة المتأثرة- (HAZ) بنية معدنية مختلفة بعض الشيء ويمكن أن تكون أكثر عرضة لأنواع معينة من التآكل ، مثل الهجوم بين الحسم. من خلال القضاء على اللحام تمامًا ، يوفر الأنابيب غير الملحومة مقاومة موحدة للتآكل ، وهو أمر بالغ الأهمية عند التعامل مع مواد كيميائية عدوانية للغاية.
الاتساق الأبعاد: تتيح عملية التصنيع للأنابيب غير الملحومة تحكمًا ممتازًا في تركيز سماكة الجدار. هذا أمر حيوي للتطبيقات التي تتطلب خصائص تدفق دقيقة أو حتى نقل الحرارة.
إن اختيار سلس مدفوع بالحاجة إلى أقصى قدر من الموثوقية والسلامة والأداء في ظروف الخدمة الشديدة حيث تكون تكلفة الفشل مرتفعة للغاية ، كما هو الحال في خطوط نقل حمض الضغط العالية أو أنابيب المبادل الحراري.
3. في أي صناعات وتطبيقات محددةأنبوب ASTM B161 Nickel 200 الأكثر شيوعًا يعمل بشكل شائع?
مزيج فريد من خصائص الأنابيب النيكل 200 سلسة يجعلها لا غنى عنها في العديد من صناعات القيمة العالية-:
صناعة المعالجة الكيميائية (CPI): هذه هي منطقة التطبيق الأساسية. يتم استخدامه لخطوط تغذية المفاعل وأنابيب المحفز وأنظمة الأنابيب لمعالجة ومعالجة الصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم) ، والكلوريد العضوي ، والفلور ، والهالوجين المختلفة -. إن مقاومة الإجهاد - تكسير التآكل هو فائدة رئيسية هنا.
المعالجة الغذائية والمستحضرات الصيدلانية: خصائص تلوث النيكل 200 من النيكل 200 ، ومقاومة تآكل ممتازة لأحماض الطعام ، وسهولة التنظيف والتعقيم تجعله مناسبًا لمعدات المعالجة ، وخطوط نقل لمكونات نقاء عالية-.
الفضاء والدفاع: تستخدم في المكونات الحرجة للمحركات الصاروخية والصواريخ بسبب صلابةها المبردة وانخفاض نفاذية الغاز. كما أنها تستخدم في أدلة الموجات الرادار.
تصنيع أشباه الموصلات: تتطلب متطلبات نقاء Ultra - عالية - من تلبية أشباه الموصلات المواد التي لن تفسد الملوثات. يتم استخدام أنابيب Nickel 200 غير الملحومة في أنظمة توزيع الغاز والمكونات التي تتعامل مع غازات عملية نقاء عالية-.
الإنتاج القلوي: هو المادة القياسية للتعامل مع القلويات الكاوية المنصهرة في إنتاج الصابون والأسمدة والمواد الكيميائية الأخرى.
إنتاج الألياف الاصطناعية: يستخدم في الدوار المعقدة وأنظمة الأنابيب التي تتعامل مع السلائف الكيميائية المسببة للتآكل المستخدمة لإنشاء ألياف اصطناعية مثل النايلون ورايون.
4. ما هي متطلبات الاختبار والتفتيش الحرجة الموضحة في ASTM B161 لضمان جودة وموثوقية هذه الأنابيب؟
يفرض ASTM B161 مجموعة صارمة من الاختبارات والتفتيش للتحقق من أن الأنبوب يلبي المعايير الكيميائية والميكانيكية والأبعاد المطلوبة:
التحليل الكيميائي: يلزم إجراء تحليل شرارة أو رطب للتحقق من أن التركيب الكيميائي يقع ضمن الحدود الصارمة للنيكل والكربون والمنغنيز والحديد والنحاس وغيرها من العناصر النزرة المحددة لـ UNS N02200.
اختبار التوتر: يجب أن يخضع الأنابيب لاختبار توتر ميكانيكي لتأكيد قوة العائد ، وقوة الشد ، والاستطالة التي تلبي الحد الأدنى من القيم المحددة في المعيار لمختلف الأدوات (على سبيل المثال ، الصلب).
اختبار التسطيح: يتم تسطيح عينة الحلقة بين الألواح المتوازية إلى مسافة محددة. يقيم هذا الاختبار ليونة وسلامة الأنبوب ، والتي تكشف عن عيوب خفية مثل الشقوق أو الادراج أو التصفيح التي قد تسبب الفشل.
الاختبار الهيدروستاتيكي (أو اختبار كهربائي غير مضيق): يجب أن يخضع كل طول من الأنبوب لإجراء اختبار هيدروستاتيكي ، والذي يخضع له لضغط المياه الداخلي بما يكفي للتأكيد على المادة إلى مستوى محدد ، أو اختبار كهربائي غير تدميري (مثل اختبار تيار الدوامة). يتحقق الاختبار المائي من سلامة الضغط ، في حين أن اختبار تيار الدوامة يمكن أن يكتشف السطح وقريبًا من العيوب السطحية-.
الأبعاد والتصنيع: يحدد المعيار الاختلافات المسموح بها في القطر الخارجي وسمك الجدار. يجب أيضًا فحص الأنبوب بصريًا ووجد أنه خالي من العيوب التي من شأنها أن تؤثر سلبًا على أدائها. عادة ما تكون النهاية سطحًا مشرقًا مخللًا أو مخللًا.
5. عند تحديد أنبوب ASTM B161 ، لماذا قد يختار المهندس إصدار الكربون المنخفض- ، UNS N02201 (Nickel 201) ، بدلاً من UNS N02200؟
إن الاختيار بين نيكل 200 (UNS N02200) و Nickel 201 (UNS N02201) تمليه بشكل حصري تقريبًا حسب درجة حرارة الخدمة. تقدم كل من السبائك مقاومة تآكل متطابقة تقريبًا وخصائص ميكانيكية في درجات حرارة منخفضة.
الفرق الحاسم هو محتوى الكربون:
Nickel 200 (UNS N02200): محتوى الكربون 0.15 ٪ كحد أقصى.
Nickel 201 (UNS N02201): محتوى الكربون 0.02 ٪ كحد أقصى.
في درجات الحرارة أعلى من حوالي 315 درجة - 345 درجة (600 درجة f - 650 درجة f) ، يمكن أن يتراجع الكربون في النيكل 200 ببطء عن المحلول الصلب ويشكل جزيئات الجرافيت عند حدود الحبوب. هذا الجرافيت يحتضن المعدن ، مما يقلل بشكل كبير من ليونة وقوتها تأثير ، ويمكن أن يؤدي إلى فشل سابق لأوانه تحت الضغط.
Nickel 201 ، مع محتوى الكربون المنخفض للغاية ، محصن من ظاهرة الجرافيت هذه. لذلك ، لأي تطبيق درجة حرارة عالية- ضمن نطاق الزحف (على سبيل المثال ، أعلى من 315 درجة / 600 درجة واو) ، كما هو الحال في التبخيرات الكاوية في درجة الحرارة العالية أو مكونات معينة من فرن المعالجة الحرارية ، نيكل 201 (ASTM B161 / 161M لل N02201) هو الاختيار الإلزامي. بالنسبة لجميع التطبيقات دون عتبة درجة الحرارة هذه ، يتم تحديد Nickel 200 عادةً وغالبًا ما يكون متاحًا بسهولة أكبر.
