1. ما هي الخصائص المعدنية الأساسية لـ 15 - 7mo و 654 SMO ، ولماذا يتم تجميعها على أنها فولاذ مقاوم للصدأ عالي الأداء؟
في حين تم تصنيف كلاهما على أنهما فولاذ مقاوم للصدأ ، فإن 15 - 7mo (المعروف أيضًا باسم UNS S15700 أو 632) و 654 SMO (UNS S32654) يمثلان فرعين متميزان من شجرة عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ. يتم تجميعها على أنها "أداء عالي -" لأنها تتجاوز بشكل كبير إمكانيات المعيار 304 أو 316 غير القابل للصدأ في مناطق محددة: القوة العالية للغاية ومقاومة التآكل الشديدة ، على التوالي.
15 - 7mo (الفولاذ المقاوم للصدأ في هطول الأمطار):
المعادن: تنتمي هذه السبائك إلى فئة معروفة باسم PH (هطول الأمطار - الصلب) الفولاذ. تم تصميم كيمياءها (حوالي 15 ٪ Cr ، 7 ٪ Ni ، 2.5 ٪ Mo ، 1.2 ٪ AL) للوجود في حالة مارتينسيتي ناعمة وقابلة للتطبيق بعد علاج الحل وتبريد الهواء. مفتاح قوتها هو محتوى الألمنيوم.
آلية التقوية: بعد تشكيلها في أنبوب أو مكون ، يخضع لمعالجة حرارية دقيقة تسمى "الشيخوخة" أو "تصلب هطول الأمطار" (على سبيل المثال ، عند 950 درجة f / 510 درجة). خلال هذه العملية ، تترسب الجسيمات المتداخلة الدقيقة للغاية (على أساس NIAL) بشكل موحد في جميع أنحاء المصفوفة مارتينسيتي. تمنع هذه الجسيمات بشكل فعال حركة الاضطرابات ، مما يؤدي إلى زيادة هائلة في القوة والصلابة مع الحفاظ على صلابة مفيدة.
654 SMO (Super - الفولاذ المقاوم للصدأ Austenitic):
Metallurgy: هذا هو الفولاذ المقاوم للصدأ- الفائق ، مما يعني أنه يحتفظ ببنية أوستنيتية (شعرية بلورية FCC) مثل 316 ، ولكن تم تعزيز محتوى السبائك بشكل كبير. ميزة أبرزها هي الرقم المكافئ لمقاومة الحفر عالية بشكل لا يصدق (pren=٪ cr + 3.3 x (٪ mo + 0.5 x ٪ w) + 16 x ٪ n). مع ~ 24 ٪ Cr و 7.5 ٪ Mo و 0.5 ٪ N ، يتجاوز Pren 55 ، ويضعها في الجزء العلوي من مخطط مقاومة التآكل الفولاذ المقاوم للصدأ.
آلية التعزيز: تأتي قوته من تقوية الحل الصلبة - (الذرات الضخمة من MO و CR و N تشويه الشبكة البلورية) وسبائك النيتروجين ، مما يزيد بشكل كبير من قوة العائد على الوكيلات القياسية. ليس الحرارة - قابلة للعلاج مثل 15- 7mo ويستخدم في الحالة المحددة.
2. في أي تطبيقات صعبة تصنع الأنابيب من هاتين السبائك المحددة الأساسية؟
يتم إملاء الاختيار بين 15-7MO و 654 SMO من خلال التهديد الأساسي في التطبيق: الإجهاد الميكانيكي أو الهجوم التآكل.
تطبيقات أنابيب الرقم الهيدروجيني 15-7MO:
Aerospace and Defense: هذا هو مجالها الأساسي . 15-7 mo تستخدم في الأنظمة الهيدروليكية للطائرات ، مشغلات معدات الهبوط ، وأغلفة الصواريخ حيث تكون نسبة الوزن - عالي القوة - إلى- نسبة الوزن ، احتواء الضغط ، ومقاومة الفخامة. القدرة على تشكيلها وتشكيلها في حالة ناعمة ثم تصلب بعد التصنيع هي ميزة كبيرة.
أجهزة الضغط العالية -: تستخدم للمشعبات ، ومباني المستشعر ، والأنابيب الشعرية في أدوات النفط والغاز ونباتات المعالجة الكيميائية حيث تكون سلامة الضغط بشكل أساسي.
مكونات المفاعل النووي: بعض أنابيب دليل أجهزة ومراقبة قضبان حيث تكون هناك حاجة إلى قوة عالية ومقاومة تآكل معتدلة.
654 تطبيقات أنابيب SMO:
المعالجة الكيميائية العدوانية للغاية: هذه هي المادة المفضلة عندما حتى سبائك مثل Hastelloy C - 276 هي الحدود. يتم استخدامه في أنظمة الأنابيب التي تتعامل مع حمض الكبريتيك المركّز ، كلوريد الساخن - يحتوي على تيارات ، أحماض مختلطة (على سبيل المثال ، nitric-hydrofluoric) ، وحلول التبييض العدوانية في صناعة اللب والورق.
مياه البحر والأنظمة البحرية: لأنابيب تبريد مياه البحر عالية المقاومة ، والناهض ، وأنظمة الصابورة على السفن والمنصات الخارجية ، وخاصة في المياه الدافئة والكلور حيث تشكل التآكل وتآكل الشقوق مخاطر شديدة.
وحدات إزالة الكبريت غاز المداخن (FGD): في المناطق الأكثر تآكلًا لأجهزة التنظيف (قنوات منفذ ، مخمدات ، إعادة مرشحين) حيث توجد مكثفات باردة تحتوي على الكلوريد والفلوريدات وحمض الكبريتيك.
التحكم في التلوث ومعالجة مياه الصرف الصحي: بالنسبة للأنابيب التي تتعامل مع تدفقات العملية الملوثة من الهالوجين -.
3. ما هي التحديات الرئيسية للتصنيع واللحام المرتبطة بهذه السبائك؟
يتطلب تصنيع سبائك الأداء هذه العالية - خبرة متخصصة للحفاظ على خصائصها الفريدة.
15-7mo تصنيع ولحام:
تشكيل: يجب أن يتم تكوين كل تشكيل ، والانحناء ، والآلات في حالة "الشرط A" (الحل - المعالجة) ، حيث تكون المادة ناعمة ودكتايل.
المعالجة الحرارية: بعد التصنيع ، يخضع المكون بأكمله لعلاج حرارة - الخطوة: 1) حل محلول ~ 1400 درجة f (760 درجة) وبرودة الهواء ، و 2) تصلب العمر عند درجة حرارة محددة (على سبيل المثال ، 950 درجة f/510 لشرط H950) لتحقيق مستوى القوة المطلوبة. التحكم في درجة الحرارة الدقيق أمر بالغ الأهمية.
اللحام: يتم لحامه بسهولة باستخدام مواد حشو التكوين المطابقة (على سبيل المثال ، ER630) أو مواد الحشو المستندة إلى النيكل-. يجب إعادة حل اللحام بأكمله عن الحل العولج و Post - لاستعادة قوة موحدة ومقاومة للتآكل عبر المعدن الأساسي ، الحرارة - المتأثرة (HAZ) ، والمعادن اللحام. غالبًا ما يؤدي المعالجة الحرارية المترجمة إلى تشويه وتدرجات الممتلكات.
654 تصنيع SMO واللحام:
تشكيل: لديه قوة أعلى ويعمل - معدل تصلب من أوستنيتيك القياسية. قد تكون هناك حاجة إلى المعدات القوية وخطوات الصلب الوسيطة لتشكيل البرد السميك -.
اللحام: التحدي الأكبر هو الحفاظ على مقاومة التآكل للحام.
Filler Metal: يتم استخدام Super - Duplex أو Nickel - مع محتوى سبيكة أعلى (على سبيل المثال ، Ernicrmo-13 للنيكل أو سبيكة 29Cr-8ni لـ Duplex) في كثير من الأحيان لتكوين الفصل أثناء التصلب الرلي.
مدخلات الحرارة ودرجة الحرارة: التحكم الصارم ضروري. تعتبر انخفاض درجة حرارة الحرارة ودرجات حرارة Interpass أقل من 100 درجة (212 درجة فهرنهايت) ضرورية لمنع هطول الأمطار للمراحل الثانوية (على سبيل المثال ، مرحلة chi - ، Sigma -) في المرحلة ، مما يقلل بشكل كبير من مقاومة الصلابة ومقاومة التآكل.
التطهير الخلفي: إن تطهير الأرجون الكامل أمر إلزامي أثناء اللحام لمنع الأكسدة والسكر على جانب الجذر ، والذي يمكن أن يصبح نقاط بدء للتآكل.
4. كيف تقارن خصائص الميكانيكية والتآكل من 15-7MO و 654 SMO مع أنابيب 316L و Duplex 2205 القياسية؟
أنها تشغل طبقة أداء أعلى بكثير من المواد القياسية.
| ملكية | 316L Austenitic | 2205 دوبلكس | 15-7MO PH | 654 SMO |
|---|---|---|---|---|
| قوة العائد | ~ 30 KSI (205 ميجا باسكال) | ~ 65 KSI (450 ميجا باسكال) | ما يصل إلى 220 KSI (1515 ميجا باسكال) | ~ 55 KSI (380 ميجا باسكال) |
| برين (تآكل) | ~26 | ~35 | ~19 | >55 |
| القوة الرئيسية | قابلية التشكيل ، اللحام | توازن القوة/التآكل | Ultra - قوة عالية | مقاومة التآكل النهائية |
| الضعف الرئيسي | قوة منخفضة ، Cl - pitting | هطول الطور هطول | يتطلب post - weld ht | التكلفة ، صعوبة التصنيع |
15 - 7mo vs . 316 l/2205: 15 - 7mo قوة العائد المسنين أعلى من 3-7 مرات من 316L و 2205. ومع ذلك ، فإن مقاومة التآكل (Pren ~ 19) مدنية من كلاهما. إنه متخصص في تطبيقات القوة المعتدلة.
654 SMO vs . 316 l/2205: 654 مقاومة تآكل SMO ، وخاصة ضد التآكل والتآكل في الكلوريد ، في دوري مختلف تمامًا. يمكن أن تصمد أمام الظروف التي من شأنها أن تدمر بسرعة 316L وستتحدى 2205. كما أن قوتها أعلى من 316 لتر.
5. ما هي بروتوكولات مراقبة واختبار الجودة المحددة غير القابلة للتفاوض مع هذه الأنابيب؟
بالنظر إلى تطبيقاتها الحرجة والتكلفة العالية ، فإن مراقبة الجودة صارمة بشكل استثنائي.
لكلا السبائك:
التحليل الكيميائي: تقارير اختبار الطاحونة المعتمدة (CMTRS) مع التحقق عبر ICP - OES أو XRF.
الاختبار الميكانيكي: اختبارات الشد والصلابة للتحقق من القوة تلبي الشرط المحدد (على سبيل المثال ، H950 لـ 15-7mo ، تم الصلب لمدة 654 SMO).
اختبار غير- الاختبار المدمر (NDT): الاختبار بالموجات فوق الصوتية بنسبة 100 ٪ (UT) للدرزات/الإدراج الداخلي واختبار اختراق الصبغة (PT) للعيوب السطحية. يعد اختبار الأشعة الكامل- الطول القياسي للأنابيب الملحومة.
سبيكة - QC محددة:
ل 15-7MO:
اختبار التآكل: على الرغم من عدم وجود ميزة أساسية ، فإن اختبار التآكل بين الحبيبية لكل ASTM A262 ، إلا أنه قد يتم تحديد الممارسة E لضمان المعالجة الساخرة السليمة.
فحص البنية المجهرية: التحقق من بنية martensitic موحدة مع عدم وجود دلتا فيريت أو فوق- Austenitization.
لـ 654 SMO:
Corrosion Testing: This is paramount. ASTM G48 Method A (Ferric Chloride Pitting Test) is standard. Pipes must demonstrate a Critical Pitting Temperature (CPT) of >95 درجة (203 درجة و) لتأكيد درجة قسطها.
فحص البنية المجهرية: يتم استخدام ASTM A923 الطريقة C (اختبار تأثير Charpy) للكشف عن وجود مراحل intermetallic الضارة التي من شأنها أن تسبب انخفاض صلابة وفشل التآكل. مطلوب قيم الطاقة عالية التأثير.
اختبار Huey: بالنسبة للتطبيقات في حمض النيتريك ، يقيس ASTM A262 ممارسة C (اختبار Huey) مقاومة الهجوم بين الحبيبات.
يضمن QC الشامل أن تؤدي أنابيب القيمة العالية- بشكل موثوق في البيئات القصوى التي تم تصميمها من أجلها.
