1. ما هو قيود درجة الحرارة الحرجة للنيكل 200 ، ولماذا هو مهم؟
يبلغ الحد الأدنى لدرجة الحرارة للنيكل 200 حوالي 315 درجة (600 درجة فهرنهايت). فوق درجة الحرارة هذه ، تحدث ظاهرة حرجة تحطّم الخواص الميكانيكية للسبائك بشدة.
القضية: احتضان عن طريق الجرافيت. في حين أن النيكل 200 يزيد عن 99 ٪ نقيًا ، إلا أنه يحتوي على كمية صغيرة من الكربون (0.15 ٪ كحد أقصى). عندما يتم الاحتفاظ بالسبائك ، أو تبرد ببطء من خلال ، فإن درجة حرارة درجة الحرارة حوالي 315 درجة إلى 760 درجة (600 درجة فهرنهايت إلى 1400 درجة فهرنهايت) ، يمكن أن يترسب هذا الكربون من محلول النيكل الصلب.
النتيجة: بدلاً من تشكيل كربيدات مفيدة كما في بعض الفولاذ ، تشكل الكربون دقيقة ، جزيئات الجرافيت الهشة. تشكل هذه الجسيمات بشكل تفضيلي على طول حدود الحبوب للمعادن ، مما يخلق شبكة مستمرة من الضعف. يؤدي هذا الجرافيت إلى فقدان شديد في ليونة وقوة التأثير ، مما يجعل المادة هشة وعرضة للغاية للتكسير تحت الضغط الحراري أو الميكانيكي.
لماذا هذا مهم للأنابيب؟
هذا يعني أنه لا يجب استخدام Nickel 200 Pipes للخدمة المستمرة فوق 315 درجة (600 درجة واو). إنه اعتبار تصميم حاسم للعمليات التي تنطوي على الحرارة. إذا كان التطبيق يتطلب كل من مقاومة التآكل للنيكل والخدمة فوق درجة الحرارة هذه ، فيجب تحديد متغير الكربون المنخفض-. يحتوي Nickel 201 على أقصى قدر من محتوى الكربون بنسبة 0.02 ٪ ، مما يلغي بشكل فعال خطر الجرافيت والسماح للخدمة تصل إلى 815 درجة (1500 درجة فهرنهايت).
2. في أي صناعات وتطبيقات محددة يتم استخدام نيكل 200 أنابيب أكثر شيوعًا؟
يتم نشر أنابيب النيكل 200 في الصناعات حيث يكون مزيجها الفريد من نقاء عالية وتآكل أمر بالغ الأهمية. تملي استخدامها بواسطة كيمياء العملية بدلاً من الحرارة الشديدة.
صناعة المعالجة الكيميائية (CPI): هذه هي منطقة التطبيق الأساسية. تستخدم أنابيب النيكل 200 على نطاق واسع لـ:
إنتاج ومعالجة الصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم): إنه واحد من المواد القليلة التي يمكن أن تقاوم التآكل من محاليل هيدروكسيد الصوديوم المركزة ، حتى في درجات الحرارة المرتفعة ، مما يجعله مثاليًا لأنابيب المبخر وخطوط النقل ومعدات المعالجة المصب.
عمليات الكلورة العضوية: يتم استخدامها في الأنظمة التي تتعامل مع المذيبات المكلورة والوسطاء حيث توجد الرطوبة ، حيث تقاوم تآكل حمض الهيدروكلوريك.
المعالجة الغذائية والمستحضرات الصيدلانية: تجعله نقاءها العالي ومقاومة التآكل مناسبة للأنابيب التي يجب أن تمنع تلوث المنتج وتحمل عوامل التنظيف.
تصنيع البطارية القلوية: إنتاج النيكل - cadmium (ni - CD) و Nickel - بطاريات الهيدريد المعدني (ni - mh) تتضمن Hydroxide (ni) electroletes. يتم استخدام أنابيب النيكل 200 لأنظمة توزيع الإلكتروليت والمكونات الأخرى المعرضة للقلويات القوية.
الطلاء الكهربي والأنودي: يستخدم النيكل 200 لملفات السخان ، وملفات الخزانات ، والأنابيب التي تنقل حلول الطلاء الكهربي الساخن والمركّز.
إنتاج الألياف الاصطناعية: تتضمن عملية تصنيع ألياف الأكريليك حلولًا تتآكل للغاية في الفولاذ المقاوم للصدأ ولكن يتم التعامل معها بشكل فعال بواسطة الأنابيب والمعدات النيكل 200.
الفضاء والإلكترونيات: على الرغم من عدم وجود مكونات محرك ، فإن نفاذيةها المغناطيسية المنخفضة والتوصيل العالي تجعلها مناسبة لمؤشرات الموجات المتخصصة وحالات البطارية ومكونات أنبوب الشعاع -.
في جوهرها ، ستجد أنابيب النيكل 200 أينما تتضمن البيئة قلوية قوية ، ومتطلبات نقاء عالية - ، أو عمليات كيميائية محددة تعمل بسرعة على تدهور الفولاذ المقاوم للصدأ.
3. ما هو Nickel 200 ، وما هي خصائصه الأساسية التي تميزه عن سبائك النيكل الأخرى؟
Nickel 200 (UNS N02200) هو سبيكة نيكل نقية تجاريا مع الحد الأدنى لمحتوى النيكل بنسبة 99.0 ٪. تنبع خصائصها الاستثنائية من مستوى النقاء العالي هذا ، مما يجعله مختلفًا بشكل كبير عن superalloys مثل GH3030 ، والتي يتم تعزيزها من خلال عناصر السبائك.
الخصائص الرئيسية التي تحدد النيكل 200 هي:
مقاومة تآكل ممتازة: هذه هي الميزات الأساسية. لها مقاومة رائعة للتآكل من قبل القلويات الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم ، هيدروكسيد البوتاسيوم) ، حلول الملح المحايدة والقلوية ، والمياه الطبيعية والأكثر الصناعية. كما أنه مقاوم للغاية للتآكل عن طريق تخفيف الأحماض المائية والكبريتيك في ظل ظروف تقليل. ومع ذلك ، فهي ليست مناسبة للبيئات المؤكسدة أو الأحماض مثل حمض النيتريك.
الموصلية الحرارية والكهربائية العالية: بين السبائك الهندسية ، يتمتع النيكل 200 بتوصيل حراري وكهربائي عالي ، والثاني فقط إلى سبائك النحاس - في العديد من السياقات. هذا يجعلها ذات قيمة للتطبيقات التي تكون فيها مقاومة التآكل والحرارة الفعالة أو النقل الكهربائي مطلوبة في وقت واحد.
الخصائص الميكانيكية الجيدة: تحافظ على قوة ميكانيكية جيدة ومتانة على مدى درجة حرارة واسعة ، من مستويات برقية تصل إلى درجات حرارة مرتفعة بشكل معتدل (حوالي 315 درجة / 600 درجة فهرنهايت).
نفاذية الغاز المنخفضة: إنه غير مريح للغاية بالنسبة للغازات ، مما يجعلها خيارًا ممتازًا لتصنيع المعالجة الكيميائية والهوية العالية-.
الخواص المغناطيسية: Nickel 200 هو في الأساس غير مغناطيسي في أو أعلى درجة حرارة الغرفة أو أعلى درجة حرارة كوري منخفضة (النقطة التي يصبح فيها مغناطيسيًا) ، والتي تعد مواصفات حاسمة لبعض التطبيقات الإلكترونية.
هذه الخصائص تجعل النيكل 200 من المواد المفضلة ليس من أجل قوة درجة الحرارة العالية- ، ولكن للتعامل مع التآكل الكيميائي العدواني مع نقاء وكفاءة عالية.
4. ما هي الاعتبارات الرئيسية للحام وتصنيع 200 أنابيب النيكل؟
ج: يتطلب اللحام Nickel 200 اهتمامًا دقيقًا للتقنية لتجنب العيوب والحفاظ على مقاومة التآكل.
النظافة: النظافة المطلقة هي القاعدة الأكثر أهمية. يجب إزالة جميع الملوثات - الزيت ، الشحوم ، الأوساخ ، الدهانات المميزة ، وقطع السوائل - تمامًا من منطقة اللحام. يمكن أن تسبب الملوثات التقاط الكربون (زيادة خطر الجرافيت) وتؤدي إلى عيوب اللحام مثل المسامية والتكسير.
اختيار الحشو المعدني: للحصول على النتائج المثلى ، يتم استخدام معدن حشو التكوين المطابق ، مثل ERNI-1 (AWS A5.14). هذا يضمن أن معدن اللحام لديه مقاومة للتآكل والخصائص الميكانيكية مماثلة تقريبا للمعادن قاعدة النيكل 200.
تصميم المفصل ومدخلات الحرارة: سبائك النيكل لديها توصيل حراري أقل من الصلب ولكن لزوجة أعلى عند الصلصين. هذا يتطلب:
أخاديد المفاصل الأضيق: لتقليل كمية الحشو المعدنية اللازمة.
تطهير الظهر السليم: يعد استخدام غاز خامل (الأرجون) في الجزء الداخلي من الأنبوب ضروريًا لمنع أكسدة حبة اللحام الجذرية ، والتي من شأنها أن تؤدي إلى مقاومة التآكل.
المدخلات التي تسيطر عليها ، منخفضة الحرارة: استخدام حبات Stringer (وليس النسيج) والحفاظ على درجات حرارة Interpass منخفضة (أقل من 150 درجة / 300 درجة فهرنهايت) يمنع نمو الحبوب المفرطة ويقلل من خطر التشويه والتكسير الساخن.
post - معالجة حرارة اللحام (PWHT): PWHT غير مطلوب عمومًا للنيكل 200. ومع ذلك ، للخدمة المسببة للتآكل الشديد ، يمكن إجراء الإجهاد - معالجة الحرارة الإغاثة عند 700-800 درجة (1292-1472 درجة فهرنهايت) تليها التبريد السريع لتقليل الإجهاد المتبقي الذي يمكن أن يؤدي إلى تشتيت الإجهاد (CAC).
5. كيف يختلف أداء ومواصفات Nickel 200 عن إصدار الكربون المنخفض- ، Nickel 201؟
على الرغم من تشابهه كيميائيًا جدًا ، إلا أن التمييز بين Nickel 200 و Nickel 201 (UNS N02201) أمر حيوي ويتوقف بالكامل على محتوى الكربون.
| ميزة | نيكل 200 (UNS N02200) | Nickel 201 (UNS N02201) |
|---|---|---|
| محتوى الكربون | 0.15 ٪ الحد الأقصى | 0.02 ٪ الحد الأقصى |
| الميزة الأساسية | ارتفاع درجة حرارة الغرفة والصلابة. | الحصانة في الجرافيت. مناسبة لخدمة درجة الحرارة العالية -. |
| Max Service Temp | 315 درجة (600 درجة واو) | 815 درجة (1500 درجة واو) |
| التطبيق الرئيسي | درجة حرارة الغرفة إلى 315 درجة تطبيقات تشمل القلويات وغيرها من التآكل. | التطبيقات أعلاه 315 درجة حيث تكون مقاومة التآكل للنيكل مطلوبة (على سبيل المثال ، أفران المعالجة الكيميائية ، المكونات الإلكترونية). |
| يكلف | عموما أقل قليلا التكلفة. | تكلفة أعلى قليلا بسبب التحكم في التصنيع أكثر تشددا. |
إرشادات المواصفات:
يجب على المهندس مراجعة درجة حرارة التشغيل القصوى للنظام بعناية. إذا كانت درجة حرارة العملية ، بما في ذلك أي رحلات غير متوقعة ، ستتجاوز 315 درجة (600 درجة فهرنهايت) ، فيجب تحديد Nickel 201 دون استثناء. سيكون طلب Nickel 200 لخدمة درجة الحرارة عالية- خطأً حاسماً ، مما يؤدي إلى تعويض وفشل كارثي. بالنسبة لجميع الخدمات الكيميائية لدرجة الحرارة المنخفضة - ، يظل Nickel 200 بمثابة تكلفة - فعالة وعالية الأداء -.
