1. من منظور معدني ، ما هو الدور المحدد لمحتوى النيكل بنسبة 30 ٪ في CUNI 70/30 (UNS C71500) ، وكيف يتحسن بشكل أساسي لخصائص سبائك 90/10 الأكثر شيوعًا؟
إن الزيادة في محتوى النيكل من 10 ٪ إلى 30 ٪ ليست تحسنا خطيًا ، ولكن خطوة - تعزز بشكل كبير الخصائص الميكانيكية للسبائك ، ومقاومة التآكل ، ومغلف الأداء الكلي. يغير النيكل بشكل أساسي الهيكل المعدني والسلوك الكهروكيميائي.
الدور الأساسي هو تعزيز الحل الصلبة. تذوب ذرات النيكل في مصفوفة النحاس ، مما يخلق سلالة شعرية كبيرة. هذا يعوق حركة الاضطرابات ، والعيوب التي تسمح للمعادن بالتشوه بلطف. والنتيجة هي زيادة كبيرة في قوة الشد والقوة أكثر من 90/10 Cu - Ni والنحاس النقي ، دون فقدان الكارثية للمحونة. وهذا يجعل 70/30 ورقة أقوى بطبيعتها وأكثر مقاومة للتشوه تحت الحمل ، وهو عامل حاسم في التطبيقات البحرية الهيكلية.
علاوة على ذلك ، يعزز النيكل بشكل كبير مقاومة التآكل ، وخاصة في البيئات الأكثر عدوانية. يصبح الفيلم السطحي الواقي الذي يتشكل على سبائك Cu - (مزيج معقد من مركبات Cu₂o و Nio و Fe) أكثر استقرارًا وأكثر ملتصقة وأكثر مقاومة للتآكل والهجوم المضطرب مع محتوى أعلى النيكل. هذا يجعل C71500 الخيار المفضل لـ:
تدفق مياه البحر أعلى السرعة (على سبيل المثال ، أغلفة المضخة ، الدبوس)
بيئات ذات مستويات أعلى من التلوث أو الكبريتيد
التطبيقات التي تتطلب مقاومة فائقة لحمض الهيدروكلوريك وحد الأحماض تقليلها مقارنة بـ 90/10.
استقرارها الحراري متفوق أيضًا ، مما يسمح له بالاحتفاظ بالقوة في درجات حرارة مرتفعة بشكل معتدل من سبائك 90/10.
2. في الهندسة المعمارية البحرية ، لماذا يتم اختيار ورقة CUNI 70/30 خصيصًا لتصنيع مكونات نظام مياه البحر الحرجة مثل علب المضخة وأجسام الصمامات على مواد أخرى مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الصلب الكربوني المطلي؟
الاختيار هو قرار كلي يعتمد على تكلفة دورة الحياة الكلية ، والموثوقية ، ومقاومة أوضاع الفشل المحددة التي تصيب مواد أخرى في خدمة مياه البحر.
مقابل الصلب الكربوني المطلي: الطلاء غير كامل بطبيعته وسوف تتحلل أو خدش أو نفطة بمرور الوقت. بمجرد انتهاكه ، سيخضع الصلب الكربوني الأساسي للتآكل المعمم السريع ، مما يؤدي إلى الفشل. تقدم CUNI 70/30 مقاومة متأصلة في التآكل والتي لا يمكن "خدشها" ، مما يضمن تكامل مصطلح طويل- بدون صيانة.
مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ (على سبيل المثال ، 316L): الفولاذ المقاوم للصدأ عرضة للغاية للتآكل الموضعي في وجود الكلوريد. وهذا يشمل:
Crevice Corrosion: هذا هو كعب أخيل من الفولاذ المقاوم للصدأ. تحت الحشيات أو اللحامات أو الرواسب ، شكل مناطق أكسجين- ، مما يؤدي إلى هجوم الحمضي الكارثي. سبائك CUNI هي فعليًا محصنًا من وضع الفشل هذا.
التآكل الحفر: يمكن للكلوريد أن تحطم الطبقة السلبية على القابل للصدأ ، مما يخلق حفرًا عميقة ومخترقة.
تتأثر التآكل الميكروبيولوجيًا (MIC): المناطق الراكدة في أنظمة مياه البحر هي أسباب تربية للبكتيريا التي تنتج الأحماض وتخلق ظروفًا تهاجم الفولاذ المقاوم للصدأ بقوة.
مزايا ورقة CUNI 70/30:
القابلية للنقاش المتفوقة: يمكن أن تكون الورقة باردة وتشكل ساخنة في أشكال معقدة لمضخات مضخة وأجسام الصمام بسهولة أكبر من العديد من الفولاذ المقاوم للصدأ.
مقاومة الوقود الحيوي: إن الإفراج البطيء للأيونات النحاسية من السطح يمنع نمو الكائنات البحرية مثل البارناكل والطحالب ، مما يمنع الانسداد والحفاظ على الكفاءة الهيدروليكية.
حياة الخدمة المثبتة: تم تصميم أنظمة ملفقة من C71500 لتستمر عمرها 25-30 عامًا من سفينة مع الحد الأدنى من التدخل ، مما يوفر موثوقية تشغيلية لا مثيل لها.
3. بالنسبة لورشة عمل تصنع مشعبًا كبيرًا لمياه البحر من ورقة CUNI 70/30 ، ما هي الاعتبارات الحرجة أثناء القطع والتكوين والمعالجة الحرارية لضمان تحتفظ المنتج النهائي بتآكله - خصائص المقاومة؟
يجب التحكم في التصنيع بدقة لتجنب إدخال العيوب أو التغييرات المجهرية التي تعرض أداء السبائك.
القطع: يتم حظر القطع الكاشطة بشكل صارم لأنه يمكن تضمين جزيئات كاشطة في سطح النحاس الناعم وإنشاء منطقة - التي قد تتأثر محليًا بالمادة. تشمل الطرق المفضلة القص للخطوط المستقيمة ، وقطع الماء للأشكال المعقدة (وهو بارد ويتجنب التلوث) ، والآلات مع أدوات RAKE الحادة والإيجابية.
تشكيل: CUNI 70/30 العمل - يصلب بشكل كبير أثناء عمليات التكوين الباردة. على الرغم من أن لديها ليونة جيدة ، إلا أن خطوات التكوين المتسلسلة قد تتطلب الصلب الوسيط لاستعادة ليونة ومنع التكسير. يمكن أيضًا تشكيل السبائك الساخنة في درجات حرارة تتراوح بين 1100 درجة و 1600 درجة فهرنهايت (590 درجة - 870) ، مما يقلل من القوة المطلوبة ويقلل من تصلب العمل.
المعالجة الحرارية (الصلب): هذه خطوة حاسمة بعد العمل البارد الشديد. يجب أن تكون الورقة إجهاد - الإغاثة التي يتم صيدها عند درجات حرارة حوالي 1000 درجة فهرنهايت (540 درجة). هذه العملية:
يخفف من الضغوط الداخلية التي يمكن أن تؤدي إلى تكسير تآكل الإجهاد في الخدمة (على الرغم من أن cu - ni مقاوم للغاية ، فهو ليس محصنًا في ظل الظروف القاسية).
يعيد تبلور العمل - بنية مجهرية صلبة ، واستعادة ليونة كاملة ومتانة.
يضمن بنية الحبوب المتجانسة ، وهو أمر ضروري لمقاومة التآكل الموحد. يجب إجراء الصلب في جو يتم التحكم فيه أو بطريقة تقلل من أكسدة السطح لتجنب التحجيم الثقيل الذي يتطلب التخليل اللاحق.
4. عندما اللحام ورقة CUNI 70/30 ، ما هو الاختيار الإلزامي للمعادن الحشو ، وما هي مواصفات إجراء اللحام المحددة (WPS) يجب اتباعها لإنشاء تآكل - مفصل مقاوم؟
إن إنشاء لحام يطابق خصائص المعدن الأساسي أمر بالغ الأهمية. القاعدة الكاردينال هي عدم استخدام معدن حشو مصمم للنحاس أو النحاس.
Filler Metal: يعد الاختيار الإلزامي نيكل 30 ٪ من النيكل - معدن حشو المحتوى ، مثل ERCUNI30 أو ECUNI30 (لعمليات TIG و MIG ، على التوالي). هذا التكوين المطابق أمر حيوي لمنع التآكل الجلفاني في منطقة اللحام. باستخدام حشو النيكل المنخفض- من شأنه أن ينشئ علاقة الكاثود - ، مما يتسبب في تآكل معدن اللحام بشكل تفضيلي.
مواصفات إجراء اللحام (WPS):
تحضير المفصل: حواف شطبة لإنشاء أخدود واسع بما يكفي للاختراق المناسب ، حيث أن الموصلية الحرارية العالية من Cu - تجذب الحرارة بعيدًا عن منطقة اللحام بسرعة.
Pre - التنظيف: قم بإزالة جميع الأكاسيد والزيت والشحوم والرطوبة مباشرة قبل اللحام. استخدام فرشاة سلك الفولاذ المقاوم للصدأ مخصص.
Pre - التدفئة: غالبًا ما يكون هناك حاجة إلى حرارة معتدلة قبل- من 300-500 درجة F (150-260 درجة) ، خاصةً في الأقسام الأكثر سمكًا ، لضمان الانصهار المناسب ومنع التكسير.
التطهير الخلفي: هذا غير - قابل للتفاوض. يجب حماية الجانب الخلفي من اللحام بغاز خامل (الأرجون أو النيتروجين) لمنع تكوين أكسيد الكأس ، والذي يظهر على أنه "سكر" أسود هش على حبة الجذر ويدمر مقاومة التآكل.
حبات Stringer: استخدم حبات Stringer الضيقة بدلاً من نسج واسع للتحكم في مدخلات الحرارة وتقليل خطر المسامية والأكسدة.
Post - تنظيف اللحام: قم بتنظيف حبة اللحام تمامًا و haz لإزالة أي خبث أو أكاسيد يمكن أن تبدأ التآكل الموضعي.
5. ما وراء أنظمة مياه البحر القياسية ، ما هي بعض التطبيقات الصناعية المتقدمة التي تستغل مجموعة فريدة من الخصائص التي توفرها ورقة النحاس نيكل 70/30؟
خصائص C71500 تجعلها مادة مفضلة في العديد من القيمة العالية - ، تطبيقات متخصصة خارج بناء السفن.
نباتات تحلية المياه: في Multi - فلاش المرحلة (MSF) ونباتات ضغط البخار الحراري (TVC) ، يتم استخدام ورقة 70/30 لتصنيع قذائف المبادل الحراري ، ومباني سخان محلول ملحي ، وبطار البخار. مقاومتها للتوسع والتآكل من محلول ملحي ملحي ساخن وهجوم الاصطدام من قطرات المياه العالية- متفوقة على العديد من البدائل.
النفط والغاز في الخارج: يتم استخدامه للتكتل على هياكل الفولاذ الكربوني في منطقة الرش ، مما يوفر حماية دائمة للتآكل دون الحاجة إلى الحماية الكاثودية أو الطلاء. كما أنه يستخدم لعمليات الأوعية التي تتعامل مع المياه المنتجة.
مكثفات توليد الطاقة: بالنسبة لمحطات الطاقة الساحلية التي تستخدم مياه البحر لمرة واحدة- من خلال التبريد ، يتم تصنيع صناديق المكثف الكبيرة في بعض الأحيان من 70/30 ورقة. تحافظ مقاومتها الحيوية على الكفاءة الحرارية ومقاومة التآكل تعالج تدفق المياه.
المعالجة الكيميائية: مقاومتها الطيبة لأحماض غير متأكدة من عدم وجود - مثل هيدروكلوريك وحمض الكبريتيك (خاصة في التركيزات المخففة) تجعلها مناسبة لخزانات التخليل وأوعية العملية وبطانات الأنابيب في الصناعات الكيميائية والصيدلانية.
تعويض العملة: يعطي محتوى النيكل العالي للسبائك الفضة المميزة - مثل المظهر ويوفر مقاومة ممتازة للارتداء وخصائص مكافحة - ، مما يجعلها مادة مميزة للعملة المعدنية.
