1. मिश्र धातु 825 (UNS N08825) विशेष रूप से गंभीर संक्षारक वातावरण के लिए इंजीनियर किया गया है। मिश्र धातु तत्वों का मौलिक "ट्रिपल गठबंधन" क्या है जो एसिड को कम करने, ऑक्सीकरण करने वाले रसायनों और स्थानीयकृत क्लोराइड हमले के प्रति प्रतिरोध प्रदान करता है, और प्रत्येक की विशिष्ट भूमिका क्या है?
मिश्र धातु 825 का संक्षारण प्रतिरोध निकेल, क्रोमियम और मोलिब्डेनम के एक मजबूत, सहक्रियात्मक संयोजन पर बनाया गया है, जिसे अक्सर "ट्रिपल गठबंधन" कहा जाता है।
निकेल (~40%): मीडिया को कम करने का फाउंडेशन।
भूमिका: निकेल सल्फ्यूरिक और फॉस्फोरिक एसिड जैसे एसिड को कम करने के लिए अंतर्निहित प्रतिरोध प्रदान करता है, और सबसे महत्वपूर्ण रूप से, क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग (Cl -SCC) के लिए। इसकी सतह केंद्रित क्यूबिक (एफसीसी) संरचना क्लोराइड वातावरण में दरार के प्रसार के लिए लचीली और प्रतिरोधी बनी हुई है, जहां ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (304, 316) भंगुर हो जाते हैं और विनाशकारी रूप से विफल हो जाते हैं।
क्रोमियम (~21.5%): ऑक्सीकरण स्थितियों के विरुद्ध रक्षक।
भूमिका: क्रोमियम सतह पर क्रोमियम ऑक्साइड (Cr₂O₃) की एक स्थिर, सुरक्षात्मक निष्क्रिय परत बनाने के लिए प्रमुख तत्व है। यह फिल्म नाइट्रिक एसिड जैसे ऑक्सीकरण वाले वातावरण, फेरिक या क्यूप्रिक आयन युक्त गर्म घोल और हवा या ऑक्सीजन की उपस्थिति में स्थिर है। यह सामान्य क्षरण और ऑक्सीकरण के खिलाफ रक्षा की पहली पंक्ति है।
मोलिब्डेनम (~3%): स्थानीयकृत संक्षारण में विशेषज्ञ।
भूमिका: मोलिब्डेनम क्लोराइड युक्त घोलों में गड्ढों और दरारों के क्षरण के प्रतिरोध में नाटकीय रूप से सुधार करता है। यह इन आक्रामक, स्थानीय वातावरणों में निष्क्रिय फिल्म की स्थिरता को बढ़ाता है। सीआर और एमओ का संयोजन मिश्र धातु 825 को एक उच्च पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (पीआरईएन> 30) देता है, जो इसे खारे पानी, समुद्री जल और क्लोराइड के साथ रासायनिक प्रक्रिया धाराओं के लिए उपयुक्त बनाता है।
इसके अतिरिक्त, मिश्र धातु 825 में ~2.2% कॉपर होता है, जो सल्फ्यूरिक एसिड के प्रति इसके प्रतिरोध को और बढ़ाता है, और वेल्डिंग के दौरान संवेदनशीलता के खिलाफ स्थिरीकरण के लिए टाइटेनियम होता है।
2. इंकोलॉय 800/800H/800HT अपनी उच्च तापमान शक्ति और स्थिरता के लिए प्रसिद्ध है। जबकि इसमें मिश्र धातु 825 की तुलना में कम मोलिब्डेनम है, कौन सी विशिष्ट मिश्रधातु रणनीति और परिणामी माइक्रोस्ट्रक्चरल संपत्ति इसे अत्यधिक गर्म भाप, थर्मल क्रैकिंग और सुधारक अनुप्रयोगों में हीट एक्सचेंजर ट्यूबों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाती है?
इंकोलॉय 800 श्रृंखला एक अलग रणनीति अपनाती है: तरल चरण जंग से लड़ने के बजाय उच्च तापमान रेंगने के प्रतिरोध के लिए ठोस समाधान को मजबूत करना और वर्षा को नियंत्रित करना।
मिश्रधातु रणनीति: लौह-निकल-क्रोमियम संतुलन।
आधार एक संतुलित Fe{0}}Ni-Cr मैट्रिक्स (~32Ni-21Cr-bal Fe) है, जो एक स्थिर ऑस्टेनिटिक संरचना और अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करता है।
800H/800HT ग्रेड के लिए महत्वपूर्ण विभेदक कार्बन और एल्युमीनियम/टाइटेनियम के नियंत्रित स्तर हैं।
परिणामी सूक्ष्म संरचनात्मक संपत्ति: रेंगने की ताकत।
इंकोलॉय 800H में नियंत्रित कार्बन सामग्री (0.05-0.10%) होती है और 5 या मोटे एएसटीएम अनाज के आकार को प्राप्त करने के लिए इसे 2100 डिग्री F (1150 डिग्री) से ऊपर घोलने की आवश्यकता होती है।
Incoloy 800HT Al+Ti सामग्री (0.85-1.20%) के लिए आवश्यकताएँ जोड़ता है।
तंत्र: उच्च तापमान पर, कार्बन और अल/टीआई कार्बाइड का एक अच्छा, स्थिर फैलाव बनाते हैं और गामा -प्राइम ['] ऑस्टेनिटिक मैट्रिक्स के भीतर अवक्षेपित होते हैं। ये अवक्षेप रेंगने की विकृति के प्राथमिक तंत्र अव्यवस्था चढ़ाई और अनाज सीमा फिसलन के लिए शक्तिशाली बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं। यह 800H/HT ग्रेड को अक्सर 1000 डिग्री F (540 डिग्री) से अधिक और 1300 डिग्री F (705 डिग्री) तक के तापमान पर यांत्रिक भार के तहत विरूपण के प्रति उनकी असाधारण ताकत और प्रतिरोध प्रदान करता है।
मिश्र धातु 825, इस विशिष्ट सुदृढ़ीकरण तंत्र के बिना, इन परिस्थितियों में तेजी से ताकत खो देगा और रेंग जाएगा। इसलिए, उच्च तापमान, उच्च दबाव गैस सेवाओं के लिए, इंकोलॉय 800 एच/एचटी को प्राथमिकता दी जाती है, जबकि कम तापमान, जलीय संक्षारण शुल्क के लिए मिश्र धातु 825 को चुना जाता है।
3. हीट एक्सचेंजर ट्यूब बंडल को ट्यूब शीट में वेल्डिंग ट्यूब द्वारा निर्मित किया जाना चाहिए। मिश्र धातु 825 बंडल के लिए, प्राथमिक वेल्डिंग संबंधित संक्षारण विफलता तंत्र क्या है, और मिश्र धातु की टाइटेनियम सामग्री और "कम - कार्बन" या "स्थिर" भराव धातुओं का उपयोग इसे कैसे रोकता है?
प्राथमिक वेल्डिंग से संबंधित विफलता तंत्र वेल्ड क्षय या चाकू है, लाइन अटैक (केएलए), गर्मी से प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) में अंतर-क्षरण के रूप।
तंत्र: संवेदीकरण.
वेल्डिंग के दौरान, HAZ को एक महत्वपूर्ण तापमान रेंज (~800-1500 डिग्री फ़ारेनहाइट / 427-816 डिग्री) में गर्म किया जाता है। इस श्रेणी में, क्रोमियम कार्बाइड (Cr₂₃C₆) अनाज की सीमाओं के साथ अधिमानतः अवक्षेपित हो सकते हैं। यह क्रोमियम के आसन्न मैट्रिक्स को ख़राब कर देता है, जिससे एक संकीर्ण, क्रोमियम-रहित क्षेत्र बन जाता है जो बाकी अनाज के लिए एनोडिक होता है। संक्षारक वातावरण में, इस क्षेत्र पर चुनिंदा रूप से हमला किया जाता है, जिससे अंतरकणीय दरारें और विफलता होती है।
समाधान: टाइटेनियम स्थिरीकरण।
मिश्र धातु 825 में टाइटेनियम (~0.9-1.2%) होता है, जिसमें क्रोमियम की तुलना में कार्बन के लिए अधिक मजबूत आकर्षण होता है।
ट्यूब के अंतिम समाधान एनीलिंग ताप उपचार के दौरान, टाइटेनियम कार्बन के साथ मिलकर स्थिर टाइटेनियम कार्बाइड (TiC) बनाता है।
ये TiC कण वेल्डिंग तापमान पर स्थिर होते हैं, कार्बन को "बांधते" हैं और इसे क्रोमियम कार्बाइड बनाने से रोकते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि निष्क्रियता बनाए रखने के लिए ठोस घोल में पर्याप्त क्रोमियम बना रहे, जिससे संवेदीकरण को रोका जा सके।
भराव धातु अभ्यास:
अतिरिक्त आश्वासन के लिए, वेल्डिंग ERNiFeCr-1 या ERNiCr-3 भराव धातुओं का उपयोग करके किया जाता है, जिन्हें टाइटेनियम (और कभी-कभी नाइओबियम) के साथ भी स्थिर किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि वेल्ड धातु स्वयं भी संवेदीकरण के प्रति प्रतिरक्षित है, जिससे पूरी तरह से संक्षारण प्रतिरोधी जोड़ बनता है।
4. समुद्री जल द्वारा ठंडा किए गए शेल {{1}और -ट्यूब हीट एक्सचेंजर में, ट्यूब सामग्री को एक जटिल संक्षारण चुनौती का सामना करना पड़ता है। 316L स्टेनलेस स्टील की तुलना में मिश्र धातु 825 को क्यों चुना जाएगा, और किस विशिष्ट परिचालन स्थिति (प्रवाह और सफाई से संबंधित) के तहत मिश्र धातु 825 को भी 6% मोलिब्डेनम सुपर ऑस्टेनिटिक या निकल {{8}कॉपर मिश्र धातु जैसे अधिक मजबूत विकल्प की आवश्यकता होगी?
मिश्र धातु 825 को एक प्राथमिक कारण के लिए 316एल से अधिक चुना गया है: क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग (सीएल -एससीसी) के प्रति प्रतिरोधक क्षमता और गड्ढों के प्रति बेहतर प्रतिरोध।
316L Stainless Steel: Will almost certainly suffer from Cl-SCC in hot seawater (>~60 डिग्री / 140 डिग्री एफ)। इसका PREN विश्वसनीय रूप से गड्ढों और दरारों के क्षरण का प्रतिरोध करने के लिए बहुत कम है, खासकर जमा के नीचे या स्थिर क्षेत्रों में।
मिश्र धातु 825: इसकी उच्च निकेल सामग्री इसे सीएल -एससीसी के प्रति प्रतिरोधी बनाती है। इसका उच्च PREN क्लोराइड में गड्ढों और दरारों के क्षरण के खिलाफ बहुत बड़ा सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है।
अधिक मजबूत विकल्प की आवश्यकता वाली स्थिति: कम प्रवाह और दूषण।
समुद्री जल में मिश्र धातु 825 की सीमा स्थिर या कम प्रवाह की स्थिति में उभरती है जहां जैव प्रदूषण और गाद का जमाव होता है।
जमाव के तहत, पर्यावरण ऑक्सीजन रहित और अम्लीय (एक दरार वाली स्थिति) हो जाता है।
प्रतिरोधी होते हुए भी, मिश्र धातु 825 (PREN ~33) अभी भी इन विशेष रूप से आक्रामक, दीर्घकालिक स्थिर स्थितियों में दरार संक्षारण आरंभ होने के लिए अतिसंवेदनशील हो सकता है।
इस परिदृश्य में, उच्च PREN वाला मिश्र धातु अनिवार्य है:
A 6% Molybdenum super austenitic (e.g., 254 SMO, PREN >43) or a super duplex (e.g., 2507, PREN >42) दरार संक्षारण के प्रति अधिक प्रतिरोध प्रदान करता है।
सबसे गंभीर, स्थिर और प्रदूषित समुद्री जल के लिए, स्थिर, उच्च वेग और प्रदूषित समुद्री जल के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध के कारण मिश्र धातु 400 (मोनेल) जैसे निकल {{0} तांबा मिश्र धातु अक्सर सबसे अच्छा विकल्प होते हैं।
5. जब एक इन्कोलॉय 800H ट्यूब को फायर्ड हीटर सेवा के लिए निर्दिष्ट किया जाता है, तो "H" पदनाम (उच्च -तापमान के लिए) महत्वपूर्ण होता है। कौन सी दो विशिष्ट रासायनिक और धातुकर्म आवश्यकताएं "एच" ग्रेड को परिभाषित करती हैं, और वे रेंगने की स्थिति में ट्यूब की विस्तारित सेवा जीवन में सीधे कैसे योगदान करते हैं?
Incoloy 800H में "H" ASTM B407 / B163 के अनुसार विशेष रूप से उच्च तापमान रेंगने के प्रतिरोध के लिए तैयार एक नियंत्रित रसायन विज्ञान और सूक्ष्म संरचना का प्रतीक है।
रासायनिक आवश्यकता: नियंत्रित कार्बन सामग्री।
विशिष्टता: कार्बन सामग्री 0.05% और 0.10% के बीच होनी अनिवार्य है। यह मानक इंकोलॉय 800 ग्रेड (0.03% अधिकतम सी) से काफी अधिक है।
सेवा जीवन में योगदान: यह उच्च, नियंत्रित कार्बन सामग्री सेवा के दौरान अनाज के भीतर और अनाज की सीमाओं पर माध्यमिक क्रोमियम कार्बाइड के निर्माण के लिए आवश्यक "ईंधन" प्रदान करती है। ये महीन कार्बाइड फिसलन के विरुद्ध अनाज की सीमाओं को और अव्यवस्था की गति के विरुद्ध मैट्रिक्स को मजबूत करते हैं, जो रेंगने के तहत प्राथमिक विफलता तंत्र हैं।
धातुकर्म आवश्यकताएँ: समाधान एनीलिंग और अनाज का आकार नियंत्रण।
विशिष्टता: सामग्री को 2100 डिग्री फ़ारेनहाइट (1149 डिग्री) के न्यूनतम तापमान पर समाधान किया जाना चाहिए। एएसटीएम अनाज आकार संख्या 5 या मोटे (यानी, बड़े अनाज का आकार) प्राप्त करने के लिए इस उच्च -तापमान की आवश्यकता होती है।
सेवा जीवन में योगदान: मोटे अनाज की संरचना में प्रति इकाई मात्रा में अनाज की सीमाएँ कम होती हैं। चूँकि रेंगने की क्षति अक्सर अनाज की सीमाओं (शून्य गठन और सहसंयोजन के माध्यम से) से शुरू होती है, कम सीमाएँ होने से सीधे तौर पर रेंगने के टूटने में अधिक समय लगता है। मोटे अनाज दरार प्रसार के लिए एक लंबा, अधिक टेढ़ा रास्ता प्रदान करते हैं।
अवक्षेपों को मजबूत करने के लिए कार्बन का संयोजन और कम रेंगने वाले क्षति संचय के लिए मोटे अनाज की संरचना वह है जो इंकोलॉय 800H ट्यूबों को तापमान पर उच्च तनाव के तहत दशकों तक विश्वसनीय रूप से संचालित करने की अनुमति देती है जहां अधिकांश अन्य इंजीनियरिंग मिश्र तेजी से विफल हो जाएंगे।
