1. प्रतिरोध का रसायन
प्रश्न: UNS N10665, जिसे आमतौर पर मिश्र धातु बी -2 के रूप में जाना जाता है, कुछ सबसे आक्रामक रासायनिक वातावरणों के लिए निर्दिष्ट है। इसकी संरचना में कौन से विशिष्ट तत्व इसे सभी सांद्रता और तापमान पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड से निपटने के लिए "आवश्यक" सामग्री बनाते हैं?
उत्तर: हाइड्रोक्लोरिक एसिड जैसे वातावरण को कम करने में UNS N10665 का असाधारण प्रदर्शन इसकी अद्वितीय रासायनिक संरचना, विशेष रूप से क्रोमियम की लगभग पूर्ण कमी और इसकी उच्च मोलिब्डेनम सामग्री से उत्पन्न होता है।
जबकि C-276 या N06022 जैसे मिश्र धातु ऑक्सीकरण एसिड में सुरक्षा के लिए क्रोमियम पर निर्भर करते हैं, क्रोमियम शुद्ध कम करने वाले एसिड में हानिकारक है। N10665 का रासायनिक सूत्र 26% से 30% की विशाल मोलिब्डेनम सामग्री के साथ निकल बेस के आसपास बनाया गया है। जब एसिड को कम करने का विरोध करने की बात आती है तो मोलिब्डेनम सुपरहीरो है। यह कम करने वाली परिस्थितियों में हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक और फॉस्फोरिक एसिड में समान संक्षारण के लिए असाधारण प्रतिरोध प्रदान करता है।
यह क्यों काम करता है?
हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल) में, संक्षारण प्रतिरोध क्रोमियम ऑक्साइड निष्क्रिय परत बनाने के बारे में नहीं है (जो वास्तव में एचसीएल में घुल जाएगा)। इसके बजाय, उच्च मोलिब्डेनम सामग्री मिश्र धातु को बहुत कम संक्षारण दर के साथ धातु अवस्था में रहने की अनुमति देती है। यह हाइड्रोजन आयनों के हमले का प्रतिरोध करता है।
इसके अलावा, N10665 में कार्बन (0.02% अधिकतम) और सिलिकॉन (0.10% अधिकतम) सामग्री बहुत कम है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि पूर्ववर्ती मिश्र धातु (बी - 2 के अग्रदूत, मिश्र धातु बी) में, ये तत्व वेल्डिंग के दौरान गर्मी प्रभावित क्षेत्र में इंटरमेटेलिक चरणों की वर्षा का कारण बन सकते हैं, जिससे भंगुरता हो सकती है। कार्बन और सिलिकॉन को कम करके, N10665 वेल्डिंग के बाद भी अपनी लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध बरकरार रखता है।
हालाँकि, एक महत्वपूर्ण चेतावनी है: क्योंकि इसमें क्रोमियम की कमी है, N10665 ऑक्सीकरण वाले वातावरण में खराब प्रदर्शन करता है। यदि एचसीएल स्ट्रीम में ऑक्सीकरण एजेंटों (जैसे फेरिक या क्यूप्रिक आयन, ऑक्सीजन, या नाइट्रिक एसिड) की थोड़ी मात्रा भी मौजूद है, तो N10665 की संक्षारण दर आसमान छू सकती है। यह एक विशेषज्ञ है, कोई सामान्यज्ञ नहीं।
2. वेल्डिंग और हीट ट्रीटमेंट विरोधाभास
प्रश्न: फैब्रिकेटर अक्सर मिश्र धातु बी-2 को अन्य निकल मिश्र धातुओं की तुलना में वेल्ड करने के लिए "मुश्किल" बताते हैं। इसका धातुकर्म कारण क्या है, और भयावह विफलता को रोकने के लिए किन विशिष्ट वेल्डिंग प्रोटोकॉल का पालन किया जाना चाहिए?
उ: वेल्ड के लिए चुनौतीपूर्ण होने के रूप में UNS N10665 की प्रतिष्ठा मध्यवर्ती तापमान के संपर्क में आने पर इंटरमेटेलिक चरणों विशेष रूप से Ni- Mo ऑर्डर किए गए चरणों (अक्सर "बीटा चरण" के रूप में संदर्भित) के अवक्षेपण के प्रति इसकी संवेदनशीलता में निहित है।
धातुकर्म जोखिम:
जबकि N10665 को अपने पूर्ववर्ती (मिश्र धातु बी) से बेहतर बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया था, यह अभी भी धातुकर्म "खतरे के क्षेत्र" में रहता है। यदि वेल्डिंग के दौरान या अनुचित तनाव राहत के दौरान मिश्र धातु को 1200 डिग्री फ़ारेनहाइट से 1600 डिग्री फ़ारेनहाइट (650 डिग्री से 870 डिग्री) की सीमा तक गर्म किया जाता है, तो यह नी-मो इंटरमेटेलिक्स को अवक्षेपित कर सकता है। यह परिवर्तन सामग्री को अत्यधिक भंगुर बना देता है और तनाव संक्षारण दरार के प्रति संवेदनशील हो जाता है, विशेष रूप से वेल्ड के ताप प्रभावित क्षेत्र (HAZ) में।
जोखिम को कम करने के लिए वेल्डिंग प्रोटोकॉल:
कम ताप इनपुट: उच्च प्रदर्शन वाले स्टेनलेस स्टील की तरह, वेल्डर को कम ताप इनपुट का उपयोग करना चाहिए और कम इंटरपास तापमान (आमतौर पर 200 डिग्री फ़ारेनहाइट / 93 डिग्री से नीचे) बनाए रखना चाहिए। स्ट्रिंगर मनका तकनीक अनिवार्य हैं; चौड़े, दोलनशील मोती वर्जित हैं।
भराव धातु चयन: सही भराव धातु ERNi-Mo-7 है। फिलर का बेस मेटल रसायन से सटीक मिलान करना महत्वपूर्ण है।
स्वच्छता: सामग्री कार्बन और सल्फर पिकअप के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। चर्बी, तेल या दुकान की गंदगी से होने वाला कोई भी संदूषण दरार का कारण बन सकता है। समर्पित स्टेनलेस स्टील उपकरण और लोहे से मुक्त पीसने वाले पहियों का उपयोग आवश्यक है।
कोई पोस्ट नहीं-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट (पीडब्ल्यूएचटी): कार्बन स्टील के विपरीत, एन10665 को चाहिएकभी नहींएक मानक तनाव राहत वार्षिकी प्राप्त करें। पीडब्लूएचटी के लिए 1200-1600 डिग्री फ़ारेनहाइट रेंज का एक्सपोजर बहुत ही नाजुक चरणों को ट्रिगर करेगा जिनसे आप बचने की कोशिश कर रहे हैं। यदि गंभीर गठन के लिए एनीलिंग की आवश्यकता होती है, तो इसे 1950 डिग्री फ़ारेनहाइट (1065 डिग्री) पर किया जाना चाहिए और उसके बाद तेजी से शमन किया जाना चाहिए।
3. सेवा में सीमाएँ: ऑक्सीकरण आयन जाल
प्रश्न: एक रासायनिक संयंत्र इंजीनियर हाइड्रोक्लोरिक एसिड को संभालने वाले एक नए रिएक्टर के लिए UNS N10665 पर विचार कर रहा है। इस सामग्री पर हस्ताक्षर करने से पहले उन्हें एसिड स्ट्रीम में "प्रदूषकों" की उपस्थिति के बारे में कौन से छिपे हुए खतरों का मूल्यांकन करना चाहिए?
उत्तर: यह सबसे महत्वपूर्ण प्रश्न है जो एक इंजीनियर मिश्र धातु बी-2 को निर्दिष्ट करते समय पूछ सकता है। जबकि UNS N10665 शुद्ध हाइड्रोक्लोरिक एसिड के प्रतिरोध में वस्तुतः बेजोड़ है, यह ऑक्सीकरण प्रजातियों की उपस्थिति के प्रति बेहद संवेदनशील है।
यदि प्रक्रिया स्ट्रीम में थोड़ी मात्रा भी शामिल है:
फेरिक आयन (Fe³⁺): यदि एसिड को कार्बन स्टील टैंकों में अपस्ट्रीम में संग्रहित किया जाता है या पाइपिंग में जंग से लोहा उठाया जाता है तो आम है।
क्यूप्रिक आयन (Cu²⁺): यदि अपस्ट्रीम पीतल या तांबे के घटकों का संक्षारण हो रहा है तो यह संभव है।
घुली हुई ऑक्सीजन: यदि सिस्टम ठीक से डी-वायुकृत नहीं है या पंप सील पर हवा का प्रवेश होता है।
ऑक्सीकरण एसिड: जैसे नाइट्रिक या क्रोमिक एसिड।
...संक्षारण तंत्र पूरी तरह से बदल जाता है।
शुद्ध अपचायक अम्ल में संक्षारण दर कम और एक समान होती है। हालाँकि, ऑक्सीकरण आयनों की उपस्थिति में, कैथोडिक प्रतिक्रिया हाइड्रोजन कमी से ऑक्सीकरण आयन की कमी में बदल जाती है। यह मिश्र धातु की विद्युत रासायनिक क्षमता को एक ऐसी सीमा में स्थानांतरित कर देता है जहां यह एक गैर-सुरक्षात्मक, खराब चिपकने वाली ऑक्साइड फिल्म बनाती है। समान संक्षारण के बजाय, मिश्र धातु तेजी से, त्वरित हमले से पीड़ित हो सकती है, कभी-कभी प्रति वर्ष 5 मिमी से अधिक दर पर।
इंजीनियर की चेकलिस्ट:
N10665 का चयन करने से पहले, इंजीनियर को यह करना होगा:
एसिड शुद्धता का विश्लेषण करें: क्या यह अभिकर्मक ग्रेड है, या यह अज्ञात संदूषकों के साथ एक पुनर्नवीनीकरण औद्योगिक एसिड है?
ऑक्सीजन स्तर की निगरानी करें: क्या सिस्टम को एक अक्रिय गैस कंबल के नीचे सील कर दिया गया है, या यह वायुमंडल के लिए खुला है?
शटडाउन पर विचार करें: क्या उपकरण को सूखा दिया जाएगा और हवा के लिए खुला छोड़ दिया जाएगा? अवशिष्ट एसिड फिल्में सूखने पर वाष्पित हो सकती हैं, केंद्रित हो सकती हैं और ऑक्सीकरण हो सकती हैं, जिससे गड्ढे हो सकते हैं।
यदि ऑक्सीकरण करने वाले संदूषक अपरिहार्य हैं, तो उच्च क्रोमियम सामग्री के साथ N06022 (मिश्र धातु 22) जैसा मिश्र धातु अधिक महंगा होने के बावजूद अधिक सुरक्षित विकल्प हो सकता है।
4. गंभीर सेवा के लिए खरीद विशिष्टताएँ
प्रश्न: उच्च दबाव वाले हाइड्रोजन रिएक्टर या क्रिटिकल एसिड डिस्टिलेशन कॉलम के लिए UNS N10665 प्लेट का ऑर्डर करते समय, सामग्री उपयुक्तता सुनिश्चित करने के लिए खरीद आदेश पर कौन से विशिष्ट एएसटीएम मानकों और परीक्षण प्रोटोकॉल को सूचीबद्ध किया जाना चाहिए?
उत्तर: महत्वपूर्ण सेवा के लिए एन10665 की खरीद के लिए एक मानक मिल चलाने से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है। यह सुनिश्चित करने के लिए खरीद आदेश सटीक होना चाहिए कि दुकान के फर्श पर आने वाली सामग्री इच्छित गंभीर सेवा के लिए उपयुक्त है।
1. शासी मानक:
आधार विनिर्देश एएसटीएम बी333 (निकेल के लिए मानक विशिष्टता-मोलिब्डेनम मिश्र धातु प्लेट, शीट और स्ट्रिप) है। यह स्वीकार्य रसायन विज्ञान श्रेणियों और यांत्रिक गुणों को निर्धारित करता है।
2. रसायन विज्ञान सत्यापन:
मिल टेस्ट सर्टिफिकेट (एमटीसी) को रसायन विज्ञान की सीमाओं का कड़ाई से पालन करना चाहिए, विशेष रूप से कार्बन (0.02%) और सिलिकॉन (0.10%) के लिए अधिकतम। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, खरीदार मिल से और भी सख्त आंतरिक नियंत्रण का अनुरोध कर सकते हैं।
3. यांत्रिक परीक्षण:
तनाव परीक्षण: एएसटीएम बी333 के अनुसार मानक उपज और तन्य सत्यापन।
कठोरता परीक्षण: यह सुनिश्चित करने के लिए अक्सर आवश्यक होता है कि प्लेट घोल से तैयार स्थिति में है।
बेंड टेस्ट: लचीलेपन को सत्यापित करने के लिए, विशेष रूप से उन प्लेटों के लिए जो ठंडी होंगी।
4. गैर-विनाशकारी परीक्षा (एनडीई):
दबाव युक्त अनुप्रयोगों (ASME सेक्शन VIII, Div. 1) के लिए, सामग्री कोड (SB-333) के लिए आमतौर पर प्लेट को हानिकारक लेमिनेशन से मुक्त होना आवश्यक है। आंतरिक सुदृढ़ता की गारंटी के लिए खरीदार को एएसटीएम ए578 लेवल बी के अनुसार अल्ट्रासोनिक परीक्षण निर्दिष्ट करना चाहिए।
5. संक्षारण परीक्षण:
यह सबसे महत्वपूर्ण "मूल्य जोड़ें" परीक्षण है। एक क्रेता को उबलते हाइड्रोक्लोरिक एसिड में संक्षारण दर परीक्षण निर्दिष्ट करना चाहिए। एक सामान्य परीक्षण एएसटीएम जी28 मेथड सी (जो विशेष रूप से नी{4}}मो मिश्र धातुओं के लिए डिज़ाइन किया गया है) या उबलते एचसीएल की एक विशिष्ट सांद्रता में एक उपयोगकर्ता{5}}परिभाषित परीक्षण है। इच्छित सेवा की गंभीरता के आधार पर, स्वीकृति मानदंड अक्सर प्रति वर्ष 20 या 50 मिलियन (एमपीवाई) से कम की संक्षारण दर होती है। इससे यह साबित होता है कि सामग्री का ठीक से घोल तैयार किया गया था और उसकी सूक्ष्म संरचना सही है।
5. एन10665 बनाम नई पीढ़ी (बी-3, बी-4)
प्रश्न: UNS N10675 (मिश्र धातु B-3) जैसे नए मिश्र धातुओं के आगमन के साथ, क्या UNS N10665 (मिश्र धातु B-2) अप्रचलित हो रहा है? एक समझदार इंजीनियर नए विकल्पों के बजाय पुराने बी-2 को कब चुनेगा?
ए: मिश्र धातु बी -3 (यूएनएस एन10675) की शुरूआत बी-2 की वेल्डिंग और निर्माण चुनौतियों का सीधा जवाब था। बी-3 को काफी बेहतर तापीय स्थिरता प्रदान करने के लिए एक संशोधित रसायन विज्ञान (क्रोमियम और अन्य स्टेबलाइजर्स को जोड़कर) के साथ डिजाइन किया गया था, जिसका अर्थ है कि वेल्डिंग के दौरान उत्सर्जित नी-मो चरण बनने की संभावना बहुत कम है। तो, क्या बी-2 अप्रचलित है?
पूरी तरह से नहीं. जबकि बी-3 आम तौर पर अपनी क्षमाशील प्रकृति के कारण वेल्डेड निर्माण के लिए बेहतर विकल्प है, बी-2 अभी भी विशिष्ट परिदृश्यों में अपना स्थान रखता है।
जब बी-2 अभी भी चुना गया हो:
मौजूदा बुनियादी ढाँचा: कई पुराने रासायनिक संयंत्रों में रिएक्टर, पाइपिंग और वाल्व बी-2 से बने होते हैं। यदि किसी संयंत्र को किसी मौजूदा इकाई का विस्तार करने या किसी क्षतिग्रस्त घटक को बदलने की आवश्यकता है, तो वे गैल्वेनिक अनुकूलता बनाए रखने और एक ही प्रक्रिया स्ट्रीम में मिश्र धातुओं के मिश्रण से बचने के लिए अक्सर बी -2 के साथ चिपके रहेंगे।
लागत संवेदनशीलता: मिश्र धातु बी-2 आम तौर पर बी-3 से कम महंगा है। जबकि मूल्य अंतर कम हो गया है, बी-2 गैर-वेल्डेड अनुप्रयोगों के लिए या व्यापक अनुभव वाले फैब्रिकेटरों के लिए बी-2 को सफलतापूर्वक वेल्डिंग करने के लिए एक लागत प्रभावी समाधान बना हुआ है।
यांत्रिक गुण: कुछ विशिष्ट कोल्ड-वर्क्ड या विशिष्ट उत्पाद रूपों में, बी-2 थोड़े भिन्न यांत्रिक गुण प्रदान करता है, जिन पर पुराने डिज़ाइन कोड आधारित हो सकते हैं।
गैर -वेल्डेड अनुप्रयोग: जाली फिटिंग, बोल्ट, या सीमलेस पाइप जैसी वस्तुओं के लिए जिन्हें फ़ील्ड वेल्डिंग की आवश्यकता नहीं होती है, बी -3 का थर्मल स्थिरता लाभ कम महत्वपूर्ण है। शुद्ध अपचायक अम्लों में बी-2 का आधार संक्षारण प्रतिरोध अभी भी विश्व स्तरीय है।
फैसला:
व्यापक वेल्डिंग से जुड़ी नई ग्रीनफ़ील्ड परियोजनाओं के लिए, अधिकांश इंजीनियर HAZ उत्सर्जन के बेहतर प्रतिरोध के कारण UNS N10675 (B-3) को डिफ़ॉल्ट मानेंगे। हालाँकि, रखरखाव, प्रतिस्थापन, या विशिष्ट लागत संचालित गैर-वेल्डेड घटकों के लिए, UNS N10665 रासायनिक प्रक्रिया उद्योग में एक प्रासंगिक और व्यवहार्य सामग्री बनी हुई है।
