1. निकल {{1}मोलिब्डेनम मिश्रधातुओं (हैस्टेलॉय बी-परिवार) के बीच, हेस्टेलॉय बी-2 (यूएनएस एन10665) और पुराने हेस्टेलॉय बी (यूएनएस एन10001) के बीच मौलिक धातुकर्म अंतर क्या है, और यह गंभीर कम करने वाली एसिड सेवा में आधुनिक हॉट-रोल्ड प्लेट के लिए बी-2 को प्रमुख विकल्प क्यों बनाता है?
यह अंतर धातु विज्ञान में एक ऐतिहासिक प्रगति है, जो एक महत्वपूर्ण विफलता मोड पर काबू पाने के लिए कार्बन और सिलिकॉन के नियंत्रण पर केंद्रित है: गर्मी से प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) में अंतरग्रहीय संक्षारण।
हेस्टेलॉय बी (एन10001): मूल मिश्र धातु। इसमें कार्बन और सिलिकॉन का उच्च, अनियंत्रित स्तर होता है। जब वेल्ड किया जाता है या गर्म रोलिंग या फैब्रिकेशन के दौरान उच्च तापमान (600 डिग्री और 1150 डिग्री के बीच) के संपर्क में आता है, तो ये तत्व मोलिब्डेनम के साथ आसानी से मिलकर मोलिब्डेनम के साथ जुड़े हुए कार्बाइड्स (उदाहरण के लिए, एम₆सी) और अनाज की सीमाओं के साथ सिलिसाइड के आपस में जुड़े नेटवर्क बनाते हैं। यह मोलिब्डेनम के आसन्न मैट्रिक्स को ख़राब कर देता है, वही तत्व जो संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है। इसका परिणाम अनाज की सीमाओं के साथ एक संकीर्ण क्षेत्र है जो हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा तेजी से हमले के लिए अतिसंवेदनशील हो जाता है, जिससे वेल्डेड संरचनाओं में विनाशकारी, चाकू लाइन विफलता हो जाती है। इससे मिश्रधातु की निर्माण क्षमता और विश्वसनीयता गंभीर रूप से सीमित हो गई।
हेस्टेलॉय बी-2 (एन10665): यह एक कम {{3}कार्बन, कम सिलिकॉन संस्करण है। इसकी संरचना सावधानीपूर्वक नियंत्रित की जाती है:
कार्बन: 0.02% से कम या उसके बराबर (बी में बनाम . 0.05% अधिकतम)
सिलिकॉन: 0.10% से कम या उसके बराबर (बनाम बी में अधिकतम 1%)
इन तत्वों में भारी कमी करके, हानिकारक अनाज सीमा चरणों के निर्माण के लिए प्रेरक शक्ति को समाप्त कर दिया जाता है। नतीजतन, B-2 असाधारण तापीय स्थिरता प्रदर्शित करता है और सामान्य वेल्डिंग और गर्म{4}कार्य स्थितियों के तहत HAZ संवेदीकरण के प्रति प्रतिरक्षित है। यह अचानक इंटरग्रेन्युलर विफलता के डर के बिना हॉट-रोल्ड प्लेट से जहाजों, स्तंभों और पाइपिंग के विश्वसनीय निर्माण की अनुमति देता है।
निष्कर्ष: जबकि दोनों मिश्र धातु गर्म, गैर-ऑक्सीकरण कम करने वाले एसिड (एचसीएल, एच₂एसओ₄, एच₃पीओ₄) में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं, हास्टेलॉय बी-2 की फैब्रिकेबिलिटी और वेल्डेबिलिटी इसे आधुनिक फैब्रिकेटेड प्लेट उपकरण के लिए एकमात्र व्यवहार्य विकल्प बनाती है। मूल हास्टेलॉय बी प्लेट नए निर्माण के लिए अनिवार्य रूप से अप्रचलित है।
2. एक बड़े हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल) रिकवरी कॉलम में निर्मित होने वाली हॉट रोल्ड हेस्टेलॉय बी - 2 प्लेट के लिए, इसके संक्षारण प्रतिरोध को संरक्षित करने के लिए काटने, बनाने और वेल्डिंग के दौरान सर्वोपरि विचार क्या हैं, और इस मिश्र धातु के लिए पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट (पीडब्ल्यूएचटी) महत्वपूर्ण और विशिष्ट रूप से चुनौतीपूर्ण क्यों है?
बी-2 के निर्माण में इसके विशिष्ट धातु विज्ञान का सम्मान किया जाना चाहिए, जो पर्यावरण को कम करने के लिए अनुकूलित है लेकिन प्रदूषण और अनुचित तापीय चक्रों के प्रति संवेदनशील है।
1. काटना और बनाना:
कटिंग: प्लाज्मा आर्क या वॉटरजेट कटिंग को प्राथमिकता दी जाती है। मिश्रधातु के ऑक्सीकरण प्रतिरोध के कारण ऑक्सी-ईंधन काटना असंभव है। अपघर्षक काटने से सख्ती से बचा जाना चाहिए क्योंकि यह काटने वाले पहिये से लोहे के संदूषण को कटे हुए किनारे में ले जाता है, जिससे एसिड सेवा में गंभीर स्थानीयकृत गैल्वेनिक संक्षारण स्थल बनते हैं।
गठन: गर्म रोलिंग से प्लेट घोल में परिवर्तित हो जाती है, जिससे इसे अच्छी फॉर्मेबिलिटी मिलती है। हालाँकि, यह मामूली रूप से सख्त होता है। ठंड निर्माण के लिए, उदार मोड़ त्रिज्या की सिफारिश की जाती है। हानिकारक मध्यवर्ती तापमान भंगुरता से बचने के लिए हॉट फॉर्मिंग 600 डिग्री से ऊपर की जानी चाहिए।
2. वेल्डिंग:
प्रक्रिया: गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (जीटीएडब्ल्यू/टीआईजी) अपनी सटीक गर्मी और संदूषण नियंत्रण के कारण रूट और हॉट पास के लिए अनिवार्य है।
साफ़-सफ़ाई: बिल्कुल, सर्जिकल सफ़ाई पर समझौता नहीं किया जा सकता। सल्फर, फॉस्फोरस, सीसा और कम पिघलने वाली बिंदु वाली धातुएं जैसे स्याही, ग्रीस या दुकान के मलबे से वेल्ड ठोसकरण में दरार और संक्षारण प्रतिरोध में भारी कमी हो सकती है।
भराव धातु: ERNiMo-7 (AWS A5.14) का उपयोग किया जाना चाहिए। यह B-2 के लिए डिज़ाइन किया गया एक मेल खाने वाला, कम {{4}लोहा, कम कार्बन वाला भराव है।
इंटरपास तापमान: 100 डिग्री (212 डिग्री फ़ारेनहाइट) से नीचे रखा जाना चाहिए। अत्यधिक गर्मी इनपुट अनाज के विकास को बढ़ावा देता है और आदेशित Ni₄Mo चरणों की वर्षा की संभावना को बढ़ावा देता है, जो वेल्ड धातु को भंगुर कर सकता है।
3. पीडब्ल्यूएचटी की गंभीरता और चुनौती:
यह महत्वपूर्ण क्यों है: यहां तक कि कम {{0}कार्बन बी -2 के साथ भी, वेल्ड धातु ढलाई के रूप में जम जाती है और इसमें एक अलग सूक्ष्म संरचना हो सकती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि वेल्ड और HAZ एक तापमान सीमा (~350 डिग्री {{5%) डिग्री) का अनुभव कर सकते हैं, जहां एक लंबी दूरी की ऑर्डरिंग प्रतिक्रिया होती है, जो Ni₄Mo इंटरमेटेलिक चरण का निर्माण करती है। यह चरण लचीलेपन और कठोरता को काफी हद तक कम कर देता है (एक घटना जिसे "बी-2 एम्ब्रिटलमेंट" कहा जाता है) और कुछ मीडिया में संक्षारण प्रतिरोध को मामूली रूप से कम कर सकता है। पीडब्लूएचटी को वेल्ड को समरूप बनाने और किसी भी हानिकारक चरण को भंग करने की आवश्यकता होती है।
यह चुनौतीपूर्ण क्यों है: B-2 के लिए PWHT 1065-1121 डिग्री पर एक पूर्ण समाधान एनील है, जिसके बाद तेजी से पानी का शमन होता है। बड़े क्षेत्र-निर्मित स्तंभों के लिए यह तार्किक रूप से कठिन है:
बहुत बड़ी, उच्च तापमान वाली भट्टियों की आवश्यकता होती है।
विकृति को रोकने और थर्मल तनाव के पुन: परिचय को रोकने के लिए तीव्र शमन एक समान होना चाहिए।
संपूर्ण घटक गंभीर रूप से ऑक्सीकृत हो जाता है ("गर्मी-रंगा हुआ") और बाद में एचएफ/एचएनओ₃ एसिड में व्यापक अचार बनाने की आवश्यकता होती है{{1}एक खतरनाक और महंगा ऑपरेशन।
इसलिए, डिज़ाइन का लक्ष्य अक्सर वेल्ड को कम करना होता है, और वेल्डिंग के दौरान सावधानीपूर्वक नियंत्रण पर जोर दिया जाता है ताकि वेल्डेड माइक्रोस्ट्रक्चर की गंभीरता को कम किया जा सके।
3. कौन से विशिष्ट औद्योगिक अनुप्रयोगों में एक डिजाइनर अधिक बहुमुखी और आमतौर पर उपयोग की जाने वाली हेस्टेलॉय सी-276 प्लेट के ऊपर हॉट रोल्ड हेस्टेलॉय बी-2 प्लेट निर्दिष्ट करेगा, और वे कौन सी प्रमुख सीमाएँ हैं जिनका सम्मान किया जाना चाहिए?
चुनाव प्रक्रिया धारा के रसायन विज्ञान, विशेष रूप से ऑक्सीकरण एजेंटों की उपस्थिति या अनुपस्थिति से तय होता है। बी-2 और सी-276 ओवरलैपिंग नहीं, बल्कि पूरक डोमेन रखते हैं।
हेस्टेलॉय बी-2 प्लेट निर्दिष्ट करें जब:
सेवा वातावरण पूरी तरह से अपचायक और गैर-ऑक्सीकरणकारी है: यह बी-2 की मुख्य योग्यता है।
अनुप्रयोग उदाहरण:
हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल) सेवा: क्वथनांक तक सभी सांद्रता और तापमान के लिए रिएक्टर, आसवन कॉलम और अचार टैंक। यहां बी-2, सी-276 से काफी बेहतर है।
Sulfuric Acid (H₂SO₄) Service: Concentrated (>70%) और गर्म सल्फ्यूरिक एसिड, विशेष रूप से आइसोकोरोसियन चार्ट के "कम करने वाले" क्षेत्र में। एसिड सांद्रक, एल्किलेशन इकाइयों और ओलियम उत्पादन में उपयोग किया जाता है।
फॉस्फोरिक एसिड (H₃PO₄) उत्पादन: "गीली प्रक्रिया" में जहां एसिड में फ्लोराइड और क्लोराइड होते हैं, बी-2 गर्म, केंद्रित एसिड में उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करता है।
एसिटिक एसिड और एनहाइड्राइड प्रक्रियाएं: सबसे गर्म, सबसे आक्रामक क्षेत्रों के संपर्क में आने वाले महत्वपूर्ण घटकों के लिए।
उत्प्रेरक पुनर्प्राप्ति और हाइड्रोमेटालर्जी: लीच को कम करने वाले समाधान युक्त हैलाइड को संभालना।
बी-2 की प्रमुख सीमाएँ जिनका सम्मान किया जाना चाहिए:
ऑक्सीकरण एजेंटों के लिए शून्य सहनशीलता: यह प्रमुख नियम है। यहां तक कि फेरिक (Fe³⁺), क्यूप्रिक (Cu²⁺), क्रोमेट (Cr⁶⁺), घुलित ऑक्सीजन, क्लोरीन, या नाइट्रिक एसिड की थोड़ी सी मात्रा (पीपीएम स्तर) भी B-2 के विनाशकारी, तेजी से क्षरण का कारण बनेगी। यह एक स्थिर, मोलिब्डेनम-समृद्ध निष्क्रिय फिल्म पर निर्भर करता है जो केवल कम करने वाली स्थितियों में बनता है।
ऑक्सीकरण एसिड के प्रति खराब प्रतिरोध: यह नाइट्रिक एसिड, ऑक्सीकरण अशुद्धियों के साथ फॉस्फोरिक एसिड और वातित समाधानों में बहुत खराब प्रदर्शन करता है।
सामान्य प्रयोजन के उपयोग के लिए नहीं: यह एक विशेष, "आला" सामग्री है। सी-276, अपनी क्रोमियम सामग्री के साथ, कम करने वाले एसिड दोनों को संभालता हैऔरसंदूषकों का ऑक्सीकरण, इसे परिवर्तनशील या अज्ञात रसायन विज्ञान की धाराओं के लिए डिफ़ॉल्ट, सुरक्षित विकल्प बनाता है।
4. हॉट रोल्ड हेस्टेलॉय बी-2 प्लेट (प्रति एएसटीएम बी333) के लिए विशिष्ट मिल परीक्षण और प्रमाणन प्रक्रिया में क्या शामिल है, और एसिड सेवा में वेल्डेड फैब्रिकेशन के लिए इसकी फिटनेस को सत्यापित करने के लिए कौन सा विशिष्ट परीक्षण महत्वपूर्ण है?
प्रमाणन सुनिश्चित करता है कि प्लेट विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए रासायनिक, यांत्रिक और सूक्ष्म संरचनात्मक आवश्यकताओं को पूरा करती है।
मानक मिल परीक्षण (एएसटीएम बी333):
रासायनिक विश्लेषण: सत्यापन कि ताप रसायन UNS N10665 सीमा के भीतर आता है, कम C पर विशेष ध्यान देने के साथ (<0.02%), low Si (<0.10%), and high Mo (~28%).
यांत्रिक परीक्षण: प्लेट से नमूनों पर तन्यता परीक्षण (उपज शक्ति, यूटीएस, बढ़ाव) और कठोरता परीक्षण (रॉकवेल या ब्रिनेल) किया जाता है। विशिष्ट एनील्ड गुण: वाईएस ~50 केएसआई, यूटीएस ~120 केएसआई, बढ़ाव > 40%।
सॉल्यूशन एनील सत्यापन: प्लेट को सॉल्यूशन एनील्ड और डीस्केल स्थिति में आपूर्ति की जाती है। मिल प्रमाणित करती है कि ताप उपचार किया गया (आम तौर पर ~1065 डिग्री और पानी से बुझाया गया)।
अल्ट्रासोनिक परीक्षण (यूटी): प्लेट के लिए मानक अभ्यास आंतरिक लेमिनेशन या समावेशन का पता लगाने के लिए एएसटीएम ए578 स्वीकृति स्तर 2 या उसके समान पूर्ण प्लेट अल्ट्रासोनिक परीक्षण करना है।
महत्वपूर्ण पूरक परीक्षण: ह्युई टेस्ट (एएसटीएम ए262, अभ्यास सी)
उद्देश्य: यह एक त्वरित अंतरग्रैनुलर संक्षारण परीक्षण है जिसे विशेष रूप से HAZ में चाकू से -लाइन हमले की संवेदनशीलता का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उच्चतम स्तर का आश्वासन प्रदान करने के लिए, भले ही यह निम्न-कार्बन ग्रेड है, बी -2 के लिए यह बिल्कुल महत्वपूर्ण है।
प्रक्रिया: प्लेट के एक नमूने को 1 घंटे के लिए 675 डिग्री तक गर्म करके संवेदनशील बनाया जाता है (सबसे खराब स्थिति HAZ थर्मल चक्र का अनुकरण करते हुए)। फिर इसे पांच 48 घंटे की अवधि के लिए उबलते, केंद्रित 65% नाइट्रिक एसिड के संपर्क में रखा जाता है।
स्वीकृति मानदंड: प्रत्येक अवधि के लिए संक्षारण दर को मापा जाता है। गंभीर एसिड सेवा में वेल्डेड निर्माण के लिए बी-2 स्वीकार्य होने के लिए, संक्षारण दर कम और स्थिर होनी चाहिए (आमतौर पर एक निर्दिष्ट अधिकतम औसत के साथ, उदाहरण के लिए,<0.5 mm/month or 20 mpy), demonstrating that no continuous, corrosive grain boundary network formed during sensitization. A failing Huey test indicates a problematic heat that could lead to premature failure in welded fabrications.
5. पुराने हेस्टेलॉय बी प्लेट से बने मौजूदा उपकरणों के साथ एक संयंत्र की देखरेख करने वाले एक रखरखाव इंजीनियर के लिए, मुख्य निरीक्षण, विफलता विश्लेषण और प्रतिस्थापन विचार क्या हैं, खासकर जब बी -2 या किसी अन्य मिश्र धातु के उन्नयन पर विचार कर रहे हों?
लीगेसी बी उपकरण के प्रबंधन में सावधानी की आवश्यकता होती है, क्योंकि यह एक ज्ञात विश्वसनीयता जोखिम का प्रतिनिधित्व करता है।
1. निरीक्षण फोकस:
वेल्ड और एचएजेड को प्राथमिकता दें: विशेष रूप से वेल्ड के निकट बारीक दरारों या दरारों को देखने के लिए विस्तृत दृश्य निरीक्षण (वीटी) और तरल प्रवेशक परीक्षण (पीटी) का उपयोग करें। ये संभावित रूप से अंतर कणीय क्षरण के संकेत हैं।
अल्ट्रासोनिक मोटाई की निगरानी: नियमित रूप से दीवार की मोटाई की निगरानी करें, लेकिन ध्यान रखें कि सामान्य दीवार का पतला होना स्थानीय हमले की तुलना में कम समस्या वाला हो सकता है। उच्च तनाव या गर्मी के संपर्क वाले क्षेत्रों पर विशेष ध्यान दें।
सेवा इतिहास की समीक्षा करें: क्या प्रक्रिया धारा ने कोई ऑक्सीकरण परेशान स्थिति पेश की है? यहां तक कि संक्षिप्त भ्रमण भी बी पर हमले को तेज कर सकता है।
2. विफलता विश्लेषण:
इंटरग्रेन्युलर अटैक की अपेक्षा करें: अधिकांश विफलताएं वेल्ड के संवेदनशील एचएजेड में उत्पन्न होने वाली इंटरग्रेन्युलर जंग या इंटरग्रेन्युलर स्ट्रेस जंग क्रैकिंग (आईजीएससीसी) होंगी।
मेटलोग्राफी कुंजी है: विफलता के माध्यम से एक पॉलिश और नक्काशीदार क्रॉस अनुभाग एक विशिष्ट "खाई" संरचना को प्रकट करेगा जहां अनाज की सीमाओं पर अधिमानतः हमला किया गया है, जो अक्सर दरारें बनाने के लिए जुड़ते हैं।
3. प्रतिस्थापन और उन्नयन संबंधी विचार:
बी-2 प्लेट के साथ प्रत्यक्ष प्रतिस्थापन: यह उपकरण संचालन के लिए ज्ञात सबसे सरल अपग्रेड है, जो सख्ती से एसिड को कम करता है। यह व्यापक रूप से बेहतर फैब्रिकेबिलिटी और इन-सर्विस विश्वसनीयता के साथ समान संक्षारण प्रदर्शन प्रदान करता है। सुनिश्चित करें कि नया निर्माण बी-2 सर्वोत्तम प्रथाओं (स्वच्छ वेल्डिंग, यदि निर्दिष्ट हो तो पीडब्ल्यूएचटी) का पालन करता है।
अधिक मजबूत मिश्र धातु में अपग्रेड करें (उदाहरण के लिए, सी-276): इस पर दृढ़ता से विचार करें यदि:
प्रक्रिया रसायन विज्ञान परिवर्तनशील है या पूरी तरह से नियंत्रित नहीं है।
ऑक्सीकरण प्रदूषकों (वायु, सफाई एजेंट, अपस्ट्रीम उत्प्रेरक) के प्रवेश की कोई संभावना है।
उपकरण कम करने वाले और ऑक्सीकरण करने वाले दोनों क्षेत्रों के संपर्क को देखता है।
जबकि सी-276 की प्रारंभिक लागत अधिक है, इसकी बहुमुखी प्रतिभा और क्षमा भयावह विफलताओं को रोक सकती है, जिससे कुल जीवनचक्र लागत कम हो जाती है और जोखिम कम हो जाता है।
मरम्मत का निर्माण और वेल्डिंग: कभी भी पुरानी हेस्टेलॉय बी प्लेट को बी -2 फिलर मेटल के साथ वेल्ड न करें या इसके विपरीत। अलग-अलग रचनाओं से गंभीर धातुकर्म असंगति और दरार पड़ सकती है। मिलान, प्रमाणित सामग्री के साथ अनुभागों को अलग करें और मरम्मत करें। किसी भी बड़ी मरम्मत या प्रतिस्थापन परियोजना के लिए पूर्ण इंजीनियरिंग मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।
