1. Hverjir eru efnafræðilegir og vélrænir eiginleikar Hastelloy B Sheet og hvað gerir það hentugt fyrir mjög ætandi umhverfi?
Hastelloy B (UNS N10001) er nikkel-mólýbdenblendi sem er þekkt fyrir einstaka viðnám gegn saltsýru við alla styrkleika og hitastig, þar með talið suðumark. Dæmigerð samsetning þess er um það bil 62% nikkel, 28% mólýbden, 5% járn, og lítil viðbót af króm og kóbalti. Hátt mólýbdeninnihald er aðal uppspretta tæringarþols þess í minnkandi umhverfi. Ólíkt mörgum nikkel-krómblöndur sem eru hannaðar til að oxa sýrur, skarar Hastelloy B fram úr þar sem aðstæður eru ekki-oxandi. Í lakformi sýnir það venjulega togstyrk á bilinu 130-180 ksi (895-1240 MPa) og flæðistyrk (0,2% á móti) um 70-110 ksi (480-760 MPa), með góða sveigjanleika.
Þessi eignasnið gerir Hastelloy B blað tilvalið til að búa til vinnslubúnað sem meðhöndlar salt-, brennisteins-, fosfór- og ediksýrur. Það er viðmiðunarefnið til að meðhöndla heita, óblandaða saltsýru. Algengar notkunarmöguleikar fela í sér hvarfhylki, varmaskipti, leiðslur og eimingarsúlur í efnavinnsluiðnaðinum, sérstaklega fyrir framleiðslu á lífrænum sýrum, alkýleringu og lyfjafræðilega myndun þar sem alvarlegar afoxunarskilyrði eru til staðar. Hentugleiki þess er ekki skilgreindur af hörku, heldur af varmafræðilegum stöðugleika í þessum ákveðnu, árásargjarnu efnamiðlum.
2. Hver eru lykilatriði í framleiðslu og suðu þegar unnið er með Hastelloy B Sheet?
Til að búa til Hastelloy B plötu þarf sérhæfða tækni vegna vinnu-herðingareiginleika þess og næmi fyrir mengun. Fyrir hvaða ferli sem er er ítarlega hreinsun skylda til að fjarlægja olíur, fitu og merkisblek sem inniheldur brennistein, blý eða sink, sem getur valdið stökkleika. Meðan á skurði stendur eru plasmaboga-, vatns- eða slípiefni valin fram yfir oxý-eldsneyti, sem getur valdið upptöku kolefnis. Skurskurður er mögulegur fyrir þynnri mæla.
Kalt mótun er staðalbúnaður, en hröð vinnu-herðing málmblöndunnar krefst meiri pressugetu og oft milliglæðingarstig til að endurheimta sveigjanleika. Heitvinnsla fer fram á 1600-2150 gráðu F (870-1175 gráður) sviðinu, en krefst vandlegrar eftirlits til að forðast of mikinn kornvöxt. Fyrir suðu er Hastelloy B talið auðvelt að soða, en með ströngum samskiptareglum. Gaswolframbogsuðu (GTAW/TIG) er aðalaðferðin, þar sem argon eða helíum hlífðargas er-hreint. Samsvarandi áfyllingarmálmur, eins og Hastelloy B-2 (kolefnislítil útgáfa, járnlaus útgáfa), er venjulega notaður. Mikilvægt er að halda suðusvæðinu undir óvirku gashlífi (aftur- og bakgas) til að koma í veg fyrir mengun frá lofti, sem getur leitt til myndunar brothættra kornamarksfasa, sem hefur verulega skert tæringarþol á hitaáhrifasvæðinu (HAZ).
3. Hver er aðal málmvinnslutakmörkun staðalsins Hastelloy B og hvernig var brugðist við honum í síðari þróun?
Mikilvægasta takmörkun upprunalegu Hastelloy B málmblöndunnar er næmni þess fyrir millikorna tæringu á suðuhita-áhrifasvæðinu (HAZ) þegar það verður fyrir ákveðnum ætandi miðlum. Þessi veikleiki stafar af útfellingu mólýbden-ríkra karbíðfasa (td M₆C, M₁₂C) meðfram kornamörkum þegar efnið er hitað inn eða hægt kælt í gegnum hitastigið um það bil 1200-1600 gráður F (650-870 gráður). Þetta botnfall eyðir aðliggjandi fylki af mólýbdeni og skapar staðbundin svæði með lægri tæringarþol.
Þessi galli leiddi til þróunar Hastelloy B-2 (UNS N10665). Lykilnýjungin í B-2 var stórkostleg lækkun á kolefnis- og kísilinnihaldi. Með því að lágmarka kolefni er drifkrafturinn fyrir karbíðútfellingu í meginatriðum eytt. Hastelloy B-2 hefur hámarks kolefnisinnihald 0,01%, samanborið við 0,05% í staðli B, sem gerir það verulega stöðugra í soðnu ástandi. Fyrir flestar nýbyggingar sem fela í sér soðið plötusmíði í dag, er Hastelloy B-2 tilgreint yfir upprunalegu B málmblöndunni vegna yfirburða frammistöðu þess og áreiðanleika í soðnum mannvirkjum.
4. Á hvaða hitastigum viðheldur Hastelloy B Sheet virknistyrk og hver eru notkunarmörk þess?
Hastelloy B blað sýnir gagnlegan vélrænan styrk frá frosthitastigi upp í um það bil 1500 gráður F (815 gráður). Við stofuhita og hærra hitastig veitir mikið nikkelinnihald þess góðan styrk og viðnám gegn klóríð-jónaálagi-tæringarsprungum. Hins vegar er -langtíma rekstrarþak þess í ætandi þjónustu almennt talið vera um 1200 gráður F (650 gráður). Fyrir utan þetta hitastig takmarka tveir meginþættir notkun þess.
Í fyrsta lagi, á bilinu 1250-1600 gráður F (675-870 gráður), getur langvarandi útsetning leitt til myndunar brothættra millimálmfasa (td Ni₄Mo), sem draga verulega úr sveigjanleika og höggseigni - fyrirbæri sem kallastlangdrægri röðun-. Þessi brothætta er ekki afturkræf með hitameðferð. Í öðru lagi, þó að Hastelloy B sé ónæmur fyrir afoxandi sýrum, hefur hún lélega oxunarþol við háan hita vegna lágs króminnihalds. Í oxandi andrúmslofti yfir 1200 gráður F myndar það ó-verndandi oxíðhrist sem ekki er verndandi, sem leiðir til hraðs málmtaps. Þess vegna er það ekki hentugur fyrir há-hita, oxandi notkun eins og ofnahluta, sem há-króm málmblöndur eins og Inconel 600 eða Hastelloy X eru valin fyrir.
5. Hvernig er úrvalið af Hastelloy B Sheet samanborið við nútímalegri málmblöndur eins og Hastelloy B-3 eða B-4 fyrir mikilvæga notkun?
Þó að Hastelloy B-2 hafi verið mikil framför, hefur það sínar takmarkanir: tilhneigingu til óstöðugleika í örbyggingu við mjög langvarandi hitauppstreymi (sem leiðir til nokkurs taps á hörku) og tiltölulega hægrar öldrunarviðbragðs. Þetta ýtti undir þróun Hastelloy B-3 (UNS N10675) og B-4 (UNS N10629).
Hastelloy B-3 býður upp á svipaða tæringarþol og B-2 en með verulega betri hitastöðugleika og viðnám gegn myndun skaðlegra fasa við framleiðslu og notkun. Það er minna viðkvæmt fyrir suðubreytum og sýnir betri sveigjanleika í soðnu ástandi eftir öldrun. Fyrir nýjar, mikilvægar soðnar smíðar þar sem hitasveiflur eru flóknar eða endingartími er einstaklega langur, er B-3 oft ákjósanlegur kostur þrátt fyrir hærri kostnað.
Hastelloy B-4 var þróað til að bæta sveigjanleika og seigleika soðna samskeyti, sérstaklega eftir öldrun. Það sýnir yfirburða höggstyrk við soðnar og aldnar aðstæður samanborið við B-2.
Samanburður úrvals: Fyrir ó-soðna íhluti eða einfalda tilbúning í saltsýruþjónustu gæti Hastelloy B eða B-2 blað verið -hagkvæmt. Hins vegar, fyrir nútíma, flókin soðin mannvirki eins og stóra efnakljúfa eða flókin lagnakerfi þar sem áreiðanleiki, auðveldur framleiðslu og langtíma örbyggingarstöðugleiki eru í fyrirrúmi, er Hastelloy B-3 blað nú hið nýjasta-val. B-4 finnur sér notkunarmöguleika þar sem einstök hörku í soðnum samsetningum er aðal áhyggjuefnið. Valið kemur að lokum jafnvægi á upphafsefniskostnað, flókið framleiðslu, væntan endingartíma og afleiðingar hugsanlegrar bilunar.
