Хязгаарлагдмал үйл ажиллагааны температурын хүчин зүйлүүд
Дуплекс материалыг өндөр температурын нөхцөлд байлгахыг шаарддаг ердийн хэрэглээ бол даралтат сав, сэнсний ир/сэнс эсвэл яндангийн хий цэвэрлэгч юм.Материалын шинж чанарт тавигдах шаардлага нь өндөр механик бат бөх чанараас эхлээд зэврэлтэнд тэсвэртэй байх хүртэл байж болно. Энэ нийтлэлд авч үзсэн зэрэглэлийн химийн найрлагыг 1-р хүснэгтэд жагсаав.
Нуруу нугасны задрал
Нуруу нугасны задрал (мөн 475 ° C-хэврэгжилт гэж нэрлэдэг) нь 475 ° C орчим температурт явагддаг феррит фазын үе шатыг салгах нэг төрөл юм.Хамгийн тод нөлөө нь бичил бүтцийн өөрчлөлт бөгөөд α´ үе шат үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь материалын хэврэгжилтэд хүргэдэг.Энэ нь эргээд эцсийн бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлийг хязгаарладаг.
Зураг 1-д судлагдсан хоёр талт материалын температурын шилжилтийн (TTT) диаграммыг харуулсан ба нугасны задралыг 475 ° C-ийн бүсэд харуулав.Энэхүү TTT диаграмм нь Charpy-V сорьцын цохилтын бат бөх байдлын туршилтаар хэмжсэн бат бөх чанарыг 50% -иар бууруулж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд энэ нь ихэвчлэн хэврэгжилтийг илэрхийлдэг.Зарим хэрэглээнд бат бөх байдлын илүү их бууралтыг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой бөгөөд энэ нь TTT диаграммын хэлбэрийг өөрчилдөг.Иймээс ОТ-ийн тодорхой дээд хэмжээг тогтоох шийдвэр нь эцсийн бүтээгдэхүүний хэврэгшилтийн, өөрөөр хэлбэл хатуулгийн бууралтын зөвшөөрөгдөх түвшин гэж тооцогддог зүйлээс хамаарна.Түүхэнд TTT графикийг 27J гэх мэт тогтоосон босго ашиглан үйлдвэрлэж байсныг дурдах хэрэгтэй.
Илүү өндөр хайлштай агуулга
Зураг 1-ээс харахад LDX 2101-ээс SDX 2507-д хайлшлах элементүүдийн өсөлт нь задралын хурдыг хурдасгахад хүргэдэг бол туранхай дуплекс нь задралын эхлэлийг удаашруулж байгааг харуулж байна.Хром (Cr) болон никель (Ni) зэрэг хайлшийн элементүүд нугасны задрал, хэврэгжилтэд үзүүлэх нөлөөг өмнөх судалгаануудаар харуулсан.5-8 Энэ нөлөөг Зураг 2-т дэлгэрэнгүй харуулав. Энэ нь температурын үед нугасны задрал ихсэж байгааг харуулж байна. Энэ нь 300-аас 350 ° C хүртэл нэмэгдсэн бөгөөд бага хайлштай DX 2205-аас илүү өндөр хайлштай SDX 2507-ийн хувьд илүү хурдан байдаг.
Энэхүү ойлголт нь худалдан авагчдад өөрсдийн сонгосон зэрэглэл, хэрэглээнд тохирсон ОТ-ны дээд хэмжээг сонгоход туслах чухал ач холбогдолтой юм.
Хамгийн их температурыг тодорхойлох
Өмнө дурьдсанчлан, дуплекс материалын хамгийн их ОТ-ийг цохилтын бат бөх байдлын зөвшөөрөгдөх бууралтын дагуу тохируулж болно.Ихэвчлэн 50% -ийн хатуулгийн бууралтын утгатай тохирох ОТ-ийг ашигладаг.
OT нь температур, цаг хугацаанаас хамаарна
Зураг 1-ийн TTT диаграмм дахь муруйн сүүлний налуу нь нугасны задрал нь зөвхөн нэг босго температурт явагдахгүй бөгөөд энэ түвшнээс доош зогсохыг харуулж байна.Харин дуплекс материал нь 475 ° C-аас доош температурт ажиллах үед энэ нь байнгын процесс юм.Гэсэн хэдий ч тархалтын хурд бага тул бага температур нь задрал хожуу эхэлж, илүү удаан үргэлжлэх болно гэсэн үг юм.Тиймээс дуплекс материалыг бага температурт ашиглах нь олон жил, бүр хэдэн арван жилийн турш асуудал үүсгэхгүй байж магадгүй юм.Гэсэн хэдий ч одоогоор өртөх хугацааг харгалзахгүйгээр ОТ дээд хэмжээг тогтоох хандлага ажиглагдаж байна.Тиймээс гол асуулт бол материалыг ашиглахад аюулгүй эсэхийг шийдэхийн тулд температур-цаг хугацааны хослолыг ашиглах ёстой вэ?Herzman et al.10 энэ бэрхшээлийг маш сайн дүгнэсэн: “...Дараа нь хольцыг холих кинетик маш бага температурт хэрэглээ нь хязгаарлагдах бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний төлөвлөсөн техникийн ашиглалтын хугацаанд үүсэхгүй...”.
Гагнуурын нөлөө
Ихэнх програмууд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбохдоо гагнуурыг ашигладаг.Гагнуурын бичил бүтэц, түүний химийн найрлага нь үндсэн материалаас ялгаатай байдгийг сайн мэддэг 3 .Дүүргэгч материал, гагнуурын техник, гагнуурын параметрүүдээс хамааран гагнуурын бичил бүтэц нь задгай материалаас ихэвчлэн ялгаатай байдаг.Бичил бүтэц нь ихэвчлэн бүдүүн байдаг бөгөөд үүнд гагнуурын нугасны задралд нөлөөлдөг өндөр температурт халуунд өртсөн бүс (HTHAZ) багтдаг.Бөөнөөр болон гагнуурын хоорондох бичил бүтцийн өөрчлөлтийг энд авч үзсэн сэдэв юм.
Хязгаарлах хүчин зүйлсийг нэгтгэн дүгнэх
Өмнөх хэсгүүд нь дараахь дүгнэлтэд хүргэж байна.
- Бүх дуплекс материалууд хамаарна
475 ° C орчим температурт нугасны задрал руу. - Хайлшийн агууламжаас хамааран задралын хурд хурдан эсвэл удаан байх болно.Cr болон Ni-ийн өндөр агууламж нь илүү хурдан холилдохыг дэмждэг.
- Ашиглалтын хамгийн их температурыг тохируулахын тулд:
– Ашиглалтын хугацаа болон температурыг хослуулан авч үзэх шаардлагатай.
– Хүлээн зөвшөөрөгдөх хатуулгийн бууралтын түвшинг, өөрөөр хэлбэл эцсийн хатуулгийн хүссэн түвшинг тогтоох шаардлагатай - Гагнуур гэх мэт нэмэлт бичил бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэвтрүүлэх үед хамгийн их ОТ-ийг хамгийн сул хэсгээс тодорхойлно.
Дэлхийн стандартууд
Энэ төслийн хувьд Европ, Америкийн хэд хэдэн стандартыг хянаж үзсэн.Тэд даралтат сав, хоолойн эд ангиудын хэрэглээнд анхаарлаа хандуулсан.Ерөнхийдөө хянан үзсэн стандартуудын дунд санал болгож буй хамгийн их ОТ-ын зөрүүг Европ, Америкийн байр сууринд хувааж болно.
Зэвэрдэггүй гангийн Европын материалын техникийн стандартууд (жишээ нь, EN 10028-7, EN 10217-7) нь материалын шинж чанарыг зөвхөн энэ температур хүртэл хангадаг тул хамгийн ихдээ 250 ° C OT-ийг илэрхийлдэг.Нэмж дурдахад даралтат сав ба хоолойны Европын дизайны стандартууд (EN 13445 ба EN 13480 тус тус) нь тэдгээрийн материалын стандартад заасан хамгийн дээд ОТ-ын талаар нэмэлт мэдээлэл өгөөгүй болно.
Үүний эсрэгээр, Америкийн материалын тодорхойлолт (жишээлбэл, ASME II-A хэсгийн ASME SA-240) нь өндөр температурын мэдээллийг огт харуулдаггүй.Энэ өгөгдлийг ASME-ийн II-D хэсэг, 'Properties' хэсэгт өгсөн бөгөөд энэ нь даралтат савны барилгын ерөнхий дүрэм, ASME хэсгийн VIII-1 ба VIII-2 (сүүлийнх нь илүү дэвшилтэт дизайны маршрутыг санал болгодог) дэмждэг.ASME II-D-д ихэнх дуплекс хайлшийн хувьд хамгийн их ОТ-ийг 316 ° C гэж тодорхой заасан байдаг.
Даралт дамжуулах хоолойн хэрэглээний хувьд дизайны дүрэм болон материалын шинж чанарыг хоёуланг нь ASME B31.3-д өгсөн болно.Энэ кодонд 316 ° C хүртэл дуплекс хайлшийн хувьд хамгийн их ОТ-ийн тодорхой мэдэгдэлгүйгээр механик өгөгдлийг өгсөн болно.Гэсэн хэдий ч та мэдээллийг ASME II-D-д бичсэнтэй нийцүүлэн тайлбарлаж болох бөгөөд ингэснээр Америкийн стандартын хамгийн их OT нь ихэнх тохиолдолд 316 ° C байна.
ОТ-ын хамгийн дээд мэдээллээс гадна Америк болон Европын стандартууд нь өндөр температурт (>250 ° C) илүү урт өртөх үед хэврэгших эрсдэлтэй байдаг бөгөөд үүнийг дизайн болон үйлчилгээний үе шатанд хоёуланг нь анхаарч үзэх хэрэгтэй.
Гагнуурын хувьд ихэнх стандартууд нугасны задралын нөлөөллийн талаар хатуу мэдэгдэл хийдэггүй.Гэсэн хэдий ч зарим стандартууд (жишээлбэл, ASME VIII-1, Хүснэгт UHA 32-4) нь гагнуурын дараах тодорхой дулааны боловсруулалтыг хийх боломжийг зааж өгдөг.Эдгээрийг шаарддаггүй, хориглодоггүй, гэхдээ тэдгээрийг гүйцэтгэхдээ стандартад урьдчилан тогтоосон параметрийн дагуу гүйцэтгэнэ.
Салбарынхан юу гэж хэлдэг
Дуплекс зэвэрдэггүй ган үйлдвэрлэгчдийн үйлдвэрлэсэн мэдээллийг тэдгээрийн зэрэглэлийн температурын хүрээний талаар юу хэлж байгааг харахын тулд хянаж үзсэн.ATI нь 2205-ыг 315 ° C-д хязгаарласан боловч Acerinox нь ижил зэрэглэлийн OT-ийг зөвхөн 250 ° C-д тохируулдаг.Эдгээр нь 2205-р ангийн дээд ба доод OT хязгаар бөгөөд тэдгээрийн хооронд бусад OT-уудыг Aperam (300 ° C), Sandvik (280 ° C) болон ArcelorMittal (280 ° C) дамжуулдаг.Энэ нь үйлдвэрлэгчээс үйлдвэрлэгчдэд маш харьцуулж болохуйц шинж чанартай, зөвхөн нэг зэрэглэлд зориулсан санал болгож буй дээд зэргийн ОТ өргөн тархсан болохыг харуулж байна.
Үйлдвэрлэгч яагаад тодорхой ОТ тогтоосон тухай суурь үндэслэлийг тэр бүр тодруулдаггүй.Ихэнх тохиолдолд энэ нь тодорхой нэг стандарт дээр суурилдаг.Өөр өөр стандартууд нь өөр өөр OT-г харуулдаг тул утгын тархалт үүсдэг.Логик дүгнэлт нь Америкийн компаниуд ASME стандарт дахь мэдэгдлүүдийн улмаас илүү өндөр үнэ цэнийг тогтоосон бол Европын компаниуд EN стандартын улмаас бага үнэлдэг.
Үйлчлүүлэгчид юу хэрэгтэй вэ?
Эцсийн хэрэглээнээс хамааран материалын янз бүрийн ачаалал, өртөлтийг хүлээж байна.Энэ төсөлд нугасны задралын улмаас хэврэгших нь даралтат саванд маш их хамааралтай тул хамгийн их сонирхол татсан.
Гэсэн хэдий ч скруббер11-15 гэх мэт дуплекс зэрэглэлийг зөвхөн дунд зэргийн механик ачаалалд хүргэдэг төрөл бүрийн хэрэглээ байдаг.Өөр нэг хүсэлт нь ядаргааны ачаалалд өртдөг сэнсний ир, импеллертэй холбоотой байв.Ядаргааны ачаалал өгөх үед нугасны задрал өөр өөрөөр явдгийг уран зохиолоос харж болно15.Энэ үе шатанд эдгээр хэрэглээний хамгийн их ОТ-ийг даралтат савныхтай адил тохируулах боломжгүй нь тодорхой болж байна.
Өөр нэг төрлийн хүсэлт нь зөвхөн зэврэлттэй холбоотой хэрэглээ, тухайлбал далайн яндангийн хий цэвэрлэгч юм.Эдгээр тохиолдолд зэврэлтээс хамгаалах эсэргүүцэл нь механик ачааллын үед ОТ хязгаарлалтаас илүү чухал байдаг.Гэсэн хэдий ч хоёр хүчин зүйл нь эцсийн бүтээгдэхүүний үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг бөгөөд үүнийг хамгийн их ОТ-ийг зааж өгөхдөө анхаарч үзэх хэрэгтэй.Дахин хэлэхэд энэ хэрэг өмнөх хоёр хэргээс ялгаатай.
Ерөнхийдөө хэрэглэгчдэд хоёр талт зэрэглэлд тохирох хамгийн дээд ОТ-ийн талаар зөвлөгөө өгөхдөө хэрэглээний төрөл нь утгыг тогтооход чухал ач холбогдолтой юм.Энэ нь материалыг байрлуулах орчин нь хэврэгших үйл явцад ихээхэн нөлөөлдөг тул нэг зэрэглэлийн ОТ тогтооход төвөгтэй байдгийг харуулж байна.
Дуплексийн ажлын хамгийн их температур хэд вэ?
Өмнө дурьдсанчлан, ажлын хамгийн их температурыг нугасны задралын маш бага кинетикээр тогтоодог.Гэхдээ бид энэ температурыг хэрхэн хэмжих вэ, "бага кинетик" гэж юу вэ?Эхний асуултын хариулт амархан.Хатуу байдлын хэмжилтийг ихэвчлэн задралын хурд, явцыг тооцоолохын тулд хийдэг гэж бид өмнө нь хэлсэн.Энэ нь ихэнх үйлдвэрлэгчдийн дагаж мөрддөг стандартад заасан байдаг.
Хоёрдахь асуулт, бага кинетик гэж юу гэсэн үг вэ, бид температурын хил хязгаарыг тогтоосон утга нь илүү төвөгтэй юм.Энэ нь зарим талаараа хамгийн их температурын хилийн нөхцлүүдийг хамгийн их температур (T) өөрөө болон энэ температурыг хадгалах үйл ажиллагааны хугацаа (t) хоёроос бүрдүүлдэг.Энэхүү Tt хослолыг баталгаажуулахын тулд "хамгийн бага" бат бөх байдлын янз бүрийн тайлбарыг ашиглаж болно:
• Түүхэнд тогтоогдсон доод хязгаар нь гагнуурд хэрэглэж болно 27 Жоул (J)
• Стандартын хүрээнд дийлэнх нь 40J-ийг хязгаар болгон тогтоодог.
• Анхны бат бөх чанарыг 50%-иар бууруулснаар доод хязгаарыг тогтооход байнга ашигладаг.
Энэ нь хамгийн их ОТ-ын талаархи мэдэгдэл нь дор хаяж гурван тохиролцсон таамаглалд үндэслэсэн байх ёстой гэсэн үг юм.
• Эцсийн бүтээгдэхүүний температур-цаг хугацааны нөлөөлөл
• Хатуу байдлын зөвшөөрөгдөх хамгийн бага утга
• Эцсийн хэрэглээний талбар (зөвхөн химийн, механик ачаалал тийм/үгүй гэх мэт)
Туршилтын мэдлэгийг нэгтгэсэн
Туршилтын өгөгдөл, стандартын өргөн хүрээний судалгааг хийсний дараа хянан үзэж буй дөрвөн дуплекс зэрэглэлийн зөвлөмжийг эмхэтгэх боломжтой болсон. Хүснэгт 3-ыг үзнэ үү. Өгөгдлийн ихэнх нь 25 ° C-ийн температурын алхамаар хийгдсэн лабораторийн туршилтын үр дүнд бий болсон гэдгийг хүлээн зөвшөөрөх хэрэгтэй. .
Эдгээр зөвлөмжүүд нь RT-д үлдсэн бат бөх байдлын дор хаяж 50% -ийг харуулсан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.Хүснэгтэд "удаан хугацаа" гэж заасан тохиолдолд RT-ийн мэдэгдэхүйц бууралт нотлогдоогүй байна.Түүнээс гадна гагнуурыг зөвхөн -40 ° C-д туршиж үзсэн.Эцэст нь хэлэхэд DX 2304-ийн 3000 цагийн туршилтын дараа өндөр бат бөх чанарыг харгалзан үзэхэд илүү урт өртөх хугацаа хүлээгдэж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.Гэхдээ өртөлтийг хэр хэмжээгээр нэмэгдүүлэх боломжтойг нэмэлт туршилтаар баталгаажуулах ёстой.
Анхаарах гурван чухал зүйл байна:
• Одоогийн олдворууд нь хэрэв гагнуур байгаа бол OT нь ойролцоогоор 25 ° C-аар буурдаг болохыг харуулж байна.
• DX 2205-ийн хувьд богино хугацааны өсөлт (T=375 °C-д хэдэн арван цаг) зөвшөөрөгдөх боломжтой. DX 2304 ба LDX 2101 нь хайлш багатай байдаг тул богино хугацааны температурын харьцуулж болох огцом өсөлтийг мөн хүлээн зөвшөөрөх ёстой.
• Материал задралын улмаас хэврэг болсон үед DX 2205-д 550 – 600 °C, SDX 2507-д 500 °C-т 1 цагийн турш зөөлрүүлэх дулааны боловсруулалт нь бат бөх чанарыг 70%-иар сэргээхэд тусалдаг.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 2-р сарын 04-ний өдөр