Факторлор иштөө темптерин чектеген
Дуплекстүү материалдардын жогорку температуралык шарттарга дуушар болушун талап кылган типтүү колдонмолор - бул басым идиштер, желдеткичтер/дөңгөлөктөр же газды тазалоочу шаймандар.Материалдык касиеттерге коюлган талаптар жогорку механикалык бекемдиктен коррозияга каршылыкка чейин өзгөрүшү мүмкүн. Бул макалада талкууланган класстардын химиялык курамы 1-таблицада келтирилген.
Омуртканын бузулушу
Spinodal ажыроо (ошондой эле demixing деп аталат же тарыхый 475 °C-морттук) болжол менен 475 °C температурада пайда болгон ферриттик фазадагы фазалык бөлүнүүнүн бир түрү.Эң көрүнүктүү таасир микроструктуранын өзгөрүшү, α´ фазасынын пайда болушуна алып келет, бул материалдын морттугуна алып келет.Бул, өз кезегинде, акыркы продуктунун аткарууну чектейт.
1-сүрөттө изилденген дуплекстүү материалдар үчүн температуралык убакытка өтүү (TTT) диаграммасы көрсөтүлгөн, 475 °C аймагындагы спиноддук ажыроо менен.Белгилей кетсек, бул TTT диаграммасы Charpy-V үлгүлөрүндөгү катуулуктун сыналышы менен ченелген катуулуктун 50% га төмөндөшүн көрсөтөт, бул адатта морттуктун белгиси катары кабыл алынат.Кээ бир колдонмолордо катуулуктун көбүрөөк төмөндөшү алгылыктуу болушу мүмкүн, бул TTT диаграммасынын формасын өзгөртөт.Демек, белгилүү бир максималдуу ОТ коюу чечими морттуктун алгылыктуу деңгээли деп эсептелген нерсеге, башкача айтканда, акыркы продукт үчүн катуулуктун төмөндөшүнө көз каранды.Тарыхый TTT-графиктери 27J сыяктуу белгиленген чекти колдонуу менен да чыгарылганын белгилей кетүү керек.
Жогорку легирленген сорттор
1-сүрөт LDX 2101-класстан SDX 2507-класска карай легирлөөчү элементтердин көбөйүшү тезирээк ажыроо ылдамдыгына алып келерин, ал эми арык дуплекс ажыроонун кеч башталышын көрсөтөт.Хром (Cr) жана никель (Ni) сыяктуу легирлөөчү элементтердин омурткалардын ажыроосуна жана морттугуна тийгизген таасири мурунку изилдөөлөр тарабынан көрсөтүлгөн.5-8 Бул эффект 2-сүрөттө дагы көрсөтүлгөн. 300дөн 350 °Cге чейин жогорулайт жана азыраак эритилген DX 2205ке караганда жогорку легирленген SDX 2507 үчүн тезирээк.
Бул түшүнүү кардарларга алардын тандалган классына жана колдонуусуна ылайыктуу максималдуу ОТ боюнча чечим кабыл алууга жардам берүү үчүн маанилүү болушу мүмкүн.
Максималдуу температураны аныктоо
Мурда айтылгандай, дуплекстүү материал үчүн максималдуу ОТ таасири катуулугунун алгылыктуу төмөндөшүнө жараша белгилениши мүмкүн.Эреже катары, 50% катуулугун азайтуу маанисине туура келген OT кабыл алынат.
OT температурага жана убакытка жараша болот
1-сүрөттөгү TTT диаграммасындагы ийри сызыктардын куйруктарындагы эңкейиш жүлүндүн ажыроо бир босого температурада гана болбой, ошол деңгээлден төмөн токтоп калбасын көрсөтүп турат.Тескерисинче, бул дуплекстүү материалдар 475 °C төмөн иштөө температурасына дуушар болгондо туруктуу процесс.Бирок, диффузиянын төмөн ылдамдыгынан улам, төмөнкү температуралар ажыроо кийинчерээк башталып, бир топ жайыраак уланаары анык.Ошондуктан, дуплекстүү материалды төмөнкү температурада колдонуу жылдар бою же ондогон жылдар бою көйгөйлөрдү жаратпашы мүмкүн.Бирок азыркы учурда экспозиция убактысын эсепке албастан максималдуу ОТ коюу тенденциясы бар.Негизги суроо - бул материалды колдонуу коопсузбу же жокпу, аныктоо үчүн температура-убакыт айкалышы кандай болушу керек?Herzman et al.10 бул дилемманы эң сонун жыйынтыктайт: “...Колдонуу демиксация кинетикасы өтө төмөн болгон температуралар менен гана чектелет, бул буюмдун долбоорлонгон техникалык мөөнөтү ичинде болбойт…”.
Ширетүүнүн таасири
Көпчүлүк колдонмолор компоненттерди бириктирүү үчүн ширетүүнү колдонушат.Ширетүү микроструктурасы жана анын химиясы негизги материалдан 3 айырмаланары белгилүү.Толтуруучу материалга, ширетүү техникасына жана ширетүүчү параметрлерге жараша ширетүүчү элементтердин микроструктурасы негизинен жапырт материалдан айырмаланат.Микроструктура, адатта, оройраак жана бул ошондой эле ширетүүлөрдө жүлүндүн бузулушуна таасир этүүчү жогорку температуранын ысыктык зонасын (HTHAZ) камтыйт.Көчүрүү жана ширетүү ортосундагы микроструктуранын өзгөрүшү бул жерде каралат.
Чектөөчү факторлорду жалпылоо
Мурунку бөлүмдөр төмөнкү тыянактарга алып келет:
- Бардык дуплекс материалдар предмети болуп саналат
475 °C тегерегиндеги температурада жүлүндүн бузулушуна. - Эритүүчү мазмунга жараша, тезирээк же жайыраак ажыроо ылдамдыгы күтүлүүдө.Жогорку Cr жана Ni мазмуну тез аралаштырууга өбөлгө түзөт.
- Максималдуу иштөө температурасын орнотуу үчүн:
– Иштөө убактысы менен температуранын айкалышы каралышы керек.
– Катуулуктун азайышынын алгылыктуу деңгээли, башкача айтканда, акыркы катуулуктун каалаган деңгээли коюлушу керек - Кошумча микроструктуралык компоненттер, мисалы, ширетүүлөр киргизилгенде, максималдуу ОТ эң начар бөлүгү менен аныкталат.
Дүйнөлүк стандарттар
Бул долбоор үчүн бир нече европалык жана америкалык стандарттар каралып чыккан.Алар басымдуу идиштерде жана түтүк тетиктеринде колдонууга багытталган.Жалпысынан алганда, сунушталган максималдуу OT боюнча карама-каршылыкты европалык жана америкалык көз карашка бөлүүгө болот.
Дат баспас болоттон жасалган материалдын европалык спецификациясынын стандарттары (мисалы, EN 10028-7, EN 10217-7) материалдын касиеттери ушул температурага чейин гана камсыздалгандыгы менен максималдуу OT 250 °C дегенди билдирет.Мындан тышкары, басымдуу идиштер жана түтүктөр үчүн европалык дизайн стандарттары (тиешелүүлүгүнө жараша EN 13445 жана EN 13480) алардын материалдык стандарттарында берилген максималдуу ОТ жөнүндө кошумча маалымат бербейт.
Ал эми Американын материалдык спецификациясы (мисалы, ASME II-A бөлүмүндөгү ASME SA-240) эч кандай жогорулатылган температура маалыматтарын бербейт.Бул маалыматтар анын ордуна ASME II-D бөлүмүндө, "Касиеттеринде" берилген, ал басымдуу идиштер үчүн жалпы курулуш коддорун колдойт, ASME бөлүм VIII-1 жана VIII-2 (акыркысы өнүккөн долбоорлоо жолун сунуш кылат).ASME II-D, максималдуу OT ачык көпчүлүк дуплекстүү эритмелер үчүн 316 °C деп айтылат.
Басым түтүктөрүнүн колдонмолору үчүн долбоорлоо эрежелери жана материалдык касиеттери ASME B31.3-те келтирилген.Бул коддо, механикалык маалыматтар максималдуу OT так билдирүүсү жок 316 °C чейин дуплекстүү эритмелер үчүн берилген.Ошого карабастан, сиз маалыматты ASME II-Dде жазылгандарга ылайык чечмелей аласыз, демек, америкалык стандарттар үчүн максималдуу OT көпчүлүк учурларда 316 °C болот.
Максималдуу ОТ маалыматынан тышкары, америкалык жана европалык стандарттар дагы узак экспозициялык убакыттарда жогорулатылган температурада (>250 °C) морттукка туш болуу коркунучу бар экенин билдирет, андан кийин долбоорлоо жана тейлөө фазасында да каралышы керек.
ширетүү үчүн, көпчүлүк стандарттар жүлүн бузулуу таасири боюнча эч кандай бекем билдирүүлөрдү жасашпайт.Бирок, кээ бир стандарттар (мисалы, ASME VIII-1, Таблица UHA 32-4) ширетүүдөн кийинки конкреттүү жылуулук процедураларын аткаруу мүмкүнчүлүгүн көрсөтөт.Бул талап кылынбайт жана тыюу салынбайт, бирок аларды аткарууда стандартта алдын ала коюлган параметрлер боюнча жүргүзүлүшү керек.
Өнөр жай эмне дейт
Дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган бир нече башка өндүрүүчүлөр тарабынан өндүрүлгөн маалымат алардын сорттору үчүн температура диапазондору жөнүндө эмнени билдирерин көрүү үчүн каралып чыкты.2205 ATI тарабынан 315 °C менен чектелген, бирок Acerinox OTту ошол эле класска 250 °C гана коёт.Булар 2205-класстын жогорку жана төмөнкү OT чектери, ал эми алардын ортосунда башка ОТтор Aperam (300 °C), Sandvik (280 °C) жана ArcelorMittal (280 °C) тарабынан байланышат.Бул өндүрүүчүдөн өндүрүүчүгө чейин абдан салыштырылуучу касиеттерге ээ болгон бир сорт үчүн сунушталган максималдуу ОТтун кеңири таралышын көрсөтөт.
Өндүрүүчүнүн эмне үчүн белгилүү бир ОТ койгондугу тууралуу негиздүү жүйөө дайыма эле ачыла бербейт.Көпчүлүк учурларда, бул белгилүү бир стандартка негизделген.Ар кандай стандарттар ар кандай ОТ менен байланышат, демек, баалуулуктардын таралышы.Логикалык тыянак, америкалык компаниялар ASME стандартындагы билдирүүлөрдөн улам жогору бааны коюшса, европалык компаниялар EN стандартынан улам төмөн баа коюшкан.
Кардарларга эмне керек?
Акыркы колдонууга жараша, материалдардын ар кандай жүктөрү жана экспозициялары күтүлөт.Бул долбоордо жүлүндүн ыдырап кетүүсүнөн улам морттук басымдуу идиштерге абдан ылайыктуу болгондуктан, эң кызыктуу болгон.
Бирок, скрубберлер11–15 сыяктуу дуплекстүү класстарды орточо механикалык жүктөргө гана дуушар кылган ар кандай колдонмолор бар.Дагы бир суроо-талап чарчоо жүктөмүнө дуушар болгон желдеткичтер жана дөңгөлөктөр менен байланышкан.Адабияттар чарчоо жүгү колдонулганда жүлүндүн ыдырашы башкача иштээрин көрсөтүп турат15.Бул этапта, бул колдонмолордун максималдуу OT басым идиштер үчүн эле жол менен коюуга мүмкүн эмес экени айкын болуп калат.
Сурамдардын дагы бир классы коррозияга байланышкан колдонмолор үчүн гана, мисалы, деңизден чыккан газ тазалоочу шаймандар.Мындай учурларда, механикалык жүк астында OT чектөө караганда коррозияга туруктуулук маанилүү болуп саналат.Бирок, эки фактор тең акыркы продуктунун иштешине таасирин тийгизет, аны максималдуу ОТ көрсөтүүдө эске алуу керек.Кайрадан бул иш мурунку эки иштен айырмаланып турат.
Жалпысынан, кардарга алардын дуплекстүү классы үчүн ылайыктуу максималдуу ОТ боюнча кеңеш берүүдө, маанини белгилөөдө колдонмонун түрү абдан маанилүү.Бул дагы бир класс үчүн бирдиктүү ОТ коюунун татаалдыгын көрсөтөт, анткени материалды жайгаштыруу чөйрөсү морттук процесске олуттуу таасирин тийгизет.
Дуплекс үчүн максималдуу иштөө температурасы кандай?
Белгиленгендей, максималдуу иштөө температурасы спинодалдык ажыроонун өтө төмөн кинетикасы менен белгиленет.Бирок бул температураны кантип өлчөйбүз жана "төмөн кинетика" деген эмне?Биринчи суроонун жообу оңой.Катуулукту өлчөө адатта ажыроо ылдамдыгын жана прогрессин баалоо үчүн жасалаарын буга чейин айтканбыз.Бул көпчүлүк өндүрүүчүлөр тарабынан колдонулган стандарттарда белгиленген.
Экинчи суроо, төмөнкү кинетика деген эмнени билдирет жана биз температуранын чек арасын койгон маани татаалыраак.Бул жарым-жартылай, анткени максималдуу температуранын чек ара шарттары максималдуу температуранын (T) өзүнөн жана бул температура сакталып турган иштөө убактысынан (t) түзүлөт.Бул Tt айкалышы ырастоо үчүн, "төмөнкү" катуулугун ар кандай чечмелөө колдонулушу мүмкүн:
• Тарыхый жактан белгиленген жана ширетүү үчүн колдонула турган төмөнкү чек 27 Джоуль (Дж)
• Стандарттардын чегинде негизинен 40J чек катары белгиленет.
• Баштапкы катуулуктун 50% төмөндөшү төмөнкү чекти коюу үчүн да көп колдонулат.
Бул максималдуу ОТ боюнча билдирүү жок дегенде үч макулдашылган божомолдорго негизделиши керек дегенди билдирет:
• акыркы продуктунун температура-убакыт таасири
• Катуулуктун алгылыктуу минималдуу мааниси
• Колдонуунун акыркы тармагы (химия гана, механикалык жүк ооба/жок ж.б.)
Бириктирилген эксперименталдык билим
Эксперименталдык маалыматтарды жана стандарттарды кеңири изилдөөдөн кийин каралып жаткан төрт дуплекстүү класстар боюнча сунуштарды түзүүгө мүмкүн болду, 3-таблицаны караңыз. Маалыматтардын көбү 25 °C температуралык кадамдар менен жүргүзүлгөн лабораториялык эксперименттерден түзүлгөнүн моюнга алуу керек. .
Ошондой эле, бул сунуштар RT калган катуулугун, жок эле дегенде, 50% шилтеме кылат экенин белгилей кетүү керек.Таблицада "узак мөөнөт" көрсөтүлгөндө, РТнын олуттуу төмөндөшү документтештирилген эмес.Мындан тышкары, ширетүүчү -40 °C гана сыналган.Акырында, DX 2304 үчүн 3000 сааттык тестирлөөдөн кийин анын жогорку катуулугун эске алуу менен көбүрөөк экспозиция убактысы күтүлүп жатканын белгилей кетүү керек.Бирок, экспозициянын канчалык деңгээлде көбөйүшү мүмкүн экенин кошумча тестирлөө менен текшерүү керек.
Белгилей кетчү үч маанилүү жагдай бар:
• Учурдагы табылгалар, эгерде ширетүүлөр бар болсо, OT болжол менен 25 °C төмөндөй турганын көрсөтүп турат.
• Кыска мөөнөттүү өсүштөр (T=375 °Cде ондогон сааттар) DX 2205 үчүн алгылыктуу. DX 2304 жана LDX 2101 төмөнкү легирленген сорттор болгондуктан, салыштырмалуу кыска мөөнөттүү температуранын кескин көтөрүлүшү да алгылыктуу болушу керек.
• Материалдын ыдыраганынан улам морт болуп калганда, жумшартуу жылуулук иштетүү DX 2205 үчүн 550 – 600 °C жана SDX 2507 үчүн 500 °C 1 саат бою катуулукту 70% калыбына келтирүүгө жардам берет.
Посттун убактысы: 04-февраль 2023-ж