מדע פופולרי על טכנולוגיית ריתוך Hastelloy C276
כיום, נעשה שימוש נרחב בהסטלוי בתחומים רבים כגון נפט, תעשייה כימית והגנת הסביבה בחו"ל. הוא שימש גם בכמות קטנה בסין. עם זאת, בתחום הכוח הגרעיני, רק ארצות הברית ומדינות אחרות שימשו בייצור חשמל גרעיני. זה עדיין ריק בסין. הבעיה העיקרית כיום היא האב שאר החומרים מיובאים, והחומרים העיקריים מחוקים על ידי יחידות מחקר מדעיות. הביצועים שלהם אינם ברורים במיוחד, במיוחד העמידות בפני קורוזיה בטמפרטורות גבוהות. הכיוון העיקרי של מחקר זה הוא לבחור את החומר C276 שניתן לרכוש מהאסטלוי כחומר. לשלב הראשון של הפרויקט, על ידי בחירת חומרי ריתוך ותהליכים מתאימים, נוכל להבין את מפרטי הריתוך העומדים בדרישות המוצר, כך שיהיה להם ערך תפעולי.
Hastelloy עצמה היא סגסוגת על בסיס ניקל, אך היא שונה מניקל טהור רגיל (Ni200) ומונל. הוא משתמש בכרום ובמוליבדן כיסוד הסגסוגת העיקרי, במטרה לשפר את יכולת ההסתגלות שלו למדיות שונות ולטמפרטורות, ולשמש בתעשיות שונות. בוצעה אופטימיזציה מיוחדת. כיום, התעשייה הכימית רודפת בדרך כלל אחרי פרודוקטיביות גבוהה ומשפרת כל הזמן תהליכים להגברת הטמפרטורה והלחץ כדי להאיץ את התגובה. בדרך זו, הייצור מועד למצבים בלתי צפויים, וכתוצאה מכך תחזוקה לא מתוכננת. Hastelloy מכוונת בדיוק לדרישה כזו, מסתגלת לסביבות קשות בלתי צפויות שונות וממזערת תחזוקה לא מתוכננת. יחד עם זאת, יש לו גם ביצועי עיבוד וריתוך טובים ומקל על תחזוקה באתר.
סגסוגות מסדרת C הן סגסוגות מוליבדן ניקל-כרום. מכיוון שכרום יכול ליצור סרט תחמוצת צפוף (פסיבציה) על פני הסגסוגת, הוא מספק עמידות לסביבות מחמצנות, בעוד שכרום מספק בעיקר עמידות לסביבות מצמצמות. לכן, ניתן להשתמש בסגסוגות מסדרת C בסביבות עם חומרי חמצון ומפחיתים כאחד. סגסוגות מסדרת C הן הסגסוגות הנפוצות ביותר, במיוחד סגסוגת C-276. מאז המצאתו בשנות ה-60, הוא עדיין הראה חיוניות חזקה לאחר יותר מ-40 שנות בדיקות. נכון לעכשיו, נעשה שימוש בסגסוגות מסדרת C בלא מעט תעשיות בסין. סדרת סגסוגות.
פרויקט מחקר זה משתמש בסגסוגת C276 ביתית, בוחר שני מפרטים של עובי צלחת, 2 מ"מ ו-6 מ"מ, קובע את תהליך הריתוך המתאים וקובע
קבע אם חתיכת בדיקת הריתוך בתנאי תהליך הריתוך עומדת בדרישות המיקרו קורוזיה במצב הטמפרטורה הגבוהה של כוח גרעיני, נסח מפרטי תהליך ריתוך והשלם את דוח הערכת תהליך הריתוך עבור המפרטים והעובי המתאימים, וניסוח תקנות תהליך ריתוך מתאים לדרישות אנרגיה גרעינית כדי להנחות את בניית הפרויקט.
2. ניתוח ומדידות של קשיים טכניים בתהליך הריתוך
סגסוגת C276 (UNSN10276) היא סגסוגת ניקל-מוליבדן-פרוכרומיום-טונגסטן, שהיא כיום הסגסוגת העמידה ביותר בפני קורוזיה. סגסוגת C276 שימשה במשך שנים רבות בהנדסת בנייה הקשורה לכלי ושסתומי לחץ לפי תקני ASME. הסגסוגת מופיעה בצורות מוצר שונות בסעיפים 1 ו-8 של תקנות התקן ASME. חלק שני.
למרות שסגסוגת C276 תהפוך בסופו של דבר לשבירה בטמפרטורה גבוהה ותיצור משקעים, יש לה גם חוזק טוב בטמפרטורה גבוהה ועמידות חמצון מתונה. תכולת המוליבדן הגבוהה מעניקה לסגסוגת עמידות בפני קורוזיה מקומית. תכולת החום הנמוכה של הסגסוגת ממזערת את המשקעים של קרבידים במהלך הריתוך. על מנת לשמור על העמידות בפני קורוזיה בין-מוצרית של החלקים שהתקלקלו תרמית בממשק הריתוך.
(1) ניתוח ריתוך: המוליכות החשמלית והמוליכות התרמית של Hastelloy נמוכות בהרבה מזו של פלדה דלת פחמן, בעוד שההתנגדות וקצב ההתפשטות גבוהים בהרבה מזה של פלדה דלת פחמן. לבריכה המותכת יש נזילות ירודה, יכולת הרטבה ירודה וחדירה הכוח קטן ועומק ההיתוך רדוד. לכן, פגמים כמו נקבוביות, סדקים חמים, ריתוך לא שלם ואיחוי לא שלם נוטים להתרחש.
הסיבות לנקבוביות: הטיפול בשיפוע בסגסוגת Hastelloy לפני הריתוך אינו נקי, מזג האוויר לח, הבריכה המותכת אינה מוגנת היטב במהלך תהליך הריתוך, ומימן, חנקן וגזים אחרים חודרים בקלות לתוך הבריכה המותכת. בשל פער הטמפרטורות הקטן בין השלב המוצק והנוזלי של הסגסוגת והנזילות הנמוכה, לגז הבלתי מסיס אין זמן לברוח במהלך ההתמצקות והוא נשאר בתוך הריתוך ליצירת נקבוביות.
סדקים חמים; סרט נוזלי בין-גרגירי נמוך שנוצר על ידי זיהומים כגון זרחן ומתח ריתוך הם גורמים מתכתיים הגורמים לסדקים חמים לריתוך. מכיוון שלריתוך הסגסוגת יש מבנה דנדריטי, חלק מהזהב האוטקטי עם נקודת התכה נמוכה ונקודת התכה נמוכה מרוכזים בגבולות הגרגרים הגסים.
סוג, במיוחד Ni-S אוטקטי (נקודת ההיתוך היא 645 מעלות) ו-Ni-P אוטקטית (נקודת ההיתוך היא 880 מעלות). הם מופצים בסרט דק בין גבולות התבואה ונוטים לסדקים תחת פעולת מתח ריתוך.
ניקיון הוא אחד ההיבטים החשובים ביותר של ריתוך סגסוגות על בסיס ניקל עמידות בפני קורוזיה. מזהמים משומן, מוצרי קורוזיה, עופרת, גופרית ואלמנטים אחרים עם נקודות אפייה נמוכות עלולים לגרום לבעיות פיצוח חמורות. על מנת להבטיח איכות ריתוך, יש לנקות בקפדנות ובזהירות את אזור ההגנה על הריתוך וחוט הריתוך לפני הריתוך.
קל לחמצן, ואטומי Ni ו-Cr בסגסוגת פעילים מאוד. תפר הריתוך מתחמצן בקלות כאשר הסגסוגת מרותכת. במקרים חמורים הוא הופך להיות כמו טופו, מה שגורם לירידה חדה בעמידות הקורוזיה של המתכת. זה גם הגורם העיקרי לסדקים. לכן יש לחזק את הגנת הכלור במהלך הריתוך. יחד עם זאת, חוט הריתוך צריך להיות דק ככל האפשר (1.2~2.4 מ"מ). פרמטרים קטנים של ריתוך מועילים כדי לפצות על אובדן השריפה של אלמנטים מסוימים במהלך תהליך הריתוך והנזק לסדקים ולנקבוביות הריתוך. לִשְׁלוֹט.
לנקות לכלוך משטח; יש להסיר כל שאריות של לכלוך כגון פסולת מתכת, אבק שוחק, אבק וכו' על פני העץ בטווח של 40 מ"מ מהמפרק המרותך מסגסוגת C276 מהחריץ באמצעות מברשת תיל מפלדת אל-חלד אוסטניטית ולנקות חוט כותנה חדש. נקה אותו נקי. הכלים המשמשים חייבים להיות מיוחדים ואין להשתמש בנייר זכוכית ומברשות חוטי פחמן.
(2) קשיים טכניים כוללים בקרת עיוות ריתוך, הגנה על הצד האחורי של ריתוך ומחקר על עמידות בפני קורוזיה של דגימות מרותכות.
ניקוי אצטון (או אלכוהול); השתמש באציטון או באלכוהול כדי לנקות את משטח החריץ לפני הריתוך כדי להסיר שמן משטח ולכלוכים אחרים, ויש לנקוט באמצעים כדי למנוע זיהום משני.
(3) אמצעים טכניים על מנת למנוע צמיחת גרגרים ומשקעי פוספיד באזור הריתוך והמושפע בחום, יש להשתמש בדרך כלל בהזנת חום ריתוך נמוכה. עם זאת, למתכת הבריכה המותכת על בסיס ניקל יש נזילות ירודה וחדירה רדודה, מה שגורם בקלות לחיבורים לא מרותכים. כניסת החום של ריתוך פיזור לא יכולה להיות קטנה מדי. הפתרון הוא שימוש בזרם ריתוך בינוני, מהירות ריתוך גבוהה, ושליטה בקלט חום הריתוך על ידי הפחתת זמן השהייה בטמפרטורה גבוהה.
(4) בחירת פרמטרי ריתוך: מפרטי לוח הבדיקה: 2 מ"מ, 6 מ"מ; דגם ומפרטי חוט ריתוך; ERNiCrMo-4, φ2.4mm; צורת חריץ; צורת החריץ של מפרק הריתוך מוצגת באיור 1.
על מנת לשפר את עמידות הסדקים ועמידות הריתוך בפני קורוזיה, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לניקוי אזור הריתוך במהלך הריתוך כדי למנוע זיהומים מזיקים להימס לתוך הריתוך.
בדרך כלל אין צורך בחימום מוקדם בעת ריתוך. על מנת למנוע צמיחת גרגרים ומשקעי קרביד באזור הריתוך והחום, יש לשלוט על טמפרטורת הביניים ברמה נמוכה. בדרך כלל לא יותר מ-100 מעלות
