1. מהו UNS N10665, ומהם המאפיינים המטלורגיים המגדירים ביותר שלו?
UNS N10665, הידוע בדרך כלל בשם המסחרי Hastelloy B-2, הוא סגסוגת ניקל-מוליבדן. המאפיין המובהק ביותר שלו הוא תכולת מוליבדן גבוהה במיוחד, הנעה בדרך כלל בין 26% ל-30%. בניגוד לסגסוגות רבות אחרות{11}העמידות בפני קורוזיה, הוא אינו מכיל כמעט כרום (1.0% מקסימום) וברזל נמוך מאוד (2.0% מקסימום). הכימיה הספציפית הזו מעניקה לו עמידות חסרת תקדים לחומצה הידרוכלורית (HCl) בכל הריכוזים והטמפרטורות, כמו גם עמידות לחומצות אחרות שאינן-מחמצנות כמו חומצה גופרתית וחומצה זרחתית בתנאים מפחיתים. מבחינה מתכתית, מדובר בסגסוגת-מוצקה מחוזקת. עבור מוצרי צלחת, היצרנים חייבים לשלוט בקפדנות על תכולת הפחמן והסיליקון כדי למנוע משקעים של שלבים בין-מתכתיים (כגון Ni-Mo carbides) במהלך ריתוך או טיפול בחום, שאחרת יפגעו בצורה חמורה בגמישות.
2. מדוע צלחת UNS N10665 נחשבת לקשה לריתוך, ואילו נהלים ספציפיים נדרשים כדי לשמור על עמידותה בפני קורוזיה?
UNS N10665 ידוע לשמצה קשה לריתוך בשל רגישותו לכניסת חום והסיכון למשקעים בשלב משני. הבעיה העיקרית היא היווצרות של תרכובות בין-מתכתיות Ni-Mo (במיוחד שלב ה-μ) באזור-מושפע החום (HAZ). זה קורה אם הצלחת מוחזקת בטמפרטורות גבוהות (בדרך כלל בין 650-870 מעלות) זמן רב מדי. משקעים אלה מפחיתים באופן דרסטי את המשיכות וקשיחות ההשפעה של הצלחת ויוצרים אזורים מדוללים בכרום הפגיעים להתקפת קו סכין- במדיות קורוזיביות.
כדי למתן זאת, נדרשים הליכי ריתוך ספציפיים:
קלט חום נמוך: רתכים חייבים להשתמש במהירויות נסיעה נמוכות כדי לשמור על טמפרטורת המעבר מתחת ל-120 מעלות (250 מעלות F).
מתכת מילוי: נעשה שימוש במתכת מילוי תואמת (ER NiMo-7). עם זאת, הצלחת מרותכת לעתים קרובות במצב חישול תמיסה.
ללא טיפול בחום לאחר-(PWHT): שלא כמו פלדת פחמן, PWHT אסור בדרך כלל עבור N10665. הכפיפה של מכלול הלוח המיוצר לטמפרטורות הפגת מתח תדחוף את החומר לטווח המשקעים המסוכן, ותפרק את הריתוך וה-HAZ.
ניקיון: יש לנקות בקפידה את משטח הצלחת משומן, שמן וצבע, שכן גופרית וזרחן עלולים לגרום לסדקים חמים.
3. באילו תרחישים ספציפיים של עיבוד כימי יציין מהנדס צלחת UNS N10665 על פני פלדת אל חלד סטנדרטית או אפילו סגסוגת מסדרת C-?
מהנדס יציין צלחת UNS N10665 כאשר הסביבה מפחיתה ולא מתחמצנת. פלדות אל חלד סטנדרטיות (304/316) מסתמכות על כרום ליצירת שכבת תחמוצת פסיבית. בהפחתת חומצות (כמו HCl או H₂SO4 מדולל ללא חומרי חמצון), שכבת תחמוצת זו מתפרקת, ופלדת אל-חלד מתכלה במהירות.
בעוד שסגסוגות מסדרת C- (למשל, C-276) מכילות כרום, הכרום הזה הוא למעשה חיסרון בסביבות מסוימות. בשירות חומצה הידרוכלורית, כרום יכול להיות מועדף לתקוף. N10665, חסר כרום, תוכנן במיוחד עבור HCl מ-0% עד 100% ריכוז עד לנקודת הרתיחה.
לכן, אתה בוחר N10665 על פני C-276 כאשר:
החומצה מפחיתה בקפדנות.
לא קיימים מינים מחמצנים (למשל יוני ברזל, יוני קופרי, חמצן מומס, חומצה חנקתית).
אתה דורש את שיעור הקורוזיה האחיד הנמוך ביותר האפשרי בחומצה הידרוכלורית טהורה. C-276 עדיף בחומצות מעורבות או בתנאי חמצון, אבל B-2/N10665 הוא המלך של HCl טהור.
4. במה תהליך הטיפול בחום שונה עבור לוח UNS N10665 בהשוואה לצלחת נירוסטה אוסטניטית?
תהליך הטיפול בחום שונה באופן משמעותי במטרה, בטמפרטורה ובמהירות ההמרה. פלדות אל-חלד אוסטניטיות (304/316) מחולות בתמיסה כדי להמיס כרום קרבידים, בדרך כלל ב-1040-1150 מעלות, ואחריה קירור מהיר (כיבוי מים או קירור אוויר מהיר) כדי למנוע רגישות.
עבור UNS N10665, התהליך הוא כדלקמן:
טווח טמפרטורות: חישול התמיסה מתבצע ב-1065-1080 מעלות בקירוב (1950-1975 מעלות F).
מהירות מרווה: הרחקת מים מיידית היא חובה. קירור אוויר בדרך כלל אינו מקובל עבור צלחות עבות מכיוון שקצב הקירור איטי מדי. אם הצלחת מתקררת באיטיות בטווח של 870 מעלות עד 650 מעלות, היא מאפשרת לשלבים הבין-מתכתיים הפוגעים של Ni-Mo (שלב μ) לזרוק.
אווירה: נדרשת אווירה מצמצמת מבוקרת היטב. מכיוון שבסגסוגת חסר כרום, עמידות החמצון שלה נמוכה יותר. אבנית מוגזמת או חמצון מתרחשים בקלות רבה יותר מאשר עם נירוסטה, מה שמוביל לאובדן חומר אם לא נשלט.
עיוות: כיבוי המים המהיר מטמפרטורות גבוהות גורם ללחץ תרמי משמעותי. שלא כמו נירוסטה, ל-N10665 מודול גמישות נמוך יותר אך חוזק גבוה מאוד. רידוד הצלחת חייב להתבצע באופן מכני (פילוס) לאחר טיפול בחום, במקום לנסות לרמה חם במהלך הקירור.
5. מהן דרישות המאפיינים המכאניים העיקריים לצלחת UNS N10665 לכל ASTM B333, וכיצד משפיעה הצורה הקרה על לוחות אלו?
לפי ASTM B333 (מפרט סטנדרטי ללוחית סגסוגת ניקל-מוליבדן), הדרישות המכניות האופייניות ל-UNS N10665 במצב חישול-של הפתרון הן:
חוזק מתיחה: מינימום 690 MPa (100 ksi).
חוזק תפוקה (קיזוז של 0.2%): מינימום 283 MPa (41 ksi).
התארכות: מינימום 40% ב-2 אינץ' (50 מ"מ).
לגבי יצירה קרה:
התקשות עבודה: עבודה N10665 מתקשה במהירות. בעוד שרקיע בתחילה (40% התארכות), כיפוף או יצירת הצלחת גורמים לקשיות ולעלייה משמעותית בחוזק.
קפיץ-גב: לסגסוגת יש חוזק תפוקה גבוה. לכן, הוא מציג קפיצים-גב יותר מאשר נירוסטה אוסטניטית. נדרש כיפוף -על כדי להשיג את הזווית הסופית הנכונה.
הפגת מתחים: כפי שהוזכר בריתוך, ביצוע הפגת מתח על לוחית N10665 קרה- היא מסוכנת ביותר. אם הצלחת עברה עבודה קרה (למשל, התגלגלה לגליל), הלחצים הפנימיים גבוהים, אך חימום הצלחת כדי להקל על הלחצים הללו ככל הנראה יעשה רגישות לחומר. לכן, חלקים חייבים להיווצר במצב חישול, ואסור לחרוג מגבולות היווצרות, מכיוון שבדרך כלל לא ניתן "לתקן" בבטחה את הלחצים מאוחר יותר מבלי להרוס את עמידות בפני קורוזיה.
חדירות מגנטית: שלא כמו נירוסטה, יצירה קרה לא גורמת בדרך כלל למגנטיות משמעותית. N10665 נשאר בעצם לא-מגנטי גם לאחר עבודה קרה קשה, דבר המועיל עבור בתי מכשירים ספציפיים או חלקים פנימיים של כור כימי ספציפי שבהם הפרעות מגנטיות מעוררות דאגה.
