Korroosionkestävien arvokappaleiden määrittäminen: arvot, prosessit ja todentaminen

Pumpun holkin vaihtotilaus alkaa yleensä kysymyksellä: edellinen osa epäonnistui 18 mitätöimisestä umpeutu laipan lähelle, ja laitosinsinööri haluaa arvoa, joka kestää seuraavaan isoon käänteeseen asti. Korroosionkestävät arvokappaleet Harvoin arvioi pelkän vetolujuuden perusteella. Kemian-, lämpökäsittely- ja teräksenjalostuslaitoksissa ratkaisevia tekijöitä ovat metalliseoksen valmistus, valuprosessi, lämpökäsittely ja sisäinen kestävyys. Tässä artikkelissa kerrotaan, kuinka nämä tekijät toimivat yhdessä, miten arvosanoja verrataan ja mitä on tarkistettu ennen arvokappaleen käyttöönottoa.

Mikä on korroosionkestävä arvo?

Korroosionkestävä arvokappale on metallikomponentti, joka on muotoiltu kaatamalla sulaa metalliseosta muottiin ja joka sitten on suunniteltu kestämään sen käyttöympäristössä odotettavissa olevaa kemiallista hyökkäystä: pistesyöpymistä, rakokorroosiota, jännityskorroosiohalkeilua tai korkean lämpötilan hapettumista. Teollisuusvaluissa yleisimmin käytetyt materiaaliperheet ovat:

• Austeniittiset ruostumattomat teräkset, kuten 316L (CF3M arvolaatu), jotka kestävät hyvin kaikkia happoja ja kloridia sisältäviä aineita sopivassa lämpötiloissa.
• Duplex-ruostumattomat teräkset, kuten 2205 (CD3MN-arvolaatu), joissa yhdistyy suurempi lujuus ja parempi kesvyys kloridijännityskorroosiohalkeilua vastaan ​​​​kuin mukaan austeniittiset teräkset.
• Nikkeli-kromiseokset, kuten HP-tyyppinen 26Cr35Ni, jotka valitaan, kun komponentti on sekä korkeissa lämpötiloissa että syövyttävässä prosessiympäristössä.

Valu ei ole erimuotoinen taottu osa. Kiinteytymisen aikana valuseokset kehittävät karkeamman raerakenteen, voidaan erottua dendriittitasolla ja sisältää mikrokutistumista, kun syöttöjärjestelmä on huono. Kaikki kolme ominaisuutta vaikuttavat korroosionkestävyyteen. Kaksi arvokappaletta, joilla on sama nimellislaatu, voidaan toimia hyvin eri tavalla ne valmistus valimon mukaan.

Korroosiomekanismit, jotka määrittävät laadun valinnan

Ennen kuin hallitset arvosanan, selvitä, mikä vikamekanismi on todennäköisin. Neljä hallitsevaa teollisissa korroosionkestävissä valukappaleissa:

• Piste-ja rakokorroosio: paikallinen hyökkäys, jota aiheuttavat kloridit ja joka kiihtyy pysähtyneillä alueella, tiivisteiden alla tai kerrostumien alla.
• Jäntyskorroosiohalkeilu: vetojännitysnä osayn ympäristöön, kuten kuumiin klorideihin taiemäksisiin liuoksiin; se käyttää äkillisen, odottamattoman murtuman.
• Rakeiden vuorovaikutteinen korroosio: hyökkäyserajoja pitkin, mikärabidin olennaisesti kromikarbidin, kun seos herkistyy valun, hitsauksen tai hitaan jäähdytyksen aikana.
• Tasainen korroosio: tasainen paksuushäviö pinnalla; alkaa ennustaa, mutta se kuitenkin sanelee vaaditun seinämän paksuuden ja käyttöiän.

Alla oleva taulukko yhdistää nämä mekanismit tavanomaiseen seosvasteeseen.

Seoksen valinta: Aloita PREN:llä ja sitten katso syvemmälle

Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) standardin seulontatyökalun kloridin pistesyöpymiskestävyydelle: PREN = %Cr 3,3 x %Mo 16 x %N. Se luokittelee austeniittiset ja duplex-laadut nopeasti. Alla olevat palkit näyttävät yleisten arvolaatujen likimääräiset arvot.

PREN on lähtökohta, ei lopullinen vastaus. Se ei kerro mitään pelkistyshappojen tasaisesta korroosiosta, eikä se pysty havaitsemaan arvovirheitä, jotka toimivat pistesyöpymispaikkoina. Yhdistä kriittisten komponenttien osalta PREN korroosiotestitietoihin tai huoltokokemukseen. 2205-duplex-valu kestää yleensä kuuman kloridin käytön, joka syöttää nopeasti 316 litraa, mutta vain jos mikrorakenne on oikea liuoshehkutuksen jälkeen. Kun lämpökäsittely on väärä, raerajoille muodostuu haitallisia faaseja ja valusta tulee herkkä, vaikka sen kemia on väärän mukainen.

Kuinka arvoprosessi muuttaa korroosion ominaisuuksia

Valurata vaikuttaa suoraan korroosion käyttäytymiseen, koska se määrää raerakenteen, huokoisuuden ja pinnan laadun. Kolmen prosessin hallitsee korroosionkestä, jonka kaikki komponentit omista allekirjoituksensa.

• Keskipakovalua erikseen lieriömäisille komponenteille: korroosionkestävät holkit, säteilyputket, uunin telat ja putkiosat. Metalli jähmettyy suuntaisesti ulkoseinästä sisäänpäin muodostaen tiiviin, hienorakeisen rakenteen, jossa on vähän kutistuvia aukkoja. Keskipakovalulla aiheuttaa halkaisijaltaan 50–1000 mm ja jopa 4000 mm pitkiä osia.
• Investointivalu (lost wax) on oikea monimutkaisten geometrioiden, ohuiden seinien ja hyvän arvopinnan muotoilun. Koska muotti pysyy lämpimänä, metalli voi jäähtyä päästää, ellei kaa ja muotin lämpötilaa hallita, joten liuoshehkutus valun jälkeen on kriittinen.
• Hartsihiekkamuovaus sopii suuriin osiin, kuten pumppupesään, venttiilirunkoon ja sekoittimiin. Raskaat osat jäähtyvät epätasaisesti, mikä lisää segregaation ja kovametallisaostumisen riskiä. Nämä osat ovat vieläkin enemmän riippuvaisia ​​​​oikein suunnitellusta lämpökäsittelysyklistä.

Käytännön johtopäätösnä on ilmoittaa vaadittu lämpökäsittely yhdessä laadun kanssa, mukaan lukien hehkutuslämpötila ja jäähdytysmenetelmä sekä sallittu kovuus- ja ferriittipitoisuus.

Mitä tulee tulla, kun ostat korroosionkestäviä arvokappaleita

Hankintaongelmat johtuvat yleensä epätäydellisistä eritelmistä eikä huonosta onnesta. Korroosionkestävän arvokappaleen vankka spesifikaatio sisältää:

1. Valulaatu, jonka kemiallinen koostumus muuttaa arvostandardeista, kuten ASTM A743, ASTM A744 tai ASTM A890, taotun levyn tai tankostandardista tässä.
2. Lämpökäsittelyvaatimus, yleensä liuoshehkutus, ilmaistuna lämpötila-alueella ja jäähdytysmenetelmällä sekä kovuuden ja duplex-laatujen ferriittipitoisuuden hyväksymisrajat.
3. Ainetta rikkomattomat testausvaatimukset: pintahalkeamien nesteen tunkeutumiskykytestaatti, sisäisen eheyden röntgenkuvaus ja painetta sisältävien osien hydrostinen testaus.
4. Dokumentaatio: materiaalitestitodistus, jossa on varsinainen senkan analyysi sekä spektrometri- ja metallografiset raportit kriittisille valukappaleille.
5. Mittatoleranssit ja mahdolliset koneistusvaatimukset sidottuna piirustukseen.

Valimon varmistuslaitteistolla on tässä väliä. Suoralukumetrit vahvistetaan vaikuttavan todellisen kemian, metallografinen analyysin rakenteen lämpökäsittelyn jälkeen ja 3D-skannaus, jotta toimitettu geometria vastaa mallia. Valu, jonka nimelliskoostumus on erinomainen, voi silti epäonnistua varhain, jos siinä on sisäisiä vikoja.

Missä käytetään korroosionkestäviä arvokappaleita

Korroosionkestävät arvokappaleet ovat harvoin hyödykkeitä; ne on asetettu tehtäviin. Tyypillisiä käyttäjiä ovat:

• Kemialliset ja petrokemian laitokset: 2205 ja 316L korroosionkestävät holkit prosessiputkistoon, HP-tyyppiset 26Cr35Ni-sekoittimet reaktoreihin ja venttiili- tai pumppukomponentit aggressiivisissa väliaineissa.
• Lämpö ja teräksen käsittely: säteilyputket, uunin telat ja uunin pohjatelat, jotka kohtaavat korkean lämpötilan sopivanä hapettuviin, joskus sulfidoituviin ilmakehoihin.
• Jätteenpoltto: arinakomponentit ja lämpövaihdinelementit altistuvat palamiskaasuille ja kloridipitoisille kerrostumille.

Taloudellinen panos on suurempi kuin osan hinta. Teotutkimukset arvioivat korroosion kustannuksiksi noin 2,5 biljoonaa dollaria, noin 3,4 dollaria, 3,4 dollaria, ja suurin osa näistä kustannuksista on valmistettavan maailmanlaajuisen menettämisen arvosta, jota käytetään alkavat paikallisesti syöpyneestä.

Korroosionkestävät arvokappaleet palkitsevat kurinalaisen lähestymistavan. Tunnista korroosiomekanismi, tarkastus laatu ja lämpökäsittely ja varmistaminen sisäinen kunto ennen kuin osa saavuttaa linjan. Valmistaja, kuten Wuxi Dongmingguan Special Manufacturing, joka ohjaa sulatusta, keskipako- ja sijoitusvalua, lämpökäsittelyä, koneistusta ja laaduntarkastusta saman katon alla, voi vastata kysymykseen omilla tiedoillaan. Kun arvioit toimittajaa, esitä kolme kysymystä: kuinka paljon osaa jähmettyi, miten se lämpökäsiteltiin ja mistä tiedät, että toimitettu kemia vastaa sertifikaattia? Vastaukset erottavat arvokappaleet, joissa on vain luokan nimi, kuten 316L tai 2205, arvokappaleista, jotka todella kestävät käytössä.