सुपर डुप्लेक्स स्टील के ट्यूब विस्तार के दौरान दरारों को रोकने की गाइड

सुपर डुप्लेक्स स्टील के ट्यूब विस्तार के दौरान दरारों को रोकने की गाइड

सामग्री की अखंडता को बिना क्षति पहुँचाए ट्यूब एक्सपेंशन की कला में निपुणता प्राप्त करना

ट्यूब एक्सपेंशन हीट एक्सचेंजर और कंडेनसर निर्माण में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, जहाँ ट्यूब को यांत्रिक रूप से फैलाकर ट्यूब शीट के साथ एक घनिष्ठ सील बनाया जाता है। जब सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के साथ काम किया जाता है—जो अपनी अत्यधिक शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध के लिए जानी जाती है—तो यह प्रक्रिया विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण हो जाती है। वे समान गुण जो इन सामग्रियों को मूल्यवान बनाते हैं, उन्हें एक्सपेंशन ऑपरेशन के दौरान दरार होने के प्रति संवेदनशील भी बनाते हैं।

धातु निर्माण प्रक्रियाओं में विशेषज्ञ के रूप में, मैंने देखा है कि अनुचित ट्यूब एक्सपेंशन तकनीक कैसे महत्वपूर्ण उपकरणों में महंगी विफलताओं का कारण बन सकती है। इस गाइड में, हम सुपर डुप्लेक्स स्टील के ट्यूब एक्सपेंशन के दौरान दरार को रोकने के लिए व्यावहारिक रणनीतियों का पता लगाएंगे, जिससे मांग वाले अनुप्रयोगों में विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित होगा।

सुपर डुप्लेक्स स्टील की विशेषताओं की समझ

सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (जैसे UNS S32750 और S32760) में लगभग 25% क्रोमियम, 7% निकल और 4% मॉलिब्डेनम होता है, जिसमें ऑस्टेनाइट और फेराइट चरणों की संतुलित सूक्ष्म संरचना होती है। यह संरचना निम्नलिखित गुण प्रदान करती है:

• उच्च ताकत (मानक ऑस्टेनाइटिक स्टेनलेस स्टील की तुलना में लगभग दोगुना)

• उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध , विशेष रूप से क्लोराइड तनाव संक्षारण दरार के प्रति

• अच्छी क्षय और घर्षण प्रतिरोधकता

हालाँकि, इन लाभों के साथ ट्यूब विस्तार के दौरान विशिष्ट चुनौतियाँ भी आती हैं:

1. उच्च यील्ड सामर्थ्य अधिक विस्तार बल की आवश्यकता होती है

2. कम लचीलापन ऑस्टेनाइटिक ग्रेड की तुलना में आकृति देने की क्षमता कम होती है

3. कार्य द्वारा कठोरीकरण की प्रवृत्ति विरूपण के दौरान त्वरित होता है

4. चरण संतुलन संवेदनशीलता ठंडे कामकाज द्वारा प्रभावित हो सकता है

ट्यूब विस्तार के दौरान दरार के सामान्य कारण

अत्यधिक रोलर दबाव

समस्या तंत्र:
रोलर विस्तार के दौरान बहुत अधिक दबाव डालने से अत्यधिक वलयाकार तनाव उत्पन्न होता है, जो सामग्री की तन्य शक्ति से अधिक हो सकता है। यह विशेष रूप से सुपर डुप्लेक्स इस्पात के लिए समस्याग्रस्त है क्योंकि उनकी उच्च शक्ति और सीमित लचीलापन होता है।

पहचान:
दरारें आमतौर पर ट्यूब की दीवार में अनुदैर्ध्य फटने के रूप में दिखाई देती हैं, जो अक्सर आंतरिक सतह से शुरू होती हैं जहां विस्तार के दौरान तनाव केंद्रित होता है।

अपर्याप्त प्रक्रिया नियंत्रण

समस्या तंत्र:
असंगत विस्तार दरें, अनुचित स्नेहन, या गलत रोलर संरेखण असमान तनाव वितरण पैदा करते हैं। सुपर डुप्लेक्स इस्पात की कार्य-कठोरता विशेषताओं का अर्थ है कि एक बार विरूपण शुरू होने के बाद, सामग्री को विस्तारित करना लगातार कठिन होता जाता है।

पहचान:
मैग्निफिकेशन के तहत दिखाई देने वाली यादृच्छिक दरारों के पैटर्न, स्थानीयकृत पतलेपन या सूक्ष्म दरारें।

सामग्री की स्थिति में समस्याएँ

समस्या तंत्र:
सुपर डुप्लेक्स इस्पात को ऑस्टेनाइट-फेराइट के इष्टतम संतुलन को बनाए रखने के लिए सटीक ऊष्मा उपचार की आवश्यकता होती है। पिछले प्रसंस्करण के दौरान अनुपयुक्त एनीलिंग या संदूषण सामग्री को विस्तार के दौरान दरार के लिए संवेदनशील बना सकता है।

पहचान:
ऐसी दरार जो अपेक्षाकृत कम विस्तार दर पर होती है या अंतरानानाभिरंध्री (इंटरग्रैन्युलर) विशेषताएँ दर्शाती है।

बिना दरार के ट्यूब विस्तार के लिए व्यावहारिक समाधान

1. अनुकूलित विस्तार पैरामीटर

नियंत्रित विस्तार अनुपात:
सुपर डुप्लेक्स इस्पात के लिए सफल ट्यूब विस्तार की कुंजी विस्तार की मात्रा को नियंत्रित करना है। दीवार की मोटाई में कमी को 5-8%अधिकतम तक सीमित रखें। इसकी गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके करें:

दीवार की मोटाई में कमी (%) = [(प्रारंभिक दीवार की मोटाई - अंतिम दीवार की मोटाई) / प्रारंभिक दीवार की मोटाई] × 100 

रोलर गति प्रबंधन:
नियंत्रित सामग्री प्रवाह की अनुमति देने के लिए आमतौर पर 150-300 RPM के बीच स्थिर, मध्यम रोलर गति बनाए रखें। उच्च गति अत्यधिक ऊष्मा और तीव्र कार्य शक्तिकरण उत्पन्न करती है, जबकि कम गति स्टॉप-स्टार्ट विरूपण पैटर्न का कारण बन सकती है।

प्रगतिशील विस्तार तकनीक:
बड़े विस्तार की आवश्यकता के लिए, एकल आक्रामक पास के बजाय घटते विस्तार के साथ कई बार उपयोग करें। इस दृष्टिकोण से पास के बीच तनाव पुनर्वितरण की अनुमति मिलती है और कार्य शक्तिकरण प्रभाव कम होता है।

2. उन्नत टूलिंग चयन

रोलर डिजाइन पर विचार:

• उपयोग ढलान वाले रोलर उच्च-शक्ति सामग्री के लिए विशेष रूप से डिजाइन किए गए अनुकूलित प्रोफाइल के साथ

• चुनें कार्बाइड-टिप्ड रोलर सुधरी हुई घर्षण प्रतिरोधकता और निरंतर प्रदर्शन के लिए

• उचित सुनिश्चित करें रोलर-से-मैंड्रिल संरेखण असममित भार से बचने के लिए

उपकरण सामग्री संगतता:
एक्सपैंशन उपकरण सुपर डुप्लेक्स इस्पात के लिए आवश्यक उच्च बलों का सामना करने में सक्षम होने चाहिए, बिना विक्षेपित हुए या जल्दी घिसे। हार्डन टूल स्टील जिसमें सतह उपचार (जैसे TiN कोटिंग) हो, आवश्यक स्थायित्व प्रदान करता है।

3. प्री-एक्सपैंशन तैयारी

सामग्री सत्यापन:

• पुष्टि करें कि सामग्री प्रमाणन विनिर्देशों को पूरा करता है

• ताप उपचार स्थिति की पुष्टि करें (आमतौर पर 1020-1100°C पर विलयन एनीलिंग के बाद तेजी से शीतलन)

• कठोरता की जाँच करें (सुपर डुप्लेक्स के लिए आमतौर पर 28-32 HRC)

ट्यूब और ट्यूब शीट निरीक्षण:

• उचित स्पेस (खाली जगह) सुनिश्चित करने के लिए ट्यूब ID और ट्यूब शीट छेद के आयाम मापें

• सत्यापित करें कि ट्यूब शीट की कठोरता ट्यूब सामग्री के साथ संगत है

• घर्षण का कारण बन सकने वाले दूषकों को हटाने के लिए सभी सतहों को साफ करें

स्नेहन रणनीति:
स्टेनलेस स्टील के लिए विशेष रूप से तैयार उच्च-प्रदर्शन स्नेहक का उपयोग करें। स्नेहक में यह क्षमता होनी चाहिए:

• विघटित हुए बिना अत्यधिक दबाव का सामना करना

• धातु-से-धातु संपर्क और घर्षण को रोकना

• बाद की सफाई प्रक्रियाओं के साथ संगत हों

• ऐसे अवशेष न छोड़ें जो संक्षारण को बढ़ावा दे सकें

4. प्रक्रिया निगरानी तकनीक

टोक़ निगरानी:
प्रक्रिया के दौरान विस्तार मोटर के टोक़ की निगरानी करें। टोक़ में अचानक वृद्धि अक्सर अत्यधिक कार्य दृढीकरण या दरार की संभावना को दर्शाती है। स्वीकार्य विस्तार के लिए आधारभूत टोक़ मान स्थापित करें और विचलन के लिए अलार्म सेट करें।

ट्यूब दीवार की मोटाई मापन:
परिधि के चारों ओर कई बिंदुओं पर मोटाई में कमी स्वीकार्य सीमा के भीतर रहती है, यह सुनिश्चित करने के लिए अल्ट्रासोनिक मोटाई गेजिंग का उपयोग करें।

विस्तार लंबाई नियंत्रण:
सुनिश्चित करें कि विस्तारित लंबाई डिजाइन आवश्यकताओं के अनुरूप हो और गैर-समर्थित क्षेत्रों में अत्यधिक विस्तार न हो। अत्यधिक प्रवेश को रोकने के लिए सकारात्मक स्टॉप वाले उपकरण का उपयोग करें।

सुपर डुप्लेक्स इस्पात के लिए विशेष विचार

कार्य दृढीकरण का प्रबंधन

अतिशय डुप्लेक्स इस्पात विरूपण के दौरान तीव्रता से कार्य दृढ़ हो जाते हैं। इसके प्रतिकार के लिए:

1. विस्तृत स्थिति में स्थिति के विस्तार के दौरान ठहराव कम से कम करें

2. एक ही स्थान पर बार-बार विस्तार-संकुचन चक्रों से बचें

3. लगातार, सुचारु गति का उपयोग करें रोलर निकासी के दौरान झिझक के बिना

तापमान प्रभाव

जबकि अधिकांश ट्यूब विस्तार औसत तापमान पर किया जाता है, इन कारकों पर विचार करें:

• ऊष्मा उत्पादन विस्तार के दौरान स्थानीय स्तर पर तापमान बढ़ सकता है—अत्यधिक तापन के लिए निगरानी करें

• उच्च तापमान पर विस्तारित जोड़ों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, तापमान-विशिष्ट मापदंडों के लिए सामग्री विशेषज्ञों से परामर्श करें

• सामग्री इंजीनियरिंग द्वारा विशेष रूप से स्वीकृत होने तक कभी भी विस्तार में सहायता के लिए बाहरी ऊष्मा का उपयोग न करें

गुणवत्ता आश्वासन और निरीक्षण विधियाँ

अविनाशी परीक्षण (NDT)

दृश्य जाँच:
आवश्यकता होने पर आवर्धन का उपयोग करते हुए दरार, फटाव या सतह दोषों के किसी भी संकेत के लिए विस्तारित ट्यूब के सिरों का निरीक्षण करें।

डाई पेनिट्रेंट परीक्षण:
नग्न आंखों से दिखाई न देने वाले सूक्ष्म दरारों का पता लगाने के लिए द्रव प्रवेश्यता निरीक्षण लागू करें। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

ऊर्ध्व प्रवाह परीक्षण:
उपसतहीय दोषों का पता लगाने और विस्तार की एकरूपता को सत्यापित करने के लिए ऊर्ध्व प्रवाह तकनीकों का उपयोग करें।

आयामी प्रमाणीकरण

ट्यूब खींचने की शक्ति:
संयुक्त शक्ति डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करती है यह सुनिश्चित करने के लिए नमूना संयुक्त पर विनाशकारी परीक्षण करें।

ट्यूब शीट विरूपण:
विस्तार के दौरान ट्यूब शीट विकृति की निगरानी करें, क्योंकि अत्यधिक विरूपण आसन्न ट्यूबों और समग्र संरचनात्मक बनावट को प्रभावित कर सकता है।

सामान्य समस्याओं का खत्म करना

समस्या: विशिष्ट विस्तार प्रतिशत पर लगातार दरार

हल:

• लक्ष्य विस्तार प्रतिशत को 1-2% तक कम करें

• सामग्री प्रमाणन और ऊष्मा उपचार को सत्यापित करें

• सामग्री में दूषण या अनुचित भंडारण की जाँच करें

समस्या: रोलरों पर गॉलिंग या सामग्री का चिपकना

हल:

• स्नेहक आवेदन में सुधार करें

• विस्तार की गति कम करें

• रोलर सामग्री और सतह की स्थिति को सत्यापित करें

• ट्यूब और ट्यूब शीट कठोरता संगतता की जाँच करें

समस्या: अनियमित विस्तार पैटर्न

हल:

• रोलर संरेखण और क्षरण का निरीक्षण करें

• विस्तार से पहले ट्यूब की संकेंद्रता सुनिश्चित करें

• ट्यूब शीट छेद के आयामों में भिन्नता की जांच करें

• रोलर फीड दर में स्थिरता सुनिश्चित करें

महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए उन्नत तकनीकें

हाइड्रॉलिक विस्तार

सबसे अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए, हाइड्रोलिक विस्तार तकनीकों पर विचार करें जो निम्नलिखित प्रदान करती हैं:

• परिधि के आसपास अधिक समान तनाव वितरण परिधि के आसपास

• बेहतर नियंत्रण विस्तार प्रक्रिया का

• काम करने के कठोरता प्रभाव में कमी

• मोटी-दीवार वाले ट्यूब को फैलाने की क्षमता

हाइब्रिड विस्तार विधियाँ

जहाँ रोलर और हाइड्रोलिक विस्तार को जोड़ा जाता है:

• प्रारंभिक रोलर विस्तार उचित स्थिति स्थापित करता है

• अनुवर्ती हाइड्रोलिक विस्तार कम से कम ठंडे काम के साथ सील को पूरा करता है

निष्कर्ष

दरार के बिना सुपर डुप्लेक्स स्टील ट्यूब को सफलतापूर्वक फैलाने के लिए सामग्री की अद्वितीय विशेषताओं को समझना और सटीक प्रक्रिया नियंत्रण लागू करना आवश्यक है। मुख्य तत्वों में शामिल हैं:

1. सामग्री की सीमाओं का पालन करना लचीलेपन और काम करने की कठोरता के संबंध में

2. नियंत्रित विस्तार पैरामीटर लागू करना उचित सुरक्षा मार्जिन के साथ

3. उचित औजारों और स्नेहक का उपयोग करके उच्च-शक्ति सामग्री के लिए विशेष रूप से उपयुक्त

4. कठोर गुणवत्ता नियंत्रण बनाए रखना पूरी प्रक्रिया के दौरान

याद रखें कि सुपर डुप्लेक्स इस्पात के साथ काम करते समय रखरखाव से हमेशा मरम्मत की तुलना में अधिक लागत प्रभावी होती है। उचित सेटअप, पैरामीटर विकास और कर्मचारी प्रशिक्षण में निवेश किया गया समय कम अस्वीकृति दर, बेहतर उपकरण विश्वसनीयता और बढ़ी हुई सुरक्षा के माध्यम से महत्वपूर्ण लाभ देगा।

नए अनुप्रयोगों के लिए या लगातार समस्याओं का सामना करने पर, सुपर डुप्लेक्स सामग्री के साथ विशिष्ट अनुभव वाले सामग्री आपूर्तिकर्ताओं या विस्तार औजार निर्माताओं से परामर्श करने में संकोच न करें। उनकी विशेषज्ञता मानक दृष्टिकोणों से हल न हो सकने वाली समस्याओं का निवारण करने में सहायता कर सकती है।