Róska-rotun við slurry meðhöndlun: Samræming á legeraðar hörðleika og notkunartíma rörs

Róska-rotun við slurry meðhöndlun: Samræming á legeraðar hörðleika og notkunartíma rörs

Í slúrífæri – hvort sem um er að ræða flutning á málmiþéttingum, gruvaskorni eða efnafræðilegum slúrífæri – deyja rör tvöfalt. Þau eru jafnframt mekanískt fráborin af fastum hlutum og rótin rafvistfræðilega af beranda vægi.

Þegar ákvarðað er um efni fyrir slúrurör er það alveg náttúrulegt að velja hárðasta mögulega efnið. Skynsemi segir að ef hnit eru að skrapa burtu metalið, þá mun hárðari yfirborði standa á móti því skrapanum. Þó hefur áratugum lang rannsókn á erosjón-roti sýnt fram á andstæða sem er ekki augljós: Í mörgum slurry-miðlum er mótsögn gegn rýmingu miklu mikilvægri en harðleiki til að lengja notkunartíma  .

Þessi grein skoðar mekanismann við rýmingu og slitageiningu, mytinn um harðleika og hvernig legeringar eins og Hastelloy C276 afhverfa sig þegar slurry-in er ójafn.

„1 + 1 = 3“ vandamálið: Að skilja samspil

Rýmingu og slitageiningu er ekki einfaldlega hægt að reikna út sem summu af mekanískum slitageiningum og efnihræringu. Tveir mekanismarnir virka saman og valda heildarfrádrátt á efni sem er langt meiri en hver af þeim gæti valdið fyrir sig. Þetta er þekkt sem samspilsefektinn .

Rannsóknir á Hastelloy C276 í rýmingsvænum slurry-miðlum staðfestir þessa ástand. Rannsóknir sýna að undir ákveðnum álagshorni getur heildarfrádrátturinn verið meira en tvisvar sinnum meiri en hreinn mekanískur frádráttur  . Þetta gerist af eftirfarandi ástæðum:

1. Rýmingu-auknuð slitageining: Rýming átakar korngrænur eða leysir valdlega upp harða fasa í legeringunni. Þetta veikir yfirborðs-míkrobygginguna og gerir það auðveldara fyrir föstum hlutum að losa bita af máli sem annars hefðu verið óskemmdir.

2. Rýming-aukinn rýmingur: Festar hlutar skrapa stöðugt burtu verndaróxíðhúðina sem gefur nikkel-legeringum rýmingarviðstanda. Þegar húðin er fjarlægð er gráðugt, virkt mállát útsett elektrolyti, sem veldur skjótt hækkun á rýmingarstraumþéttleikan. Rannsóknir hafa sýnt að glíðufrestur á C276 getur aukið straumþéttleikann um þrjá tölustöður  .

Að hunsa þessa samspil leiðir til alvarlegra undirmatra á slitageyri.

Hörðu-mytið: Af hverju getur rustfritt stál dvalist lengra en stál

Klassíska rannsókn á efnum í kolefnisvatns-suspensjum gaf lykilniðurstöðu: Rýmingarviðstanda var fundin að vera miklu mikilvægri en hörða fyrir slitageyri  .

Lítum á tvö efni:

• Hákolbónstál (harður): Frábæður móttökuástand gegn slíðrun í þurrri umhverfi. Í slúrri, hins vegar, fjarlægir hver einasta skornarpartikla rustlagið og hár rostshraði steels tryggir samfellda frádrátt af efni.

• Rustfritt stál (mjúkara, en róstrétt): Þó að það sé mjúkara, þýðir snöggt endurmyndun passívsjaldsins að rostþátturinn er lágmarkaður. Samvirkisáhrifin eru dregin niður.

Rannsóknin sýndi að rustfritt stál 304 bjóði upp á „besta jafnvægið milli kostnaðar og árangurs“ í kolforskoðunarumhverfi og var betra en harðari efni eins og kopar-nikkelsleifur. .

Þessi regla er einnig viðeigandi fyrir nikkel-leyfir. Þó að C276 sé ekki venjulega valið fyrir slíðrunarmótstöðu (hárðleiki þess er meðaltals um 210 HB), þýðir getan þess að halda passívsjaldinu í staði í slúrri sem inniheldur klóríð og er súr að „róst-auknuð slíðrun“-lykkjan verði ekki óstjórnuð. .

Tilviksrannsókn: Leyfir í háhraða slúrri

Hraði er margfaldarinn í slurry-kerfum. Sambandið milli slitas hraða og straumhraða er oft sett fram sem:
Wear Rate = const x vⁿ

Í rýrnandi slurry er gildið á noft í samræmi við súrefnisflutningstýrda rýrni, þ.e.a.s. flæðihreyfingarnar ákvarða rýrnishraðann . Við hærri hraða er kathódísk endurmyndun (súrefnisminnkun) hröðuð, sem eyðir málinu hraðar.

Í prófum með sandslurry í saltvati var heildarslitahraði á bilinu 6 til 25 mm á ári , beint tengdur hraðanum . Í slíkum umhverfi mistekst kolefnistál fljótt vegna þess að rýrnisafræðileg vörur hans veita enga vernd. C276 myndar hinsvegar sterk oxídsemja sem endurmyndast strax, jafnvel ef hún er skemmd, með því að umhverfið sé ekki of endurdráttarlegt.

Þegar þarftu "hardsurfacing"? Undantekin

Það eru markgrænsir við hefðina um að „róstvörn komi fyrst“. Í slúríum með mjög stórum, hornkantöðum hnitum sem hreyfa sig á háum hraða (t.d. slúríur af botnöskunni) getur hlutinn sem tengist verkfræðilegri rýrnun verið svo áhrifamikill að hann yfirþyrstir getu legerins til að mynda nýja verndarlög.

Í þessum útterfum tilvikum er hardsurfacing-leger sem beitt er með aðferðum eins og HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel)-sprautun árangursrík. Nýleg rannsókn sem benti saman kóbaltbyggðum (Stellite 6) og nikkelbyggðum (Colmonoy 88) þekjum sýndi:

• Nikkel-leger þekjur náðu hærri mikrohardness (601 HV) og bættu slíðrunarviðstanda grunnmetallsins um 3,21 sinnum undir skilyrðum botnöskunnar .

• Hins vegar var afrekmiðlunin háð áhrifshorni. Deigilag efni eins og nikkel-leger slíðra mest við lágt áhrifshorn (30°), en brjótlegra efni slíðra meira við stökka horn (60°) .

Þetta ákveður lykilákvörðun: ef þú ert að klæða bug í röri (þar sem áhrifshornin eru lág og eyðingin er alvarleg), gæti verið nauðsynlegt að nota harða, fyrirbyrðilega útgjöf. Ef þú ert að hugsa um almenna þynningu á veggnum í beinu rörhluta í saltþykkju, mun fastur rostvörnarmálgerður eins og C276 afhenda betur en harður kolefnissteypustál.

Praktísk leiðbeining um val á rörum fyrir þykkju

1. Skilgreindu þykkjuna fyrst

• Hornlaga eiginleiki hnitanna: Rundur sandur er minna áhrifamikill en skarp, brotinn málmi.

• Hraði: Yfir ákveðnum viðmiðunarmarki (venjulega 3–5 m/s) hækkar hröðunin miklu.

• Kemía: Er flutningsvökvið vatn úr vatnskeldu (lágt áhrifamikill) eða saltvatn/þurrkunarvatn með sýru (hátt áhrifamikill)?

2. Notaðu „samspils“-athugunina

Spurðu þig: Ef við notum sterkan stál, hvað gerist þegar passíva laginu (róstinu) er fjarlægt? Ef svarið er „hrað áhrifamikil, staðbundin árás“, þá er málgerð með innbyggðri rostvörn (eins og C276) öruggari valkostur.

3. Hugsaðu tvöfaldar lausnir

• Sterkur C276: Íhugaður fyrir áhrifamiklar efnaþurrku þar sem rýrnun er aðalvandamálið og hraðinn er meðalhár.

• C276-umhuldað eða innsteikt rör: Fyrir mjög slípandi þurrku með rýrnandi hluta er kolstálrör notað til að veita uppbyggingarstyrk, með því að innsteika það með þunnri C276-lag til að vernda gegn rýrnun, kostaeftirvísanleg lausn. Stálið ber þrýstinginn; C276-stóllinn hindrar samspilinu.

• Hardfacing: Fyrir staðbundna svæði með háum slípunareinkunn (bogar, T-forma tengi), íhugið nikkelbyggðar yfirborðsbeþekkingar með HVOF-aðferð á ofan á rýrnunarmótviðeigandi grunn. .

Lokaskoðun: Passið efnið við vandamálsmechanismann

Jafnan „harðleiki jafngildir langlífugleika“ mistekst í rörkerfum fyrir þurrku vegna þess að hún hungrar rafeindavísindin. Samspilið milli slípunnar og rýrnunar þýðir að geta efnisins til að halda passívu filmu er oftast mikilvægasta eiginleikinn.

Hastelloy C276, með hátt PREN-gildi og hröð endurpassíverun, býður upp á sterkar vernd gegn rof hliðið við rós- og rýrnunareininguna . Með því að stjórna rýrnuninni komað í veg fyrir að verkfræðileg rós verði hröðuð.

Til að ná lengsta mögulega notkunartíma í efni með mikilli efnafræðilegri áhrifum er að passa mótvægi rýrnunar við efnafræði vökvans fyrsta og mikilvægasta skrefið. Hardness er aðeins annað varnarlínan.