मर्यादित ऑपरेटिंग तापमान घटक
उच्च-तापमानाच्या परिस्थितीत डुप्लेक्स सामग्रीची आवश्यकता असते अशा विशिष्ट अनुप्रयोगांमध्ये दाब वाहिन्या, पंखे ब्लेड/इम्पेलर्स किंवा एक्झॉस्ट गॅस स्क्रबर्स आहेत.भौतिक गुणधर्मांची आवश्यकता उच्च यांत्रिक शक्तीपासून गंज प्रतिरोधापर्यंत असू शकते. या लेखात चर्चा केलेल्या ग्रेडची रासायनिक रचना तक्ता 1 मध्ये सूचीबद्ध आहे.
स्पिनोडल विघटन
स्पिनोडल विघटन (याला डिमिक्सिंग किंवा ऐतिहासिकदृष्ट्या 475 °C-एम्ब्रिटलमेंट देखील म्हटले जाते) फेरिटिक टप्प्यातील फेज विभक्तीचा एक प्रकार आहे, जो सुमारे 475 °C तापमानात होतो.सर्वात स्पष्ट परिणाम म्हणजे मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये होणारा बदल, ज्यामुळे α´ फेज तयार होतो, ज्यामुळे सामग्रीची जळजळ होते.हे, यामधून, अंतिम उत्पादनाची कार्यक्षमता मर्यादित करते.
आकृती 1 अभ्यास केलेल्या डुप्लेक्स सामग्रीसाठी तापमान वेळ संक्रमण (TTT) आकृती दर्शविते, ज्यामध्ये स्पिनोडल विघटन 475 °C च्या प्रदेशात दर्शविले जाते.हे लक्षात घेतले पाहिजे की हे TTT आकृती Charpy-V नमुन्यांवरील प्रभाव कडकपणा चाचणीद्वारे मोजले जाणारे 50% ने कडकपणा कमी दर्शवते, जे सामान्यतः भ्रूणहत्या दर्शविणारे म्हणून स्वीकारले जाते.काही ऍप्लिकेशन्समध्ये कडकपणाची मोठी घट स्वीकार्य असू शकते, ज्यामुळे TTT आकृतीचा आकार बदलतो.त्यामुळे, विशिष्ट कमाल ओटी सेट करण्याचा निर्णय अंतिम उत्पादनासाठी स्वीकारार्ह पातळी म्हणजेच घट्टपणा कमी करणे यावर अवलंबून असते.हे नमूद केले पाहिजे की ऐतिहासिकदृष्ट्या टीटीटी-ग्राफ देखील 27J सारख्या सेट थ्रेशोल्ड वापरून तयार केले गेले होते.
उच्च मिश्रित ग्रेड
आकृती 1 दर्शविते की ग्रेड LDX 2101 वरून SDX 2507 ग्रेडच्या दिशेने मिश्रधातूच्या घटकांची वाढ जलद विघटन दराकडे नेते, तर दुबळे डुप्लेक्स विघटनाची विलंबित सुरुवात दर्शविते.क्रोमियम (Cr) आणि निकेल (Ni) सारख्या मिश्रधातूंच्या घटकांचा स्पिनोडल विघटन आणि विघटन यावर झालेला प्रभाव मागील तपासणीद्वारे दर्शविला गेला आहे. 5-8 हा परिणाम आकृती 2 मध्ये आणखी स्पष्ट केला आहे. हे दर्शविते की जेव्हा तापमान वाढते तेव्हा स्पिनोडल विघटन वाढते. 300 ते 350 °C पर्यंत वाढले आहे आणि कमी मिश्र धातुयुक्त DX 2205 पेक्षा उच्च मिश्रित ग्रेड SDX 2507 साठी अधिक जलद आहे.
ही समज ग्राहकांना त्यांच्या निवडलेल्या श्रेणीसाठी आणि अर्जासाठी योग्य असलेल्या कमाल OT वर निर्णय घेण्यास मदत करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण ठरू शकते.
कमाल तापमान निश्चित करणे
आधी सांगितल्याप्रमाणे, डुप्लेक्स सामग्रीसाठी जास्तीत जास्त ओटी इम्पॅक्ट टफनेसमधील स्वीकार्य ड्रॉपनुसार सेट केले जाऊ शकते.सामान्यतः, 50% कडकपणा कमी करण्याच्या मूल्याशी संबंधित OT स्वीकारला जातो.
ओटी तापमान आणि वेळेवर अवलंबून असते
आकृती 1 मधील टीटीटी आकृतीमधील वक्रांच्या शेपटींमधील उतार हे दर्शविते की स्पिनोडल विघटन केवळ एका उंबरठ्यावरील तापमानावर होत नाही आणि त्या पातळीच्या खाली थांबते.उलट, जेव्हा डुप्लेक्स सामग्री 475 °C पेक्षा कमी तापमानाच्या संपर्कात येते तेव्हा ही एक सतत प्रक्रिया असते.तथापि, हे देखील स्पष्ट आहे की, कमी प्रसार दरांमुळे, कमी तापमानाचा अर्थ विघटन नंतर सुरू होईल आणि खूप हळू पुढे जाईल.म्हणून, कमी तापमानात डुप्लेक्स सामग्री वापरल्याने अनेक वर्षे किंवा दशकांपर्यंत समस्या उद्भवू शकत नाहीत.तरीही सध्या एक्सपोजर वेळेचा विचार न करता कमाल ओटी सेट करण्याची प्रवृत्ती आहे.म्हणून महत्त्वाचा प्रश्न हा आहे की सामग्री वापरणे सुरक्षित आहे की नाही हे ठरवण्यासाठी कोणते तापमान-वेळ संयोजन वापरावे?Herzman et al.10 या संदिग्धतेचा नीटपणे सारांश देतात: “...नंतर वापर हा तापमानापर्यंत मर्यादित असेल जेथे डिमिक्सिंगचे गतीशास्त्र इतके कमी असेल की उत्पादनाच्या डिझाइन केलेल्या तांत्रिक जीवनादरम्यान ते होणार नाही...”.
वेल्डिंगचा प्रभाव
बहुतेक अनुप्रयोग घटक जोडण्यासाठी वेल्डिंग वापरतात.हे सर्वज्ञात आहे की वेल्ड मायक्रोस्ट्रक्चर आणि त्याची रसायनशास्त्र मूलभूत सामग्री 3 पासून भिन्न आहे.फिलर सामग्री, वेल्डिंग तंत्र आणि वेल्डिंग पॅरामीटर्सवर अवलंबून, वेल्ड्सची मायक्रोस्ट्रक्चर मोठ्या प्रमाणात सामग्रीपेक्षा भिन्न असते.मायक्रोस्ट्रक्चर सामान्यत: खडबडीत असते, आणि यामध्ये उच्च-तापमान उष्णता प्रभावित क्षेत्र (HTHAZ) देखील समाविष्ट असते, जे वेल्डमेंट्समधील स्पिनोडल विघटनावर परिणाम करते.बल्क आणि वेल्डमेंट्समधील मायक्रोस्ट्रक्चरमधील फरक हा येथे पुनरावलोकन केलेला विषय आहे.
मर्यादित घटकांचा सारांश
मागील विभाग खालील निष्कर्षांवर नेतात:
- सर्व डुप्लेक्स साहित्य विषय आहेत
सुमारे 475 °C तापमानात स्पिनोडल विघटन करण्यासाठी. - मिश्रधातूच्या सामग्रीवर अवलंबून, जलद किंवा हळू विघटन दर अपेक्षित आहे.उच्च Cr आणि Ni सामग्री जलद डीमिक्सिंगला प्रोत्साहन देते.
- कमाल ऑपरेटिंग तापमान सेट करण्यासाठी:
- ऑपरेटिंग वेळ आणि तापमान यांचे संयोजन विचारात घेणे आवश्यक आहे.
- घट्टपणा कमी करण्याचा स्वीकार्य स्तर, म्हणजे, अंतिम कडकपणाची इच्छित पातळी सेट करणे आवश्यक आहे - जेव्हा अतिरिक्त मायक्रोस्ट्रक्चरल घटक, जसे की वेल्ड, सादर केले जातात, तेव्हा कमाल ओटी सर्वात कमकुवत भागाद्वारे निर्धारित केली जाते.
जागतिक मानके
या प्रकल्पासाठी अनेक युरोपियन आणि अमेरिकन मानकांचे पुनरावलोकन केले गेले.त्यांनी प्रेशर वेसल्स आणि पाइपिंग घटकांमधील ऍप्लिकेशन्सवर लक्ष केंद्रित केले.सर्वसाधारणपणे, पुनरावलोकन केलेल्या मानकांमध्ये शिफारस केलेल्या कमाल OT संबंधी विसंगती युरोपियन आणि अमेरिकन दृष्टिकोनामध्ये विभागली जाऊ शकते.
स्टेनलेस स्टील्ससाठी युरोपियन मटेरियल स्पेसिफिकेशन मानके (उदा. EN 10028-7, EN 10217-7) जास्तीत जास्त OT 250 °C सूचित करतात की भौतिक गुणधर्म केवळ या तापमानापर्यंत प्रदान केले जातात.शिवाय, प्रेशर वेसल्स आणि पाईपिंगसाठी युरोपियन डिझाइन मानके (अनुक्रमे EN 13445 आणि EN 13480) त्यांच्या सामग्री मानकांमध्ये दिलेल्या जास्तीत जास्त OT बद्दल कोणतीही माहिती देत नाहीत.
याउलट, अमेरिकन मटेरियल स्पेसिफिकेशन (उदा. ASME सेक्शन II-A चे ASME SA-240) कोणतेही उच्च तापमान डेटा सादर करत नाही.हा डेटा त्याऐवजी ASME विभाग II-D, 'प्रॉपर्टीज' मध्ये प्रदान केला आहे, जो दबाव वाहिन्यांसाठी सामान्य बांधकाम कोड, ASME विभाग VIII-1 आणि VIII-2 (नंतरचा अधिक प्रगत डिझाइन मार्ग ऑफर करतो) साठी समर्थन करतो.ASME II-D मध्ये, बहुतेक डुप्लेक्स मिश्र धातुंसाठी कमाल OT स्पष्टपणे 316 °C असे नमूद केले आहे.
प्रेशर पाईपिंग ऍप्लिकेशन्ससाठी, ASME B31.3 मध्ये डिझाइन नियम आणि भौतिक गुणधर्म दोन्ही दिले आहेत.या कोडमध्ये, कमाल OT च्या स्पष्ट विधानाशिवाय 316 °C पर्यंत डुप्लेक्स मिश्र धातुंसाठी यांत्रिक डेटा प्रदान केला जातो.तरीसुद्धा, तुम्ही ASME II-D मध्ये लिहिलेल्या माहितीचे पालन करण्यासाठी माहितीचा अर्थ लावू शकता आणि अशा प्रकारे, अमेरिकन मानकांसाठी कमाल OT बहुतेक प्रकरणांमध्ये 316 °C आहे.
जास्तीत जास्त OT माहितीच्या व्यतिरिक्त, अमेरिकन आणि युरोपियन दोन्ही मानके असे सूचित करतात की भारदस्त तापमानात (>250 °C) जास्त काळ एक्सपोजरच्या वेळी त्रास होण्याचा धोका असतो, ज्याचा नंतर डिझाइन आणि सेवा या दोन्ही टप्प्यात विचार केला पाहिजे.
वेल्ड्ससाठी, बहुतेक मानके स्पिनोडल विघटनाच्या प्रभावावर कोणतीही ठोस विधाने करत नाहीत.तथापि, काही मानके (उदा. ASME VIII-1, टेबल UHA 32-4) विशिष्ट वेल्ड नंतर उष्णता उपचार करण्याची शक्यता दर्शवतात.हे आवश्यक किंवा निषिद्ध नाहीत, परंतु ते कार्यान्वित करताना ते मानकांमध्ये पूर्व-निर्धारित पॅरामीटर्सनुसार केले पाहिजेत.
उद्योग काय म्हणतो
डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलच्या इतर अनेक निर्मात्यांद्वारे उत्पादित केलेल्या माहितीचे ते त्यांच्या ग्रेडसाठी तापमान श्रेणींबद्दल काय संवाद साधतात हे पाहण्यासाठी पुनरावलोकन केले गेले.2205 ATI द्वारे 315 °C वर मर्यादित आहे, परंतु Acerinox समान ग्रेडसाठी OT फक्त 250 °C वर सेट करते.या ग्रेड 2205 साठी वरच्या आणि खालच्या OT मर्यादा आहेत, तर त्यांच्या दरम्यान इतर OTs Aperam (300 °C), सँडविक (280 °C) आणि आर्सेलर मित्तल (280 °C) द्वारे संप्रेषित केले जातात.हे केवळ एका श्रेणीसाठी सुचविलेल्या जास्तीत जास्त OTs च्या व्यापकतेचे प्रात्यक्षिक करते ज्यात उत्पादक ते निर्मात्याकडे अतिशय तुलनात्मक गुणधर्म असतील.
निर्मात्याने ठराविक OT का सेट केला आहे याचे पार्श्वभूमीचे कारण नेहमीच उघड होत नाही.बर्याच बाबतीत, हे एका विशिष्ट मानकांवर आधारित आहे.भिन्न मानके भिन्न OTs संप्रेषण करतात, म्हणून मूल्यांमध्ये पसरतात.तार्किक निष्कर्ष असा आहे की अमेरिकन कंपन्या ASME मानकातील विधानांमुळे उच्च मूल्य सेट करतात, तर युरोपियन कंपन्या EN मानकामुळे कमी मूल्य सेट करतात.
ग्राहकांना काय हवे आहे?
अंतिम अर्जावर अवलंबून, सामग्रीचे विविध भार आणि एक्सपोजर अपेक्षित आहेत.या प्रकल्पामध्ये, स्पिनोडल विघटनामुळे होणारी गळती ही सर्वात जास्त स्वारस्यपूर्ण होती कारण ती दाब वाहिन्यांना खूप लागू होते.
तथापि, असे विविध ऍप्लिकेशन्स आहेत जे डुप्लेक्स ग्रेड्स फक्त मध्यम यांत्रिक भारांवर उघड करतात, जसे की स्क्रबर्स11-15.दुसरी विनंती फॅन ब्लेड आणि इंपेलरशी संबंधित होती, जे थकवा भारांच्या संपर्कात आहेत.साहित्य दाखवते की जेव्हा थकवा भार लागू होतो तेव्हा स्पिनोडल विघटन वेगळ्या पद्धतीने वागते15.या टप्प्यावर, हे स्पष्ट होते की या ऍप्लिकेशन्सची जास्तीत जास्त ओटी दबाव वाहिन्यांप्रमाणे सेट केली जाऊ शकत नाही.
विनंतीचा दुसरा वर्ग फक्त गंज-संबंधित अनुप्रयोगांसाठी आहे, जसे की सागरी एक्झॉस्ट गॅस स्क्रबर्स.या प्रकरणांमध्ये, यांत्रिक लोड अंतर्गत ओटी मर्यादेपेक्षा गंज प्रतिकार अधिक महत्त्वाचा असतो.तथापि, दोन्ही घटक अंतिम उत्पादनाच्या ऑपरेशनवर परिणाम करतात, ज्याचा जास्तीत जास्त OT दर्शवितांना विचार केला पाहिजे.पुन्हा, हे प्रकरण मागील दोन प्रकरणांपेक्षा वेगळे आहे.
एकंदरीत, ग्राहकाला त्यांच्या डुप्लेक्स ग्रेडसाठी योग्य कमाल ओटीचा सल्ला देताना, मूल्य सेट करण्यासाठी अर्जाचा प्रकार महत्त्वाचा असतो.हे पुढे ग्रेडसाठी एकल ओटी सेट करण्याची जटिलता दर्शवते, कारण सामग्री ज्या वातावरणात तैनात केली जाते त्या वातावरणाचा भ्रूणहत्या प्रक्रियेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो.
डुप्लेक्ससाठी कमाल ऑपरेटिंग तापमान किती आहे?
नमूद केल्याप्रमाणे, कमाल ऑपरेटिंग तापमान स्पिनोडल विघटनाच्या अत्यंत कमी गतीशास्त्राद्वारे सेट केले जाते.परंतु आपण हे तापमान कसे मोजू आणि "कमी गतीशास्त्र" म्हणजे नेमके काय?पहिल्या प्रश्नाचे उत्तर सोपे आहे.आम्ही आधीच सांगितले आहे की घट्टपणाची मोजमाप सामान्यतः विघटन दर आणि प्रगतीचा अंदाज घेण्यासाठी केली जाते.हे बहुतेक उत्पादकांद्वारे अनुसरण केलेल्या मानकांमध्ये सेट केले जाते.
दुसरा प्रश्न, कमी गतीशास्त्राचा अर्थ काय आहे आणि ज्या मूल्यावर आपण तापमानाची सीमा निश्चित केली आहे तो अधिक जटिल आहे.हे अंशतः आहे कारण कमाल तापमानाची सीमा परिस्थिती कमाल तापमान (T) आणि ऑपरेटिंग वेळ (t) ज्यावर हे तापमान टिकून राहते या दोन्हीवरून संकलित केले जाते.हे Tt संयोजन प्रमाणित करण्यासाठी, "सर्वात कमी" कडकपणाचे विविध अर्थ वापरले जाऊ शकतात:
• खालची सीमा, जी ऐतिहासिकदृष्ट्या सेट केली जाते आणि वेल्डसाठी लागू केली जाऊ शकते ती 27 जूल (J) आहे
• मानकांमध्ये मुख्यतः 40J मर्यादा म्हणून सेट केली जाते.
• सुरुवातीच्या कडकपणामध्ये 50% घट देखील कमी सीमा सेट करण्यासाठी वारंवार लागू केली जाते.
याचा अर्थ असा की कमाल ओटीवरील विधान किमान तीन मान्य गृहितकांवर आधारित असणे आवश्यक आहे:
• अंतिम उत्पादनाचे तापमान-वेळ एक्सपोजर
• कणखरपणाचे स्वीकार्य किमान मूल्य
• अर्जाचे अंतिम क्षेत्र (केवळ रसायनशास्त्र, यांत्रिक लोड होय/नाही इ.)
प्रायोगिक ज्ञान विलीन केले
प्रायोगिक डेटा आणि मानकांच्या विस्तृत सर्वेक्षणानंतर पुनरावलोकनाधीन चार डुप्लेक्स ग्रेडसाठी शिफारसी संकलित करणे शक्य झाले आहे, तक्ता 3 पहा. हे ओळखले पाहिजे की बहुतेक डेटा 25 डिग्री सेल्सियस तापमानाच्या चरणांसह केलेल्या प्रयोगशाळेच्या प्रयोगांमधून तयार केला जातो. .
हे देखील लक्षात घेतले पाहिजे की या शिफारशी RT वर उर्वरित किमान 50% कडकपणाचा संदर्भ देतात.जेव्हा टेबलमध्ये "दीर्घ कालावधी" दर्शविला जातो तेव्हा RT मध्ये कोणतीही लक्षणीय घट दस्तऐवजीकरण केलेली नाही.शिवाय, वेल्डची चाचणी केवळ -40 °C तापमानात केली गेली आहे.शेवटी, हे लक्षात घेतले पाहिजे की 3,000 तासांच्या चाचणीनंतर त्याची उच्च कणखरता लक्षात घेता, DX 2304 साठी जास्त एक्सपोजर वेळ अपेक्षित आहे.तथापि, एक्सपोजर किती प्रमाणात वाढवता येईल हे पुढील चाचणीसह सत्यापित करणे आवश्यक आहे.
लक्षात घेण्यासारखे तीन महत्त्वाचे मुद्दे आहेत:
• सध्याचे निष्कर्ष सूचित करतात की जर वेल्ड्स असतील तर, OT सुमारे 25 °C ने कमी होईल.
• अल्पकालीन स्पाइक्स (T=375 °C वर दहा तास) DX 2205 साठी स्वीकार्य आहेत. DX 2304 आणि LDX 2101 हे कमी मिश्रित ग्रेड आहेत, तुलनात्मक अल्पकालीन तापमान स्पाइक देखील स्वीकार्य असले पाहिजेत.
• जेव्हा सामग्री विघटन झाल्यामुळे जळजळीत होते, तेव्हा DX 2205 साठी 550 - 600 °C आणि SDX 2507 साठी 500 °C तापमानावर 1 तासासाठी उष्णतेचे उपचार केल्यास 70% कडकपणा पुनर्प्राप्त करण्यात मदत होते.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-०४-२०२३