คำถามที่ 1: องค์ประกอบทางเคมีของแท่งหกเหลี่ยม Hastelloy B-2 คืออะไร และอะไรที่ทำให้แท่งนี้แตกต่างจากโลหะผสมนิกเกิลอื่นๆ
A:Hastelloy B-2 เป็นโลหะผสมนิกเกิลโมลิบดีนัมเสริมสารละลายของแข็งที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษเพื่อให้มีความต้านทานสูงสุดต่อกรดไฮโดรคลอริกและสภาพแวดล้อมอื่นๆ ที่ลดความรุนแรงอย่างรุนแรง องค์ประกอบทางเคมีมาตรฐานของแท่งหกเหลี่ยม B-2 ตามที่ระบุไว้ใน ASTM B574 และ ASME SB‑574 มีค่าประมาณ:นิกเกิล (สมดุล โดยทั่วไปมากกว่าหรือเท่ากับ 68%) โมลิบดีนัม 26.0–30.0% เหล็ก น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.0% โครเมียม น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0% แมงกานีส น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0% ซิลิคอน น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10% คาร์บอน น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.02% โคบอลต์ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0%และติดตามปริมาณฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์ (แต่ละชนิดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.025%)
สิ่งที่ทำให้ Hastelloy B-2 แตกต่างจากโลหะผสมนิกเกิลอื่นๆ โดยเฉพาะซีรีส์ C (C-276, C-22) และ B-3-ปริมาณโครเมียมต่ำมาก(น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0%) รวมกับโมลิบดีนัมสูง (26–30%) โครเมียมถูกลดขนาดลงโดยเจตนาเนื่องจากในการลดกรดอย่างรุนแรง เช่น กรดไฮโดรคลอริก โครเมียมสามารถลดประสิทธิภาพการกัดกร่อนโดยการสร้างฟิล์มพาสซีฟที่มีความเสถียรน้อยกว่า หรือโดยการส่งเสริมการโจมตีเฉพาะที่ ปริมาณโมลิบดีนัมที่สูงให้ความต้านทานต่อการเกิดรูพรุน การกัดกร่อนตามรอยแยก และการโจมตีที่สม่ำเสมอในสารละลาย HCl ที่ร้อนและมีความเข้มข้น
เมื่อเปรียบเทียบกับ Hastelloy B-3 (ซึ่งมีธาตุเหล็ก 1.5–3.0% และคาร์บอนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.01%) B-2 มีธาตุเหล็กต่ำกว่าเล็กน้อย ( น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.0%) และคาร์บอนที่อนุญาตได้สูงกว่า ( น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.02%) อย่างไรก็ตามความแตกต่างที่สำคัญคือเสถียรภาพทางความร้อน: B-2 มีความไวสูงต่อการตกตะกอนของเฟสอินเตอร์เมทัลลิกที่เปราะ (Ni₄Mo และ Ni₃Mo) เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิในช่วง 600–900 องศา (1110–1650 องศา F) B-3 ได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะเพื่อเอาชนะข้อจำกัดนี้ โดยทั่วไปรูปแบบแท่งหกเหลี่ยมผลิตโดยการรีดร้อนหรือการทุบเหล็กแท่ง ตามด้วยการวาดหรือการเจียรเย็นเพื่อให้ได้หน้าตัดหกเหลี่ยมที่แม่นยำ (ขนาดตามแฟลตตั้งแต่ 6 มม. ถึง 100 มม. ขึ้นไป) รูปทรงหกเหลี่ยมช่วยให้จับประแจได้ง่าย และมักใช้สำหรับรัดและข้อต่อ
คำถามที่ 2: แท่งหกเหลี่ยม Hastelloy B-2 ใช้ในงานใดบ้าง และเหตุใดรูปทรงหกเหลี่ยมจึงได้เปรียบ
A:แท่งหกเหลี่ยม Hastelloy B-2 ใช้เป็นหลักในการใช้งานที่ต้องการตัวยึด ข้อต่อ และส่วนประกอบที่กลึงด้วยเครื่องจักรที่ต้องทนต่อกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น กรดซัลฟิวริกร้อน (สูงถึง 60%) กรดฟอสฟอริก หรือสภาพแวดล้อมที่ลดลงอย่างรุนแรงอื่นๆ รูปทรงหกเหลี่ยมมีข้อได้เปรียบเหนือกว่าเหล็กเส้นกลมหรือโปรไฟล์อื่นๆ:
สลักเกลียว สตั๊ด และสกรู– แท่งหกเหลี่ยม B-2 แท่งถูกกลึงหรือ-มุ่งหน้าเย็นในสลักเกลียวหัวหกเหลี่ยม- สกรูฝาครอบหัวจม และหมุดที่ใช้ในการประกอบเครื่องปฏิกรณ์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ถังดอง และระบบท่อที่จัดการ HCl หัวหกเหลี่ยมช่วยให้ขันได้ง่ายด้วยประแจมาตรฐาน แม้ในพื้นที่จำกัด ความแข็งแรงสูงของโลหะผสม (แรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 750 MPa / 109 ksi) และความต้านทานการกัดกร่อนให้แรงจับยึดที่เชื่อถือได้โดยไม่มีการครูด (เมื่อหล่อลื่นอย่างเหมาะสม) หรือการกัดกร่อนจากความเค้นและการกัดกร่อน
ถั่วหกเหลี่ยม– น็อตที่กลึงจากแท่งหกเหลี่ยม B-2 อัน (หรือจากแท่งกลมที่ต่อมาเป็นรูปหกเหลี่ยม) จะใช้ขันเกลียวสำหรับ B-2 หรือสลักเกลียวอื่นๆ ที่เข้ากันได้ รูปร่างหกเหลี่ยมช่วยให้สามารถใช้แรงบิดได้โดยไม่ต้องปัดเศษ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการให้บริการกรดซึ่งอาจจำเป็นต้องถอดชิ้นส่วนหลังจากสัมผัสเป็นเวลาหลายปี
ฟิตติ้ง (หัวนมหกเหลี่ยม, ข้อต่อ, อะแดปเตอร์)– ในท่อส่งกรดไฮโดรคลอริก แท่งหกเหลี่ยมจะถูกกลึงให้เป็นหัวนมหกเหลี่ยม (ส่วนท่อสั้นที่มีเกลียวตัวผู้อยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง) และข้อต่อหกเหลี่ยม (เกลียวตัวเมียที่ปลายทั้งสองข้าง) ส่วนตรงกลางหกเหลี่ยม-มีพื้นผิวสำหรับจับประแจระหว่างการติดตั้งและการถอด อุปกรณ์ฟิตติ้งเหล่านี้พบได้ทั่วไปในสายอุปกรณ์เจาะขนาดเล็ก- (1/4″ ถึง 1″ NPT) ซึ่งความต้านทานการกัดกร่อนของ B-2 เป็นสิ่งจำเป็น
ก้านวาล์วและสตั๊ดฝากระโปรงหน้า– ในวาล์วป้องกันการกัดกร่อนที่จัดการกับ HCl ก้าน (ซึ่งเลื่อนขึ้นและลงเพื่อควบคุมการไหล) และสตั๊ดฝากระโปรง (ซึ่งยึดวาล์วไว้ด้วยกัน) มักจะถูกกลึงจากแท่งหกเหลี่ยม B-2 รูปทรงหกเหลี่ยมของน็อตยึดก้านวาล์วช่วยให้สามารถปรับได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ
ส่วนประกอบเครื่องมือวัด– ข้อต่อเทอร์โมเวลล์ อะแดปเตอร์เกจวัดความดัน และบล็อกยึดเซ็นเซอร์ผลิตจากแท่งหกเหลี่ยม B-2 รูปทรงหกเหลี่ยมทำให้มีความเรียบสำหรับการขันประแจ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการปิดผนึกอย่างแน่นหนาต่อแรงกดในกระบวนการ โดยไม่ทำลายผิวสำเร็จของส่วนประกอบ
ตัวยึดพิเศษสำหรับสายการดอง– ในสายการดองเหล็ก (อ่าง HCl ร้อน) โครงสร้างรองรับสำหรับอิฐหรือไลเนอร์ทนกรด-ใช้สลักเกลียวหัวหกเหลี่ยม B-2 ตัว ตัวยึดเหล่านี้สัมผัสกับไอ HCl ที่ร้อนและกระเด็นเป็นครั้งคราว หัวหกเหลี่ยมช่วยให้เปลี่ยนได้ง่ายในระหว่างที่การบำรุงรักษาขัดข้อง
รูปทรงหกเหลี่ยมมีข้อดีเหนือกว่าเหล็กเส้นกลมหลายประการสำหรับการใช้งานเหล่านี้:
แฟลตประแจ– ไม่จำเป็นต้องกลึงแผ่นเรียบบนแท่งกลม รูปแบบหกเหลี่ยมพร้อมสำหรับการสวมเครื่องมือ
ประสิทธิภาพของวัสดุ– สำหรับขนาดตามขวาง-ที่กำหนด แท่งหกเหลี่ยมใช้วัสดุน้อยกว่าแท่งกลมที่กลึงจนถึงหัวหกเหลี่ยม (เสียน้อยกว่า)
การถ่ายโอนแรงบิดสม่ำเสมอ– แฟลต 6 อันให้การยึดเกาะที่ดีกว่าสี่เหลี่ยมจัตุรัส (แฟลต 4 อัน) และมีโอกาสปัดเศษน้อยกว่าดับเบิล-ฐานสิบหก (แฟลต 12 อัน)
ความง่ายในการผลิต– แท่งหกเหลี่ยมสามารถดึงเย็นหรือกราวด์เพื่อให้ได้พิกัดความเผื่อที่แม่นยำ (เช่น พิกัดความเผื่อแนวขวาง- ±0.05 มม. สำหรับขนาดต่ำกว่า 25 มม.) ทำให้มั่นใจได้ถึงรูปทรงของตัวยึดที่สม่ำเสมอ
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความไม่เสถียรทางความร้อนของ B-2 การใช้แท่งหกเหลี่ยม B-2 จึงลดลงและหันไปใช้ B-3 สำหรับโครงการใหม่ วิศวกรส่วนใหญ่ตอนนี้ระบุแท่งหกเหลี่ยม B-3(ซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนเหมือนกันและมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่ามาก) เว้นแต่จะรักษาอุปกรณ์ B-2 ที่มีอยู่ไว้
คำถามที่ 3: แนวทางการตัดเฉือนและการผลิตที่สำคัญสำหรับแท่งหกเหลี่ยม Hastelloy B-2 คืออะไร
A:การตัดเฉือน Hastelloy B-แท่งหกเหลี่ยม 2 อันต้องได้รับความเอาใจใส่อย่างระมัดระวัง เนื่องจากมีอัตราการแข็งตัวของงานสูง มีแนวโน้มที่จะเกิดน้ำดี และ-ที่สำคัญที่สุดคือมีความไวสูงต่อการสะสมความร้อน (ซึ่งอาจทำให้เกิดการตกตะกอนของเฟสระหว่างโลหะได้) แนวทางต่อไปนี้มีความสำคัญ:
1. การเลือกเครื่องมือและรูปทรง:ใช้เครื่องมือคาร์ไบด์ (เกรด C-2 หรือ C-5 สำหรับการกลึง คาร์ไบด์ไมโครเกรนสำหรับการกัด) เครื่องมือที่ทำจากเหล็กกล้าความเร็วสูง (HSS) จะทื่ออย่างรวดเร็วเนื่องจากมีความแข็งแรงและการเสียดสีสูงของโลหะผสม เครื่องมือคราดเชิงบวก (มุมคาย 8–12 องศา) ช่วยลดแรงตัด สำหรับการกลึงเกลียว ให้ใช้เม็ดมีดคาร์ไบด์ที่ออกแบบมาสำหรับโลหะผสมนิกเกิล การเก็บเครื่องมือให้คม เครื่องมือทื่อทำให้งานแข็งตัวและสะสมความร้อน
2. ความเร็วและฟีด (สำคัญสำหรับ B-2):รักษาความเร็วตัดปานกลาง:20–30 พื้นผิวเมตรต่อนาที (65–100 SFM)สำหรับคาร์ไบด์-จะช้ากว่าเหล็กกล้าไร้สนิมหรือแม้แต่ C-276 ใช้อัตราการป้อนเชิงรุก (0.15–0.30 มม./รอบ / 0.006–0.012 นิ้ว/รอบ) เพื่อให้นำหน้าโซนชุบแข็งในการทำงาน การตัดเบาและการป้อนช้าจะทำให้พื้นผิวแข็งตัวและการสึกหรอของเครื่องมืออย่างรวดเร็ว สำหรับการเจาะ ให้ใช้สว่านแบบแยกจุดหรือพาราโบลาที่มีอัตราการป้อน 0.05–0.10 มม./รอบ (0.002–0.004 นิ้ว/รอบ) และการเจาะแบบจิก (0.5–1.0 × ความลึกเส้นผ่านศูนย์กลางต่อการจิก)
3. การทำความเย็นและการหล่อลื่น:น้ำยาหล่อเย็นน้ำท่วมคือบังคับ. ใช้น้ำมันตัดกลึงแรงดันสูงที่ละลายน้ำได้ หรือน้ำมันที่มีซัลเฟอร์ไดออกไซด์หรือคลอรีนสำหรับงานหนัก สารหล่อเย็นช่วยลดการเสียดสี ป้องกันการครูด และพาความร้อนออกไปการสะสมความร้อนเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อ B-2เนื่องจากอุณหภูมิเฉพาะที่ที่สูงกว่า 600 องศา (1110 องศา F) ในเขตเฉือนสามารถเริ่มต้นการตกตะกอนระหว่างโลหะ (Ni₄Mo, Ni₃Mo) บนพื้นผิวเครื่องจักร ชั้นที่เปราะบางนี้สามารถแตกหักได้ ไม่อนุญาตให้มีหมอกหรือการตัดแบบแห้ง
4. หลีกเลี่ยงการแข็งตัวของงาน:B-2 งานแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ตัดขั้นสุดท้ายให้มีความลึกอย่างน้อย 0.25 มม. (0.010 นิ้ว) เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียดสีกับพื้นผิวที่แข็ง อย่าให้เครื่องมืออยู่บนพื้นผิว สำหรับการตัดกระแทก (เช่น การตัดเฉือนแท่งหกเหลี่ยมเข้ากับตัวยึดเกลียวที่มีหัวหกเหลี่ยม) ให้ลดความเร็วลง 20–30% เพื่อดูดซับแรงกระแทก
5. การทำเกลียว:สำหรับเกลียวนอก (เช่น โบลท์ สตัด) ให้ใช้เครื่องมือจุดเดียวที่มีมุมรวม 60 องศา โดยส่องผ่านแสงหลายครั้ง (ความลึก 0.05–0.10 มม. ต่อการส่องผ่าน)โดยทั่วไปไม่แนะนำให้ทำการร้อยด้ายสำหรับ B-2 เพราะงานเย็นอาจทำให้เกิดการเปราะหรือแตกร้าวได้ แนะนำให้ใช้ด้ายที่ตัด สำหรับเกลียวใน (เช่น น็อต) ให้ใช้ต๊าปเกลียวหรือร่องเกลียวที่มีการหล่อลื่นจำนวนมาก ต๊าปหักเป็นเรื่องปกติหากไม่ได้ใช้การจิก (เดินหน้า 0.5 รอบ ถอยหลัง 0.25 รอบเพื่อหักเศษ) หลังจากร้อยด้ายแล้ว ให้ตรวจสอบรอยแตกร้าวโดยใช้การทดสอบการแทรกซึมของของเหลว (PT)
6. การรักษาความร้อนหลังการตัดเฉือน:หากวัสดุที่สำคัญถูกเอาออก (มากกว่า 20% ของหน้าตัด) พื้นผิวเครื่องจักรอาจมีความเค้นตกค้างและอาจมีเฟสระหว่างโลหะบางส่วนจากการทำความร้อนเฉพาะที่ สำหรับการใช้งานที่สำคัญ (เช่น โบลท์ในบริการ HCl แรงดันสูง-) กหลอมสารละลายเต็มรูปแบบ(1,060–1100 องศา / 1940–2010 องศา F เป็นเวลา 30–60 นาที ตามด้วยการดับน้ำอย่างรวดเร็ว) ควรทำหลังการตัดเฉือนเพื่อให้คืนความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อนได้เต็มที่ อย่างไรก็ตาม การหลอมนี้อาจทำให้รูปร่างหกเหลี่ยมบิดเบี้ยว ดังนั้นอาจจำเป็นต้องทำการบดขั้นสุดท้ายในภายหลัง
7. การตกแต่งพื้นผิวและการปนเปื้อน:สำหรับการใช้งานตัวยึด ควรต้องมีพื้นผิวเรียบ (Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 μm / 32 μin) เพื่อลดบริเวณที่กัดกร่อนตามรอยแยก การเจียรแบบไร้ศูนย์กลางหลังการตัดเฉือนสามารถบรรลุสิ่งนี้ได้การปนเปื้อนของธาตุเหล็กเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างยิ่ง-อนุภาคเหล็กใดๆ ที่ฝังอยู่ในพื้นผิวจะทำให้เกิดการกัดกร่อนของกัลวานิกในบริการ HCl เครื่องมือทั้งหมดควรเป็นคาร์ไบด์หรือสแตนเลส หลังการตัดเฉือน แท่งหกเหลี่ยมควรถูกดอง (10% HNO₃ + 2% HF ที่ 50 องศาเป็นเวลา 10 นาที) เพื่อขจัดเหล็กและออกไซด์บนพื้นผิว จากนั้นล้างด้วยน้ำปราศจากไอออนแล้วเช็ดให้แห้ง
8. การตรวจสอบ:หลังการตัดเฉือนและก่อนการใช้งาน ควรตรวจสอบส่วนประกอบแท่งหกเหลี่ยม B-2 สำหรับ:
ความแข็ง(ควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 HRB บนพื้นผิวเครื่องจักร ค่าที่สูงกว่าหมายถึงการตกตะกอนระหว่างโลหะ)
การทดสอบการแทรกซึมของของเหลว (PT)ตาม ASTM E165 เพื่อตรวจจับรอยแตกร้าวที่พื้นผิว โดยเฉพาะที่โคนและมุมของเกลียว
การตรวจสอบมิติ– ขนาดแนวขวาง- เส้นผ่านศูนย์กลางระยะเกลียว และพิกัดความเผื่อความยาว (โดยทั่วไป ±0.1 มม. สำหรับตัวยึดที่มีความแม่นยำ)
เนื่องจากความไวของ B-2 ร้านขายเครื่องจักรหลายแห่งจึงปฏิเสธที่จะใช้งานมัน โดยเลือกใช้ B-3 ที่ให้การให้อภัยมากกว่า สำหรับโครงการใหม่ ขอแนะนำให้เลือกแท่งหกเหลี่ยม B-3 เหนือ B-2
คำถามที่ 4: ข้อจำกัดและโหมดความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นของแท่งหกเหลี่ยม Hastelloy B-2 ที่ให้บริการมีอะไรบ้าง
A:แม้จะมีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมในกรดรีดิวซ์บริสุทธิ์ แต่แท่งหกเหลี่ยม Hastelloy B-2 มีข้อจำกัดที่สำคัญหลายประการที่อาจนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานตัวยึดและข้อต่อที่มีความเครียดเข้มข้น:
1. การแตกตัวของเฟสระหว่างโลหะ (โหมดความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุด)– ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การสัมผัสกับอุณหภูมิ 600–900 องศา (1110–1650 องศา F) ในระหว่างการตัดเฉือน (ความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุด) การเชื่อม (หากแท่งเชื่อมกับส่วนประกอบ) หรือการบริการ (กระบวนการพลิกผัน) ทำให้เกิดการตกตะกอนของ Ni₄Mo และ Ni₃Mo ระยะเหล่านี้แข็งและเปราะ ลดการยืดตัวจาก 40% เหลือน้อยกว่า 5% ในแท่งหกเหลี่ยมที่ใช้เป็นสลักเกลียว อาจทำให้เกิดการเปราะได้การแตกหักอย่างกะทันหันของหัวสลักเกลียวหรือก้านภายใต้ภาระแรงดึง มักจะไม่มีการครากหรือการเสียรูปมาก่อน โดยทั่วไปการแตกหักจะเกิดขึ้นตามขอบเกรน (ตามขอบเขตของเกรน) และอาจเกิดขึ้นได้ที่ระดับความเค้นต่ำกว่าความแข็งแรงครากของโลหะผสม โหมดความล้มเหลวนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งเนื่องจากไม่มีการเตือน
2. การโจมตีด้วยกรดออกซิไดซ์ (การกัดกร่อนทั่วไปอย่างรวดเร็ว)– B-2 คือไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์. หากกระแสกระบวนการมีปริมาณเล็กน้อย (ส่วนต่อล้าน) ของชนิดออกซิไดซ์-กรดไนตริก เฟอร์ริกไอออน (Fe³⁺) ไอออนคิวริก (Cu²⁺) ออกซิเจนละลายน้ำ หรือคลอรีน- อัตราการกัดกร่อนสามารถเร่งได้จาก<0.05 mm/year to >5 มม./ปี สำหรับตัวยึดแท่งหกเหลี่ยม หมายความว่าปีกเกลียวสามารถสึกกร่อนได้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้หน้าตัดที่มีประสิทธิภาพลดลง และทำให้น็อตคลายตัวหรือโบลต์เสียหายเนื่องจากการโอเวอร์โหลด นี่เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวเมื่อ B-2 สัมผัสกับสารปนเปื้อนออกซิไดซ์โดยไม่ได้ตั้งใจ
3. การแตกตัวของไฮโดรเจน– ในการลดกรด อะตอมไฮโดรเจนจะถูกสร้างขึ้นเป็นผลพลอยได้จากการกัดกร่อน ในตัวยึดที่มีความเค้นสูง (เช่น สลักเกลียวที่บิดไปที่ 70–80% ของผลผลิต) ไฮโดรเจนสามารถแพร่กระจายเข้าไปในโครงตาข่ายนิกเกิลและทำให้เกิดการแตกหักแบบเปราะล่าช้ามักจะหลายวันหรือหลายสัปดาห์หลังการติดตั้ง ซึ่งจะรุนแรงกว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่า 80 องศา (175 องศา F) และเมื่อมีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) โดยทั่วไปไม่แนะนำให้ใช้ B-2 สำหรับการบริการที่มีรสเปรี้ยว (H₂S) เว้นแต่จะมีการควบคุมความแข็งอย่างเข้มงวด (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 HRB) และขีดจำกัดความเค้น (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 80% ของผลผลิต) ตาม NACE MR0175
4. การกัดและการยึดระหว่างการติดตั้ง– B-2 มีแนวโน้มที่จะเกิดน้ำดี (การสึกหรอของกาว) อย่างมาก เมื่อพื้นผิวผสมพันธุ์สองอัน (เช่น สลักเกลียวและน็อต) ถูกขันให้แน่นโดยไม่มีการหล่อลื่นที่เหมาะสม การครูดอาจทำให้เกลียวยึด ทำให้ขันแน่นไม่ได้ หรือที่แย่กว่านั้นคือทำให้โบลต์บิดออกระหว่างการติดตั้ง เพื่อป้องกันการหวด:
ใช้สารหล่อลื่นป้องกันการยึดติดคุณภาพสูง (สารหล่อลื่นที่มีนิกเกิลหรือ PTFE หลีกเลี่ยงสารหล่อลื่นที่มีทองแดงซึ่งอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนของกัลวานิก)
ลดแรงบิดในการติดตั้งลง 20–30% เมื่อเทียบกับสแตนเลส (B-2 มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำกว่า)
ใช้เกลียวละเอียด (UNF แทน UNC) เพื่อลดแรงกดที่หน้าสัมผัสเกลียว
5. การกัดกร่อนของรอยแยกใต้หัวโบลต์และน็อต– ในพื้นที่นิ่งหรือมีการไหลต่ำ-เช่น ใต้หัวสลักเกลียวหรือภายในน็อต- กรดอาจทำให้ออกซิเจนหมดหรือมีไอออนของโลหะเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่มีรอยแยก ในขณะที่ B-2 ต้านทานการกัดกร่อนตามรอยแยกใน HCl บริสุทธิ์ การมีอยู่ของชนิดออกซิไดซ์ที่มีปริมาณสม่ำเสมออาจทำให้เกิดรูพรุนที่รอยแยกได้ การตรวจสอบเป็นประจำ (ด้วยการมองเห็น, PT) และการใช้ปะเก็น/แหวนรอง PTFE หรือกราไฟต์สามารถลดความเสี่ยงนี้ได้
6. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC)– โดยทั่วไป B-2 จะทนทานต่อ SCC ที่เกิดจากคลอไรด์ (ต่างจากเหล็กกล้าไร้สนิม) แต่อาจทนต่อ SCC ได้ในสภาพแวดล้อมเฉพาะที่มีสารละลายกัดกร่อนเข้มข้นหรือตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิด ในการให้บริการ HCl ที่มีฟลูออไรด์หรือเฮไลด์อื่นๆ มีการรายงาน SCC ที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 องศา (212 องศา F)
กลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบสำหรับแท่งหกเหลี่ยม B-2:
แทนที่ด้วย B-3– สำหรับการใช้งานใหม่ ให้ใช้แท่งหกเหลี่ยม B-3 แทน B-2 B-3 มีความต้านทานการกัดกร่อนเหมือนกัน โดยมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีกว่ามากและมีแนวโน้มที่จะเกิดการเปราะน้อยกว่ามาก
การควบคุมกระบวนการอย่างเข้มงวด– ไม่รวมสายพันธุ์ออกซิไดซ์ (การปกคลุมของไนโตรเจน, การตรวจสอบ Fe³⁺/Cu²⁺, หลีกเลี่ยงการซึมของอากาศ)
การหล่อลื่นที่เหมาะสม– ใช้ระบบป้องกันการยึดเสมอระหว่างการติดตั้งตัวยึด
การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอ– การทดสอบอัลตราโซนิกของสลักเกลียวที่สำคัญ การตรวจสอบแรงบิด และการตรวจสอบด้วยภาพเพื่อดูรูพรุนหรือการแตกร้าว
แรงบิดแบบอนุรักษ์นิยม– ใช้ความแข็งแรงของผลผลิต 50–60% แทนที่จะเป็น 70–80% เพื่อลดความเสี่ยงในการเกิดการเปราะของไฮโดรเจน
คำถามที่ 5: มาตรฐานและข้อกำหนดในการทดสอบใดบ้างที่ควบคุมแท่งหกเหลี่ยม Hastelloy B-2
A:แท่งหกเหลี่ยม Hastelloy B-2 ได้รับการผลิตและทดสอบตามมาตรฐานอุตสาหกรรมหลายมาตรฐาน แม้ว่าจะเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่า B-2 กำลังจะเลิกใช้ B-3 แทนในข้อกำหนดจำเพาะหลายรายการ มาตรฐานเบื้องต้นคือ:
มาตรฐานวัสดุ:
มาตรฐาน ASTM B574– ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับแท่งและแท่งโลหะผสมนิกเกิลโมลิบดีนัมคาร์บอนต่ำ (ซึ่งเป็นมาตรฐานหลักสำหรับแท่งหกเหลี่ยม B-2 ซึ่งครอบคลุมถึงองค์ประกอบ สมบัติทางกล และพิกัดความเผื่อมิติสำหรับแท่งกลม สี่เหลี่ยม หกเหลี่ยม และสี่เหลี่ยมผืนผ้า)
ASME SB-574– รหัสภาชนะรับความดัน ASME เวอร์ชัน ASTM B574
มาตรฐาน ASTM F467– ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับน็อตไม่มีแร่เหล็ก (B-2 เป็นวัสดุที่อนุญาตภายใต้มาตรฐานนี้)
มาตรฐาน ASTM F468– ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับสลักเกลียวที่ไม่ใช่เหล็ก สกรูหัวหกเหลี่ยม และหมุด (B-2 เป็นวัสดุที่อนุญาต)
NACE MR0175 / ISO 15156– สำหรับบริการก๊าซเปรี้ยว (สภาพแวดล้อมที่มี H₂S‑S) B-2 มีความแข็งจำเพาะ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 HRB) และข้อกำหนดด้านการบำบัดความร้อน
มาตรฐานมิติ:
มาตรฐาน ASTM B574รวมพิกัดความเผื่อของคานขวางสำหรับแท่งหกเหลี่ยม (เช่น สำหรับแท่งขวาง 12 มม.: พิกัดความเผื่อ ±0.10 มม. สำหรับแท่งรีดเย็น ±0.25 มม. สำหรับแท่งรีดร้อน)
ASME B18.2.2– สำหรับน็อตหกเหลี่ยม (มาตรฐานมิติสำหรับน็อตที่ทำจากสต็อกแท่ง)
ASME B18.2.1– สำหรับสลักเกลียวและสกรูหกเหลี่ยม
การทดสอบภาคบังคับสำหรับแท่งหกเหลี่ยม B-2:
การวิเคราะห์ทางเคมี (ตาม ASTM E1473)– ตรวจสอบ Ni มากกว่าหรือเท่ากับ 68%, Mo 26–30%, Fe น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.0%, Cr น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0%, C น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.02%, Si น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10%, Mn น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0% คาร์บอนและซิลิกอนต่ำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเสถียรภาพทางความร้อน
คุณสมบัติแรงดึง (ตาม ASTM E8/E8M)– ที่อุณหภูมิห้อง: กำลังคราก (ออฟเซ็ต 0.2%) มากกว่าหรือเท่ากับ 350 MPa (50 ksi) ความต้านทานแรงดึงสูงสุด มากกว่าหรือเท่ากับ 750 MPa (109 ksi) การยืดตัว มากกว่าหรือเท่ากับ 40% ใน 50 มม. (2 นิ้ว) สำหรับแท่งหกเหลี่ยมที่ใช้เป็นตัวยึด ค่าเหล่านี้จะต้องได้รับการรับรอง
ความแข็ง– Rockwell B น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 (หรือน้อยกว่าหรือเท่ากับ 220 HV) เพื่อยืนยันการหลอมสารละลายที่เหมาะสมและไม่มีเฟสระหว่างโลหะ สำหรับการใช้งานอุปกรณ์ยึด โดยทั่วไปความแข็งจะถูกจำกัดอยู่ที่ 95–100 HRB เพื่อให้มั่นใจทั้งความแข็งแรงและความเหนียว
การทดสอบการกัดกร่อนตามขอบเกรน (ตาม ASTM G28 วิธี A)– การทดสอบกรดเฟอริกซัลเฟต‑ซัลฟิวริกเป็นเวลา 120 ชั่วโมง อัตราการกัดกร่อนต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 12 มม./ปี (0.5 ipy) และการตรวจสอบทางโลหะวิทยาจะต้องไม่แสดงหลักฐานของการโจมตีตามขอบเกรน การทดสอบนี้คือจำเป็นสำหรับ B-2 เพราะเฟสระหว่างโลหะจะทำให้เกิดการโจมตีอย่างรวดเร็วตามแนวขอบเขตของเกรน
การตรวจทางโลหะวิทยา– ที่กำลังขยาย 200–500× เพื่อตรวจสอบการตกตะกอน สิ่งเจือปน และโครงสร้างเกรน โครงสร้างจุลภาคต้องเป็นออสเทนนิติกอย่างสมบูรณ์ สมดุล โดยมีขนาดเกรนโดยทั่วไปคือ ASTM 5 หรือละเอียดกว่า ไม่อนุญาตให้ใช้คาร์ไบด์ขอบเกรนหรือเฟสระหว่างโลหะ (Ni₄Mo, Ni₃Mo) อย่างต่อเนื่อง
การตรวจด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT) ตามมาตรฐาน ASTM E2375 หรือ E213– สำหรับแท่งหกเหลี่ยมที่มีขนาดใหญ่กว่า 12.5 มม. (0.5 นิ้ว) ในแนวขวาง ต้องใช้ UT ในการตรวจจับช่องว่างภายใน การแยกส่วน หรือการเคลือบจากบิลเล็ตดั้งเดิม
การตรวจสอบพื้นผิว– สารแทรกซึมด้วยภาพและของเหลว (PT) ตาม ASTM E165 เพื่อตรวจจับรอบ ตะเข็บ รอยแตก หรือตะกรัน สำหรับแท่งหกเหลี่ยม มุม (ที่มีความเครียดรวมอยู่ด้วย) มีความสำคัญอย่างยิ่งในการตรวจสอบ
การทดสอบเพิ่มเติมแต่แนะนำสำหรับการใช้งานตัวยึด:
การทดสอบการบำบัดด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (SPWHT) จำลอง– ตัวอย่างของแท่งทดสอบอยู่ภายใต้วงจรความร้อนที่เลียนแบบการเชื่อมหรือความร้อนจากการตัดเฉือน (เช่น 700 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง จากนั้นระบายความร้อนด้วยอากาศ) จากนั้นจึงทดสอบตาม ASTM G28 Method A วิธีนี้จะยืนยันว่าแท่งยังคงต้านทานการกัดกร่อนได้หลังการผลิต ขณะนี้ผู้ใช้จำนวนมากต้องการการทดสอบ B-2 นี้เนื่องจากมีความไวต่อความร้อน
การทดสอบเฟอร์รอกซิล– ตรวจจับการปนเปื้อนของเหล็กบนพื้นผิว (การย้อมสีน้ำเงินหมายถึงมีเหล็กอิสระ) เหล็กที่ตรวจพบใดๆ จะต้องผ่านการดองหรือการคัดแยก เนื่องจากอนุภาคเหล็กอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนของกัลวานิกในบริการ HCl
การทดสอบแรงพิสูจน์ (สำหรับสลักเกลียว)– ตาม ASTM F468 จะมีการโหลดโบลต์ตัวอย่างตามโหลดทดสอบที่ระบุ (เช่น 75% ของผลผลิต) โดยไม่มีการเสียรูปถาวร
การตรวจสอบโดยบุคคลที่สาม– สำหรับการใช้งานที่สำคัญ (เช่น สลักเกลียวในเครื่องปฏิกรณ์ HCl แรงดันสูง-) หน่วยงานอิสระ (เช่น TÜV, DNV, Bureau Veritas) เป็นพยานในการทดสอบและทบทวน MTR ทั้งหมด
เอกสารประกอบ:ผู้ผลิตจะต้องจัดทำรายงานการทดสอบวัสดุ (MTR) ที่ได้รับการรับรอง รวมถึงหมายเลขความร้อน หมายเลขล็อต ผลการทดสอบทั้งหมด และคำชี้แจงการปฏิบัติตาม ASTM B574 (หรือมาตรฐานอื่นที่ระบุ) MTR ยังต้องรวมอุณหภูมิการหลอมสารละลาย (โดยทั่วไปคือ 1,060–1100 องศา ) และวิธีการดับ (ต้องใช้น้ำดับ)
หมายเหตุสำคัญเกี่ยวกับการอัปเดตข้อมูลจำเพาะ:มาตรฐานอุตสาหกรรมจำนวนมากได้รับการแก้ไขเพื่อให้สนับสนุน B-3 มากกว่า B-2 ตัวอย่างเช่น ASTM F467 และ F468 ยังคงอยู่ในรายการ B-2 แต่ผู้ใช้ปลายทางจำนวนมากได้ลบ B-2 ออกจากรายการวัสดุที่ได้รับอนุมัติ ก่อนที่จะระบุแท่งหกเหลี่ยม B-2 สำหรับตัวยึดใหม่ วิศวกรควรตรวจสอบว่ามาตรฐานที่ต้องการยังคงมี B-2 อยู่ด้วย และผู้ผลิตมีประสบการณ์ตามข้อกำหนดเฉพาะของ B-2 ในกรณีส่วนใหญ่การอัพเกรดเป็นแท่งหกเหลี่ยม B-3(ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM B574 เดียวกันแต่มีการกำหนดเกรดที่แตกต่างกัน) เป็นแนวทางที่แนะนำสำหรับโครงการใหม่ โดยมีความต้านทานการกัดกร่อนเหมือนกัน โดยมีเสถียรภาพทางความร้อนและความทนทานต่อการผลิตที่ดีขึ้นมาก
