1. ท่อเชื่อม UNS N02200 (นิกเกิล 200) คืออะไร และคุณสมบัติพื้นฐานและองค์ประกอบคืออะไร
UNS N02200 หรือที่รู้จักในเชิงพาณิชย์ในชื่อ Nickel 200 เป็นวัสดุนิกเกิลบริสุทธิ์ที่ผลิตในเชิงพาณิชย์ (Ni ขั้นต่ำ 99.6%) ที่ใช้ในการผลิตท่อเชื่อม ท่อเชื่อมนิกเกิล 200 ผลิตขึ้นโดยการขึ้นรูปและตะเข็บ-แถบหรือแผ่นเชื่อมของโลหะผสมนี้ คุณสมบัติพื้นฐานของมันมาจากปริมาณนิกเกิลที่สูง ซึ่งให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลดสภาพแวดล้อมและด่างกัดกร่อน ลักษณะสำคัญ ได้แก่ คุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมทั้งที่อุณหภูมิแช่แข็งและอุณหภูมิที่สูงขึ้น (สูงถึง 600 องศา F/315 องศา) การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง และความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กที่ดี โดยทั่วไปโลหะผสมจะประกอบด้วยคาร์บอนจำนวนเล็กน้อย (สูงสุด 0.15%) เหล็ก (สูงสุด 0.40%) แมงกานีส (สูงสุด 0.35%) และธาตุรองอื่นๆ แต่ประสิทธิภาพของโลหะผสมนั้นถูกครอบงำโดยเมทริกซ์นิกเกิล โครงสร้างแบบเชื่อมมอบข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าและผนังที่บางกว่าเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่นที่ไร้รอยต่อ ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติของวัสดุแกนกลางผ่านขั้นตอนการเชื่อมที่ดำเนินการอย่างเหมาะสม
2. ท่อเชื่อมนิกเกิล 200 ระบุมากที่สุดในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและการใช้งานในอุตสาหกรรมใด
ท่อเชื่อมนิกเกิล 200 ได้รับการระบุไว้เป็นส่วนใหญ่ในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงในกรณีที่วัสดุอื่นใช้ไม่ได้ การใช้งานที่สำคัญที่สุดคือการให้บริการโซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด์) ในทุกความเข้มข้นและอุณหภูมิจนถึงจุดเดือด อุตสาหกรรมแปรรูปสารเคมีใช้ท่อเหล่านี้ในเครื่องระเหย เครื่องสร้างความเข้มข้น และระบบถ่ายโอนสำหรับสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การใช้งานที่สำคัญอื่นๆ ได้แก่ การจัดการกรดอินทรีย์ ก๊าซฮาโลเจน (โดยเฉพาะฟลูออรีน) และเกลืออัลคาไลน์ต่างๆ อุตสาหกรรมแปรรูปอาหารใช้ท่อนิกเกิล 200 สำหรับการแปรรูปกรดไขมันและการผลิตเส้นใยสังเคราะห์ เนื่องจากคุณสมบัติไม่-มีการปนเปื้อน นอกจากนี้ยังพบการใช้งานในชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการคุณสมบัติแม่เหล็กเฉพาะ และในการใช้งานทางทะเลที่ต้องการความต้านทานต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเล ความต้านทานของโลหะผสมต่อคลอไรด์-จากการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นทำให้โลหะผสมมีคุณค่าในสภาพแวดล้อมทางเคมีบางอย่างที่สเตนเลสอาจเสียหาย แม้ว่าโดยทั่วไปจะไม่แนะนำให้ใช้กับกรดออกซิไดซ์ก็ตาม
3. ข้อควรพิจารณาที่สำคัญในการเชื่อมและการผลิตท่อเชื่อมนิกเกิล 200 เพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อนคืออะไร?
การเชื่อมนิกเกิล 200 ต้องใช้ขั้นตอนพิเศษเพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติทางกล ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ ได้แก่ :
ความสะอาด: ความสะอาดเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง พื้นผิวทั้งหมดต้องปราศจากซัลเฟอร์ ตะกั่ว น้ำมัน และสิ่งปนเปื้อนอื่น ๆ ที่อาจทำให้เกิดการเปราะ
การเลือกโลหะตัวเติม: โดยทั่วไป ERNi-1 (AWS A5.14) ใช้สำหรับการจับคู่การเชื่อมที่มีองค์ประกอบ เพื่อความเหนียวที่ดีขึ้น อาจระบุโลหะตัวเติมนิกเกิลแมงกานีส
เทคนิคการเชื่อม: แนะนำให้ใช้วิธีป้อนความร้อนต่ำ เช่น GTAW (TIG) เพื่อลดการตกตะกอนของคาร์ไบด์และการเติบโตของเกรน เทคนิค Stringer Bead ที่มีการควบคุมอุณหภูมิระหว่างทาง (ต่ำกว่า 300 องศา F/150 องศา) ช่วยป้องกันการแตกร้าวจากความร้อน
การไล่กลับ: การสำรองก๊าซเฉื่อย (อาร์กอน) เป็นสิ่งจำเป็นในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันของรากเชื่อม ซึ่งสามารถลดความต้านทานการกัดกร่อนอย่างรุนแรง
หลัง-การรักษารอยเชื่อม: แม้จะไม่จำเป็นเสมอไป แต่อาจมีการระบุการบรรเทาความเครียดที่ 1100-1200 องศา F (595-650 องศา ) สำหรับสภาวะการบริการที่รุนแรงเพื่อคืนความต้านทานการกัดกร่อนที่เหมาะสมที่สุดในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน
การทดสอบ: การเชื่อมทั้งหมดมักต้องมีการตรวจด้วยรังสี 100% และการทดสอบการแทรกซึมของของเหลวเพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์
4. ท่อเชื่อม Nickel 200 แตกต่างจาก Nickel 201 อย่างไร และมีข้อจำกัดด้านอุณหภูมิอย่างไร
ความแตกต่างหลักระหว่างนิกเกิล 200 (UNS N02200) และนิกเกิล 201 (UNS N02201) อยู่ที่ปริมาณคาร์บอน นิกเกิล 200 มีคาร์บอนไม่เกิน 0.15% ในขณะที่นิกเกิล 201 มีคาร์บอนไม่เกิน 0.02% ความแตกต่างนี้ทำให้เกิดข้อจำกัดด้านอุณหภูมิที่สำคัญสำหรับนิกเกิล 200 เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิระหว่าง 800-1200 องศาฟาเรนไฮต์ (427-649 องศา) เป็นเวลานาน คาร์บอนในนิกเกิล 200 สามารถตกตะกอนเป็นกราไฟท์ที่ขอบเกรน ทำให้เกิดการเปราะ ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว ท่อเชื่อมนิกเกิล 200 จะถูกจำกัดการให้บริการต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงสุด 600 องศาฟาเรนไฮต์ (315 องศา) สำหรับการใช้งานที่ต้องการการทำงานที่สูงกว่าอุณหภูมินี้ ต้องระบุนิกเกิล 201 แม้จะมีข้อจำกัดนี้ นิกเกิล 200 ก็มีข้อดีในการใช้งานที่อุณหภูมิห้องซึ่งมีความแข็งแรงสูงกว่าเล็กน้อย (เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอน) อาจเป็นประโยชน์ และมักจะมีต้นทุนที่ต่ำกว่านิกเกิล 201 การเลือกระหว่างโลหะผสมทั้งสองขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการใช้งานสูงสุดที่คาดไว้ในการใช้งาน
5. มาตรฐานคุณภาพ โปรโตคอลการทดสอบ และข้อกำหนดทางอุตสาหกรรมใดที่ควบคุมการผลิตท่อเชื่อมนิกเกิล 200
การผลิตท่อเชื่อมนิกเกิล 200 อยู่ภายใต้มาตรฐานและข้อกำหนดที่สำคัญหลายประการ:
ข้อมูลจำเพาะของวัสดุ: ASTM B162 ครอบคลุมถึงแผ่น แผ่นบาง และแถบสำหรับการผลิตท่อ ASTM B725/ASME SB725 ระบุขนาดและความคลาดเคลื่อนของท่อเชื่อมนิกเกิล 200 โดยเฉพาะ
ข้อกำหนดทางเคมี: เป็นไปตาม ASTM B160 สำหรับเคมีแท่งและแท่ง ทำให้มั่นใจได้ว่าปริมาณนิกเกิลยังคงอยู่สูงกว่า 99.0% โดยมีระดับสิ่งเจือปนที่ควบคุมได้
โปรโตคอลการทดสอบ: การทดสอบไฮโดรสแตติกหรือนิวแมติกมาตรฐานตามข้อกำหนด ASTM B829 การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย-โดยทั่วไปจะรวมถึงการทดสอบรอยเชื่อมด้วยภาพรังสี 100% (ASTM E94/E1032) และการทดสอบการแทรกซึมของของเหลว (ASTM E165)
มาตรฐานการเชื่อม: คุณสมบัติ ASME หมวด IX ของขั้นตอนการเชื่อมและช่างเชื่อม รอยเชื่อมจะต้องแสดงให้เห็นความสมบูรณ์ผ่านการทดสอบการโค้งงอและการตรวจด้วยรังสี
ข้อกำหนดการรับรอง: ใบรับรองการทดสอบโรงงานต้องมีการวิเคราะห์ความร้อน การทดสอบคุณสมบัติทางกล และรายงานการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย ความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับไปยังหมายเลขความร้อนเดิมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานที่สำคัญ
มาตรฐานเฉพาะทางอุตสาหกรรม-: สำหรับการแปรรูปทางเคมี ข้อกำหนดเพิ่มเติมอาจรวมถึงการทดสอบการกัดกร่อนตามขอบเกรนตาม ASTM G28 Method A สำหรับการใช้งานด้านนิวเคลียร์ ข้อกำหนด ASME ส่วนที่ 3 จะนำไปใช้กับเอกสารประกอบและการทดสอบที่เข้มงวดมากขึ้น
