فلز نیکل فلز نیکل 625 اجزای هسته ای راکتور برای صنعت هسته ای

ساقهٔ آلیاژ نیکل شیرInconel 625اجزای هستهٔ راکتور صنعت هسته‌ای 

آلیاژ نیکل ساقهٔ شیرنه تنها یک قطعهٔ متحرک و یک جزء باربر در طول فرآیند باز و بسته شدن شیر است، بلکه یک عنصر آب‌بندی نیز هست. در معرض ضربه و خوردگی محیط قرار می‌گیرد و همچنین با بسته‌بندی اصطکاک دارد. بنابراین، هنگام انتخاب مواد ساقهٔ شیر، لازم است اطمینان حاصل شود که استحکام کافی، چقرمگی ضربه‌ای خوب، خواص ضد خراش و مقاومت در برابر خوردگی در دمای مشخص شده را دارد. ساقهٔ شیر یک قطعهٔ فرسایشی است و هنگام انتخاب آن باید به ماشین‌کاری و خواص عملیات حرارتی مواد نیز توجه شود.

فرآیند ساقهٔ شیر:

• ساقهٔ شیر در هنگام باز و بسته شدن شیر تحت نیروهای کششی، فشاری و پیچشی قرار می‌گیرد و مستقیماً با محیط تماس دارد و همچنین اصطکاک نسبی با بسته‌بندی را تجربه می‌کند. بنابراین، هنگام انتخاب مواد ساقهٔ شیر، لازم است اطمینان حاصل شود که استحکام کافی، چقرمگی ضربه‌ای خوب، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی در دمای مشخص شده را دارد.
• اتصال بین ساقهٔ شیر و توپ، و همچنین نقطهٔ تماس بین ساقهٔ شیر و بدنهٔ شیر، باید یک مکانیسم ضد الکتریسیته ساکن داشته باشد تا از تجمع الکتریسیته ساکن روی توپ جلوگیری شود. طراحی ایمنی ساقهٔ شیر باید از «بیرون راندن» آن تحت فشار کاری جلوگیری کند. یک حلقهٔ حلقوی روی فلنج قرار می‌گیرد تا از بیرون راندن ساقهٔ شیر جلوگیری شود و ضریب اصطکاک کاهش یابد.

​مواد:

• آلیاژهای مس درجه‌های معمولاً انتخاب شده QA19-2 و HPb59-1-1 هستند. آنها برای شیرهای کم فشار با فشار اسمی که از 1.6 مگاپاسکال تجاوز نمی‌کند و دمایی که از 200 درجه تجاوز نمی‌کند، مناسب هستند.
• فولاد کربنی به طور کلی، فولادهای A5 و 35 انتخاب می‌شوند که تحت عملیات نیتریدینگ قرار گرفته‌اند. آنها برای شیرهای آمونیاک با فشار اسمی که از 2.5 مگاپاسکال تجاوز نمی‌کند و شیرهای کم تا متوسط فشار با آب، بخار و سایر محیط‌ها مناسب هستند. فولاد A5 برای شیرهایی با دمایی که از 300 درجه تجاوز نمی‌کند مناسب است. فولاد 35 برای شیرهایی با دمایی که از 450 درجه تجاوز نمی‌کند مناسب است. (توجه: تجربه عملی نشان داده است که شیرهای فولاد کربنی با عملیات نیتریدینگ به طور موثر مشکل مقاومت در برابر خوردگی را حل نمی‌کنند و باید از آنها اجتناب شود.)
• فولاد آلیاژی مواد معمولاً انتخاب شده شامل 40Cr، 38CrMoA1A و 20CrMo1V1A است. پس از آبکاری کروم، 40Cr برای آب، بخار، نفت و سایر محیط‌ها با فشار اسمی که از 32 مگاپاسکال تجاوز نمی‌کند و دمایی که از 450 درجه تجاوز نمی‌کند، مناسب است. 38CrMoA1A، پس از عملیات نیتریدینگ، می‌تواند فشار 10 مگاپاسکال را در دمای کاری 540 درجه تحمل کند و معمولاً در شیرهای نیروگاه استفاده می‌شود. 20CrMo1V1A، پس از عملیات نیتریدینگ، می‌تواند فشار 14 مگاپاسکال را در دمای کاری 570 درجه تحمل کند و همچنین معمولاً در شیرهای نیروگاه استفاده می‌شود.

• مواد معمولاً انتخاب شده شامل 2Cr13، 3Cr13، 1Cr17Ni2 و 1Cr18Ni12Mo2Ti است. فولادهای ضد زنگ 2Cr13 و 3Cr13 برای آب، بخار و محیط‌های خورنده ضعیف با فشار اسمی که از 32 مگاپاسکال تجاوز نمی‌کند و دمایی که از 450 درجه تجاوز نمی‌کند، مناسب هستند. آنها را می‌توان از طریق روش‌هایی مانند آبکاری کروم و کوئنچینگ با فرکانس بالا تقویت کرد. شیرهای فولادی ضد زنگ 1Cr17Ni2 می‌توانند در برابر محیط‌های خورنده مقاومت کنند. فولادهای مقاوم در برابر اسید ضد زنگ 1Cr18Ni9Ti و 1Cr18Ni12Mo2Ti در شیرهای با دمای بالا با فشار اسمی که از 6.4 مگاپاسکال تجاوز نمی‌کند و دمایی که از 600 درجه تجاوز نمی‌کند استفاده می‌شوند و همچنین می‌توانند در شیرهای فولادی ضد زنگ با دمایی که از -100 درجه تجاوز نمی‌کند، به ویژه در شیرهای با دمای پایین استفاده شوند. 1Cr18Ni9Ti می‌تواند در برابر اسید نیتریک و سایر محیط‌های خورنده مقاومت کند. 1Cr18Ni12Mo2Ti می‌تواند در برابر اسید استیک و سایر محیط‌های خورنده مقاومت کند. هنگامی که در شیرهای با دمای بالا استفاده می‌شود، 1Cr18Ni9Ti و 1Cr18Ni12Mo2Ti را می‌توان با نیتریدینگ برای بهبود مقاومت در برابر سایش درمان کرد.

• فولاد کروم‌دار بلبرینگ GCr15 انتخاب شده و برای شیرهای فوق‌العاده پرفشار با فشار اسمی که از 300 مگاپاسکال تجاوز نمی‌کند و دمایی که از 300 درجه تجاوز نمی‌کند، مناسب است.مواد زیادی برای ساخت ساقه‌های شیر استفاده می‌شود، از جمله فولاد مقاوم در برابر حرارت مارتنزیتی 4Cr10Si2Mo و فولاد مقاوم در برابر حرارت آستنیتی 4Cr14Ni14W2Mo.مهرهٔ ساقهٔ شیر مستقیماً نیروی محوری ساقهٔ شیر را تحمل می‌کند و با براکت و سایر قطعات شیر اصطکاک دارد. بنابراین، علاوه بر داشتن استحکام کافی، مهرهٔ ساقهٔ شیر به ضریب اصطکاک کم، عدم خوردگی و عملکرد غیر چسبنده نیاز دارد.

آلیاژ نیکل 625 (UNS NO6625) ماده‌ای است با مقاومت عالی در برابر حفره‌دار شدن، شکاف و ترک خوردگی ناشی از خوردگی. این آلیاژ در طیف وسیعی از اسیدهای آلی و معدنی بسیار مقاوم است و استحکام بالایی در دمای بالا از خود نشان می‌دهد. خواص مکانیکی عالی در دماهای بسیار پایین و بسیار بالا. مقاومت برجسته در برابر حفره‌دار شدن، خوردگی شکافی و خوردگی بین‌دانه‌ای. تقریباً عاری از ترک خوردگی ناشی از تنش ناشی از کلرید. مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا تا 1050 درجه سانتی‌گراد. مقاومت خوب در برابر اسیدها، مانند اسید نیتریک، فسفریک، سولفوریک و هیدروکلریک، و همچنین در برابر قلیاها، ساخت قطعات نازک ساختاری با انتقال حرارت بالا را ممکن می‌سازد.

کاربردها

• اجزایی که در معرض آب دریا و تنش‌های مکانیکی بالا هستند.
• تولید نفت و گاز که در آن سولفید هیدروژن و گوگرد عنصری در دمای بیش از 150 درجه سانتی‌گراد وجود دارد.
• اجزای در معرض گاز دودکش یا در کارخانه‌های گوگردزدایی گاز دودکش.
• شعله‌افکن‌ها در سکوهای نفتی فراساحلی.
• فرآوری هیدروکربن از ماسهٔ قیر و شیل نفتی
• پروژه‌های بازیابی.

​

داده‌های ساخت:

آلیاژ 625 را می‌توان به راحتی با روش‌های ساخت استاندارد جوش داد و پردازش کرد، با این حال به دلیل استحکام بالای آلیاژ، در دماهای کار گرم در برابر تغییر شکل مقاومت می‌کند. 

• شکل‌دهی گرم. محدوده دمای کار گرم برای آلیاژ 625 1650–2150 درجه فارنهایت (900–1177 درجه سانتی‌گراد) است. کار سنگین باید تا حد امکان نزدیک به 2150 درجه فارنهایت (1177 درجه سانتی‌گراد) انجام شود، در حالی که کار سبک‌تر می‌تواند تا 1700 درجه فارنهایت (927 درجه سانتی‌گراد) انجام شود. کار گرم باید در کاهش‌های یکنواخت انجام شود تا از ساختار دانهٔ دوبلکس جلوگیری شود
• شکل‌دهی سرد. آلیاژ 625 را می‌توان با روش‌های ساخت استاندارد کار سرد کرد. آلیاژ باید در حالت آنیل شده باشد. میزان سخت شدن کار بیشتر از فولادهای ضد زنگ آستنیتی است.
• جوشکاری. آلیاژ 625 را می‌توان به راحتی با اکثر فرآیندهای استاندارد از جمله GTAW (TIG)، PLASMA، GMAW (MIG/MAG)، SAW و SMAW (MMA) جوش داد. عملیات حرارتی پس از جوشکاری ضروری نیست. برس زدن با یک برس سیمی فولادی ضد زنگ پس از جوشکاری، رنگ حرارتی را از بین می‌برد و یک سطح ایجاد می‌کند که نیازی به ترشی اضافی ندارد.
• ماشین‌کاری. آلیاژ 625 ترجیحاً باید در حالت آنیل شده ماشین‌کاری شود. از آنجایی که آلیاژ 625 مستعد سخت شدن کار است، فقط باید از سرعت‌های برش کم استفاده شود و ابزار برش باید در همه زمان‌ها درگیر باشد. عمق برش کافی برای اطمینان از اجتناب از تماس با ناحیهٔ سخت شدهٔ کار قبلی ضروری است.

ترکیب شیمیایی:

خواص فیزیکی:

خواص حرارتی:

نمودار جریان پردازش: