برگه های آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل سختی برای دمای پایین
مقدمه جامع به صفحه های آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل
صفحه های آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل یک نوع صفحه آلیاژ تخصصی با نیکل به عنوان ماتریس (معمولا حاوی ≥ 50٪ نیکل) ، با اضافه کردن عناصر آلیاژ مانند کروم، مس،مولیبدنآنها به طور خاص برای محیط های کریوجنیک از -40 °C تا -273 °C (نزدیک صفر مطلق) طراحی شده اند.ارزش اصلی آن ها در حل مشکل شکست شکننده فلزات معمولی (eبه عنوان مثال، فولاد کربن، فولاد ضد زنگ استاندارد) در دمای پایین،در حالی که همزمان مقاومت در برابر خوردگی و ثبات مکانیکی را تضمین می کند، آنها را مواد ضروری در مهندسی کریوجنیک می کنددر زیر مقدمه ای دقیق از ابعاد کلیدی ارائه شده است:
I. ویژگی های عملکرد اصلی: مزایای کلیدی برای سازگاری کریوجنیک
طراحی عملکرد صفحه های آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل به طور کامل بر "قابلیت سازگاری کریوجنیک" متمرکز است، با مزایای اصلی متمرکز بر سه جنبه زیر:
1.سختي هاي خارق العاده اي براي پيشگيري از شکستگی هاي شکننده
فلزات معمولی در دمای پایین به دلیل کاهش تحرک اتمی، کاهش شدید در سختی (که به عنوان "شکستگی سرد" شناخته می شود) را تجربه می کنند و حتی در اثر ضربه های جزئی ممکن است شکسته شوند. در مقابل،آلیاژ های کریوجنیک مبتنی بر نیکل ساختار کریستالی خود را از طریق تنظیم عنصر آلیاژ تنظیم می کنندحتی در درجه -196 درجه سانتیگراد یا -253 درجه سانتیگراد، آنها مقاومت ضربه عالی را حفظ می کنند و به عنوان تضمین اصلی برای "مقاومت شکستگی شکننده" در ظروف و لوله های کریوجنیک عمل می کنند.
2.توازن قدرت بالا و انعطاف پذیری
در محیط های کریوژنیک، مواد نه تنها باید "غیر شکننده" باشند بلکه باید در برابر فشار یا نیروهای خارجی مقاومت کنند.این صفحه های آلیاژ دارای مقاومت کششی 500-1000 MPa در دمای اتاق هستند.، با افزایش بیشتر قدرت در دمای پایین (بدون کاهش سختی همراه). در همین حال طول کششی آنها در 20٪ ٪ 40٪ باقی می ماند.که آنها را قادر به تحمل فشار کار تجهیزات کریوجنیک در حالی که در حال پذیرفتن فرآیندهای شکل گیری مانند جوش و خم کردن است.
3مقاومت در برابر خوردگی طیف گسترده برای سناریوهای پیچیده
مهندسی کریوجنیک اغلب شامل رسانه های خوردنی است. آلیاژ های کریوجنیک مبتنی بر نیکل از طریق اثر همبستگی عناصر آلیاژ مقاومت در برابر خوردنی را به دست می آورند:
▶ کروم مقاومت در برابر اکسیداسیون و اسید ها را افزایش می دهد.
▶کاپر مقاومت در برابر آب دریا و خوردگی اسید سولفوریک رقیق را افزایش می دهد.
▶مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی یون های کلرید را افزایش می دهد.
II. درجه و ویژگی های آلیاژ معمولی
صفحه های آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل شامل چندین درجه هستند که با تمرکز عملکرد کمی متفاوت به دلیل نسبت عناصر آلیاژ متفاوت است.سه درجه زیر رایج ترین نمایندگان مورد استفاده در صنعت هستند::
| درجه ی معمولی |
عناصر آلیاژ هسته |
تمرکز عملکرد کریوجنیک |
تفاوت سناریوهای کاربرد |
| نیکل 201 |
Ni≥99.6٪ + مقدار کم کم Cu |
سختی عالی در -273 °C، غیر مغناطیسی، خلوص بالا |
کریوجنیک بسیار خالص
(اتاق های ابررسان، مخازن هلیوم مایع)
|
| مونل 400 |
نی 63٪ تا 67٪ + Cu 28٪ تا 34٪ |
انرژی ضربه ≥250J در -196°C، مقاومت آب دریا/اسید رقیق شده |
کریوجنیک + خوردگی
(انبوهی دریایی، قطعات خنک کننده کشتی LNG)
|
| انکونل 625 |
Ni≥58٪ + Cr 20٪ -23٪ + Mo 8٪ -10٪ |
مقاومت کششی ≥900MPa در -196°C، مقاومت قوی در برابر خوردگی |
کریوجنیک + فشار بالا + خوردگی قوی (ریاکتورهای شیمیایی، لوله های هوافضا) |
III. زمینه های کاربردی اصلی: تمرکز بر سناریوهای مهندسی کریوجنیک حیاتی
استفاده از صفحات آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل به طور نزدیک به زمینه هایی که نیاز به "کاربرد کریوجنیک پایدار با" الزامات ایمنی و قابلیت اطمینان بالا دارند، مرتبط است." که عمدتاً چهار دسته را پوشش می دهد:
1زنجیره صنعتی گاز طبیعی مایع (LNG)
این اصلی ترین سناریوی کاربرد است: استفاده شده در سطل مخزن مخزن LNG، "تکاملات جایگزین / پشتیبانی فولادی Invar" برای حامل های LNG،و لوله های کریوجنیک و فلنج های دریچه در ایستگاه های پر کردن LNG.
2هوافضا و دفاع ملی
برای سیستم های سوخت کریوجنیک (هیدروژن مایع، اکسیژن مایع): مانند لوله های انتقال سوخت کریوجنیک برای موتورهای موشک، صفحه های شیر کریوجنیک برای سیستم های کنترل موقعیت ماهواره ای،و اجزای سیستم خنک کننده کریوجنیک برای زیردریایی های هسته ایاین کاربردهای کاربردی نیاز به رضایت همزمان از الزامات "در دمای بسیار پایین + وزن کم + مقاومت در برابر ارتعاش" دارند.
3صنایع شیمیایی و انرژی
استفاده می شود در تجهیزات فرآوری با دمای پایین: مانند برج های جداسازی با دمای پایین (-100 °C و کمتر) در واحدهای ترکابی اتیلن،تجهیزات شستشوی متانول با دمای پایین (مقاوم متانول و خوردگی کریوجنیک) در صنعت شیمیایی زغال سنگ، و مخازن ذخیره هیدروژن مایع (-253 ° C) در صنعت انرژی هیدروژن. آنها پایه "کار مداوم" فرآیندهای شیمیایی با دمای پایین را تشکیل می دهند.
4حوزه های ابررسان و تحقیقات علمی
پشتیبانی از محیط کریوجنیک تجهیزات ابررسان: مانند صفحه های اتاق کریوجنیک برای آهنرباهای ابررسان (MRI رزونانس مغناطیسی هسته ای،شتاب دهنده های ذرات) و اجزای مهر و موم برای دستگاه های آزمایشی با دمای پاییناین ها نیاز به حفظ عدم مغناطیس و عملکرد محکم در محیط های نزدیک به صفر مطلق دارند.
IV. ویژگی های پردازش و تولید
پردازش صفحه های آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل پیچیده تر از فلزات معمولی است و نیاز به فرآیندهای تخصصی دارد. ویژگی های اصلی عبارتند از:
▶قابل جوش: واردات گرمای کنترل شده
جوشکاری به راحتی می تواند باعث خوردگی بین دانه ای یا ترک داغ به دلیل دماهای بالا شود. جوشکاری محافظ گاز بی اثر (TIG / MIG) به طور معمول استفاده می شود،با کنترل دقیق جریان جوشکاری و دمای میان مسیر (معمولا ≤ 150°C)برای برخی از درجه ها، پس از جوشکاری گرمایش دمای پایین برای از بین بردن استرس داخلی مورد نیاز است.
▶تشکیل پذیری: کار سرد به عنوان روش اصلی
فرآیندهای کار سرد مانند خم کردن و پرتاب در دمای اتاق امکان پذیر است (به دلیل طول کششی بالا).پس از فرآوری سرد برای بازگرداندن انعطاف پذیری و جلوگیری از ترک شدن در پردازش بعدی، "برخوردگی متوسط" مورد نیاز است.دمای کار گرم باید بین 1000-1200 درجه سانتیگراد کنترل شود، با خنک شدن آهسته برای جلوگیری از بارش فاز های مضر در مرزهای دانه.
▶معالجه حرارتی: تنظیم عملکرد سفارشی
فرآیند های درمان حرارتی با درجه متفاوت است: به عنوان مثال، نیکل 201 اغلب تحت "تخلیه محلول (حفاظت در 900 ≈ 950 ° C و پس از آن خنک شدن سریع) " برای تثبیت خلوص و سختی قرار می گیرد.اینکونل 625 از طریق "معالجه پیری" برای سازگاری با سناریوهای فشار بالا، افزایش قدرت کریوجنیک بیشتری را به دست می آورد..
V. تفاوت های اصلی از مواد کریوجنی دیگر
در مهندسی کریوجنیک، صفحات آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل اغلب با "فولاد ضد زنگ آستنتیک (به عنوان مثال 304L، 316L) " و "آلیاژ آلومینیوم کریوجنیک (به عنوان مثال 5083) " مقایسه می شوند." عدم قابل تعويض بودن آنها در اين موارد منعکس شده است:
| ابعاد مقایسه |
آلیاژ های کریوجنیک مبتنی بر نیکل |
فولاد ضد زنگ استنیتیک |
آلیاژهای آلومینیوم کریوجنیک |
| حداقل دمای سرویس |
-273 درجه سانتیگراد
(نزديک به صفر مطلق)
|
≥-196°C
(در دمای پایین تر شکننده است)
|
≥-100°C
(مقاومت کریوجنیک ناکافی)
|
| سختی کریوجنیک |
عالی بود
(بدون تخریب)
|
تخریب سختی |
هم قدرت و هم انعطاف پذیری کاهش می یابد |
| مقاومت در برابر خوردگی |
مقاوم به اسید، نمک، آب دریا |
مقاومت عمومی در برابر خوردگی
(حساس به کلروژن)
|
مقاوم به خوردگی جوی
(حساس به اسيد قوي)
|
| سناریوهای کاربردی اصلی |
دمای بسیار پایین، خوردگی بالا، فشار بالا |
دمای متوسط و پایین
(-40°C تا -196°C) ، خوردگی کم
|
دمای متوسط کم، سبک وزن، خوردگی کم |
به طور خلاصه، صفحه های آلیاژ کریوجنیک مبتنی بر نیکل تنها انتخاب قابل اعتماد هستند که دمای محیط زیر -196 °C است، یا زمانی که نیاز به خوردگی قوی یا فشار بالا وجود دارد.
"دينگسکو"کل زنجیره تولید:
ذوب کردن → جعل کردن → درمان حرارتی → ماشینکاری → خروجی گرم
تضمین پایه در ذوب و جعل:
کوره های VIM اطمینان از خلوص آلیاژ را تضمین می کنند؛ کوره های ESR بیشتر ساختار داخلی را بهینه می کنند.ایجاد یک پایه بدون نقص برای پردازش پایین و کنترل خواص مواد در منبع.
کنترل دقیق در پردازش میانگین:
درمان حرارتی برای آلیاژ ها سفارشی شده است. ماشینکاری CNC باعث شکل گیری با دقت بالا می شود و قطعات نیمه آماده را تولید می کند تا اطمینان حاصل شود که بیلت های پیش اکستروزون با مشخصات شکل گیری مطابقت دارند.
3قیمت همبستگی اکستروژن گرم با فرآیند کامل:
دستگاه جدید فشار گرم بخشی از یک سیستم یکپارچه است: آلیاژ های خالص (VIM / ESR) ، میکروسروکتورهای تراکمو عملکرد گرمایی درمان شده به طور کلی امکان اکستروژن پایدار آلیاژ های سخت شکل را فراهم می کندتولید قطعات پیچیده: لوله های بدون درز، پروفایل ها؛ استفاده از مواد 15-20٪ افزایش می یابد.
تضمین کیفیت و تحویل:
هر دسته با گواهینامه EN 10204 Type 3.1 عرضه می شود، که توسط تیم QC داخلی ما بازرسی می شود.و ارائه تولید سفارشی بر اساس نقشه با آزمایش نمونه در دسترس.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
