मिश्र धातु इस्पात पाइप को संक्षारण प्रतिरोधी क्या बनाता है?
मिश्र धातु इस्पात पाइप दो व्यापक परिवारों को कवर करता है। कम मिश्र धातु पाइप, जैसे कि एएसटीएम ए335 और जीबी/टी 5310 में क्रोमियम मोलिब्डेनम ग्रेड, मुख्य रूप से ऊंचे तापमान की ताकत और हाइड्रोजन सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें कुल मिश्र धातु सामग्री आम तौर पर पांच प्रतिशत से कम होती है। एएसटीएम ए312 में ऑस्टेनिटिक ग्रेड और एएसटीएम ए790 में डुप्लेक्स ग्रेड सहित उच्च मिश्र धातु और स्टेनलेस पाइप, एक स्थिर निष्क्रिय फिल्म बनाने के लिए लगभग ग्यारह प्रतिशत या उससे अधिक क्रोमियम पर निर्भर करते हैं। दोनों परिवारों में संक्षारण व्यवहार सतह फिल्म के रसायन विज्ञान द्वारा तय किया जाता है, यांत्रिक शक्ति से नहीं।
क्रोमियम प्रमुख तत्व है. यह ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके एक पतली, स्व-मरम्मत करने वाली क्रोमियम ऑक्साइड परत बनाती है जो स्टील को पर्यावरण से अलग करती है। निकेल ऑस्टेनिटिक संरचना को स्थिर करता है और हल्के से कम करने वाले और क्षारीय मीडिया में प्रतिरोध में सुधार करता है, जबकि मोलिब्डेनम क्लोराइड असर वाले वातावरण में गड्ढे और दरार के हमले के प्रतिरोध में उल्लेखनीय सुधार करता है। नाइट्रोजन, टाइटेनियम और नाइओबियम को आगे स्थिरीकरण के लिए या इंटरग्रेनुलर हमले के प्रतिरोध के लिए जोड़ा जाता है।
प्रतिरोध की ग्रेडिंग: PREN और मिश्र धातु सामग्री
पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या विभिन्न ग्रेडों में क्लोराइड प्रतिरोध की तुलना करने का स्वीकृत तरीका है। इसकी गणना इस प्रकार की जाती है कि PREN क्रोमियम सामग्री और मोलिब्डेनम सामग्री का 3.3 गुना और नाइट्रोजन सामग्री का 16 गुना, सभी द्रव्यमान प्रतिशत के बराबर है। अधिक संख्या वाले ग्रेड पिटिंग शुरू होने से पहले उच्च क्लोराइड स्तर और उच्च तापमान को सहन करते हैं, और समुद्री जल या क्लोराइड प्रक्रिया धाराओं के लिए ग्रेड का चयन करते समय उसी सूचकांक का उपयोग किया जाता है।
| परिवार | विशिष्ट मिश्र धातु सामग्री | संक्षारण शक्ति | विशिष्ट मानक |
|---|---|---|---|
| कार्बन और कम मिश्र धातु | क्रोमियम प्लस मोलिब्डेनम लगभग पांच प्रतिशत तक | केवल वायुमंडलीय और उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध | एएसटीएम ए335, जीबी/टी 5310, एन 10216-2 |
| ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस | निकेल और मोलिब्डेनम के साथ क्रोमियम लगभग 18 प्रतिशत | सामान्य और ऑक्सीकरण मीडिया, सीमित क्लोराइड पिटिंग प्रतिरोध | एएसटीएम ए312, एएसटीएम ए213, एन 10216-5 |
| डुप्लेक्स स्टेनलेस | मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन के साथ क्रोमियम लगभग 22 प्रतिशत | उच्च क्लोराइड पिटिंग और उच्च शक्ति के साथ तनाव संक्षारण प्रतिरोध | एएसटीएम ए790, एएसटीएम ए928, एन 10216-5 |
| सुपर ऑस्टेनिटिक और निकल मिश्र धातु | क्रोमियम, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन उच्च स्तर पर | गंभीर क्लोराइड और एसिड सेवा को कम करना | एएसटीएम बी677 और संबंधित उत्पाद मानक |
संक्षारण रूप व्यवहार में मायने रखते हैं
समान संक्षारण, मिश्रधातु सामग्री और माध्यम की ऑक्सीकरण या कम करने वाली प्रकृति द्वारा नियंत्रित होता है।
गड्ढों और दरारों का क्षरण, क्लोराइड द्वारा और गास्केट, जमाव और वेल्ड स्पैटर के तहत स्थिर स्थितियों से प्रेरित होता है।
इंटरग्रेनुलर जंग, अस्थिर ऑस्टेनिटिक ग्रेड की संवेदनशील तापमान सीमा में क्रोमियम कार्बाइड अवक्षेपण के कारण होता है, और कम कार्बन या स्थिर ग्रेड से बचा जाता है।
तनाव संक्षारण क्रैकिंग, ऑस्टेनिटिक ग्रेड में ऊंचे तापमान पर क्लोराइड और तन्य तनाव द्वारा बढ़ावा दिया गया, और डुप्लेक्स और उच्च मोलिब्डेनम ग्रेड द्वारा बेहतर प्रतिरोध किया गया।
असमान मिश्रधातुओं के बीच संक्रमण पर गैल्वेनिक संक्षारण, सही इन्सुलेशन द्वारा और कैथोड से एनोड क्षेत्र अनुपात को छोटा रखकर प्रबंधित किया जाता है।
कटाव संक्षारण, जहां उच्च प्रवाह वेग सुरक्षात्मक फिल्म को नष्ट कर देता है, चुने हुए ग्रेड के लिए वेग को सीमित करके नियंत्रित किया जाता है।
सही ग्रेड का चयन और प्रसंस्करण
चयन माध्यम से शुरू होता है: संरचना, क्लोराइड स्तर, हाइड्रोजन सल्फाइड आंशिक दबाव, तापमान, प्रवाह वेग और स्थिर क्षेत्रों की उपस्थिति। गीली हाइड्रोजन सल्फाइड सेवा के लिए, आईएसओ 15156 क्षेत्र के अनुसार स्वीकार्य मिश्र धातु परिवारों और कठोरता सीमाओं को निर्धारित करता है, और ग्रेड को केवल ताकत के आधार पर चुने जाने के बजाय उन सीमाओं के अनुरूप योग्य होना चाहिए। ऊंचे तापमान वाले हाइड्रोजन और भाप सेवा के लिए, एएसटीएम ए335 में क्रोमियम मोलिब्डेनम ग्रेड को डिज़ाइन तापमान द्वारा चुना जाता है, तापमान बढ़ने पर उच्च क्रोमियम ग्रेड का उपयोग किया जाता है।
प्रसंस्करण संक्षारण प्रदर्शन को भी प्रभावित करता है। स्टेनलेस पाइप को मिलान या अधिक मिश्रित भराव के साथ वेल्ड किया जाना चाहिए, संवेदनशीलता से बचने के लिए गर्मी इनपुट को नियंत्रित किया जाना चाहिए, और वेल्ड और गर्मी प्रभावित क्षेत्र को गर्मी टिंट से साफ किया जाना चाहिए, फिर अचार और निष्क्रिय किया जाना चाहिए ताकि निष्क्रिय फिल्म बहाल हो सके। क्रोमियम मोलिब्डेनम पाइप को कठोर और दरार संवेदनशील गर्मी प्रभावित क्षेत्रों से बचने के लिए योग्य प्रक्रिया के अनुसार नियंत्रित प्रीहीट और पोस्ट वेल्ड हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता होती है। तैयार पाइप को भंडारण और रख-रखाव के दौरान कार्बन स्टील संदूषण से बचाया जाना चाहिए, क्योंकि एम्बेडेड लोहे के कण गड्ढे की शुरुआत स्थल बन जाते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न: मिश्रधातु इस्पात पाइप में गड्ढे बनने से रोकने के लिए कौन सा तत्व सबसे अधिक कार्य करता है?
मोलिब्डेनम. यह क्लोराइड बेयरिंग मीडिया में निष्क्रिय फिल्म को स्थिर करता है, यही कारण है कि यह नाइट्रोजन के बाद पिटिंग प्रतिरोध समकक्ष संख्या में सबसे अधिक भार वहन करता है।
प्रश्न: गर्म क्लोराइड सेवा में ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस पाइप क्यों टूट जाता है?
बढ़े हुए तापमान पर क्लोराइड और तन्य तनाव ऑस्टेनिटिक ग्रेड में तनाव संक्षारण दरार का कारण बनते हैं। डुप्लेक्स या उच्च मोलिब्डेनम ग्रेड, या कम ऑपरेटिंग तापमान, सामान्य उपचार हैं।
प्रश्न: वेल्डिंग के बाद अंतरकणीय क्षरण का क्या कारण है?
संवेदनशील तापमान सीमा में क्रोमियम कार्बाइड अवक्षेपण क्रोमियम को अनाज की सीमाओं से हटा देता है। निम्न कार्बन ग्रेड, या टाइटेनियम और नाइओबियम स्थिर ग्रेड का उपयोग किया जाता है, जहां वेल्डिंग के बाद उस श्रेणी में सेवा की जाती है।
प्रश्न: क्या निम्न मिश्र धातु क्रोमियम मोलिब्डेनम पाइप संक्षारण प्रतिरोधी हैं?
वे जलीय संक्षारण के बजाय उच्च तापमान ऑक्सीकरण और हाइड्रोजन हमले का विरोध करते हैं। गीली या अम्लीय सेवा में इसके स्थान पर स्टेनलेस या डुप्लेक्स ग्रेड की आवश्यकता होती है।
प्रश्न: वेल्डिंग के बाद स्टेनलेस पाइप को कैसे साफ करना चाहिए?
हीट टिंट और एम्बेडेड आयरन को हटा दें, फिर अचार बनाएं और जोड़ को निष्क्रिय करें ताकि क्रोमियम ऑक्साइड फिल्म पूरी तरह से ठीक हो जाए। कार्बन स्टील के उपकरण और पीसने वाले पहियों का उपयोग कभी भी स्टेनलेस सतहों पर नहीं किया जाना चाहिए।
