क्या मिश्र धातु इस्पात गर्मी प्रतिरोधी हैं? ग्रेड और उच्च तापमान सेवा सीमाएँ

क्या मिश्र धातु इस्पात गर्मी प्रतिरोधी हैं?

मिश्र धातु इस्पात कार्बन स्टील है जिसमें गुणों को संशोधित करने के लिए क्रोमियम, मोलिब्डेनम, निकल, वैनेडियम, टंगस्टन, मैंगनीज और सिलिकॉन जैसे तत्वों की नियंत्रित मात्रा को जोड़ा गया है। जोड़ कठोरता, मजबूती और क्रूरता को बदलते हैं, और जब क्रोमियम, सिलिकॉन, एल्यूमीनियम या मोलिब्डेनम सही संतुलन में मौजूद होते हैं तो वे यह भी बदलते हैं कि स्टील उच्च तापमान पर कैसे व्यवहार करता है। क्योंकि मिश्र धातु इस्पात एक सामग्री के बजाय एक परिवार है, गर्मी प्रतिरोध पूरी तरह से ग्रेड, सेवा तापमान और इसमें शामिल वातावरण पर निर्भर करता है।

स्टील में ताप प्रतिरोध वास्तव में तीन गुण एक साथ काम करते हैं। पहला ऑक्सीकरण और स्केलिंग के प्रति प्रतिरोध है: सतह को एक घने, चिपकने वाला ऑक्साइड बनाना चाहिए जो ताजा धातु को छीलने और उजागर करने के बजाय जगह पर रहता है। दूसरा संरचनात्मक स्थिरता है: माइक्रोस्ट्रक्चर को गर्म होने पर नरम या गोलाकार नहीं होना चाहिए और ताकत नहीं खोनी चाहिए। तीसरा है रेंगने की ताकत: सामग्री को तापमान पर निरंतर भार के तहत धीमी, स्थायी विकृति का विरोध करना चाहिए। 4140 जैसे बुझने वाला और टेम्पर्ड मिश्र धातु इस्पात कमरे के तापमान पर बहुत मजबूत हो सकता है, फिर भी लगभग 300 डिग्री से ऊपर अपनी ताकत खो देता है, जबकि क्रोमियम {{6}मोलिब्डेनम पाइप ग्रेड 500 डिग्री से ऊपर दशकों तक विश्वसनीय सेवा दे सकता है।

मिश्र धातु इस्पात में ताप प्रतिरोध को क्या नियंत्रित करता है?

मिश्रधातु तत्व विशिष्ट कार्य करते हैं। क्रोमियम वह तत्व है जो स्टील को हवा में गर्मी प्रतिरोधी बनाता है, क्योंकि यह एक सुरक्षात्मक क्रोमियम ऑक्साइड स्केल को बढ़ावा देता है। मोलिब्डेनम और टंगस्टन गर्म शक्ति और रेंगने के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। वैनेडियम और नाइओबियम स्थिर कार्बाइड बनाते हैं जो मोटेपन का विरोध करते हैं, जो लंबे समय तक एक्सपोज़र में रेंगने की ताकत को बरकरार रखता है। सिलिकॉन और एल्यूमीनियम ऑक्साइड परत निर्माण का समर्थन करते हैं। निकेल ऑस्टेनाइट को स्थिर करता है और तापमान पर कठोरता बनाए रखता है। कम {{6}कार्बन सामग्री भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि अत्यधिक कार्बन वेल्डेबिलिटी को कम करता है और तापमान पर कार्बाइड अस्थिरता को बढ़ावा देता है।

स्टील फ़ैमिली द्वारा विशिष्ट सेवा श्रेणियाँ

नीचे दी गई तालिका पाइप, ट्यूब और दबाव उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले मुख्य परिवारों के लिए उद्योग अभ्यास में उद्धृत सामान्य इंजीनियरिंग श्रेणियों का सारांश प्रस्तुत करती है। वास्तविक स्वीकार्य तनाव मान हमेशा गवर्निंग डिज़ाइन कोड और विशिष्ट ग्रेड विनिर्देश से आते हैं।

जहां ऊष्मा प्रतिरोधी मिश्र धातु इस्पात का उपयोग किया जाता है

बिजली उत्पादन संयंत्रों में बॉयलर ट्यूब, सुपरहीटर और रीहीटर ट्यूबिंग।

रिफाइनरियों, पेट्रोकेमिकल और रासायनिक संयंत्रों में हीट एक्सचेंजर और कंडेनसर ट्यूबिंग।

स्टीम हेडर, हॉट रीहीट और मुख्य स्टीम पाइपिंग जहां क्रीप लाइफ डिजाइन को नियंत्रित करती है।

फर्नेस पार्ट्स, रेडियंट ट्यूब सपोर्ट, रिक्यूपरेटर और उच्च तापमान डक्टिंग।

हॉट वर्क टूलिंग जैसे फोर्जिंग डाई और डाई कास्टिंग इंसर्ट जिन्हें नरम होने से रोकना चाहिए।

ऑटोमोटिव और औद्योगिक निकास घटक जो परिवेश और उच्च तापमान के बीच चक्र करते हैं।

काटना, बनाना और वेल्डिंग नोट्स

ऊष्मा प्रतिरोधी मिश्र धातु इस्पात सख्त और अपघर्षक होता है, इसलिए कटाई आम तौर पर एक अपघर्षक कट ऑफ व्हील, कार्बाइड या द्वि {{2} धातु ब्लेड का उपयोग करके एक बैंड आरी, या मोटे खंडों पर एक प्लाज्मा टॉर्च के साथ की जाती है। काटने की अत्यधिक गर्मी कटे हुए किनारे को ख़राब कर सकती है या माइक्रोक्रैक ला सकती है, इसलिए जहां संभव हो वहां ठंडा करके कटौती लगातार की जानी चाहिए, और प्रभावित क्षेत्र को वेल्डिंग से पहले वापस तैयार किया जाना चाहिए। कम मिश्र धातु ग्रेड के लिए फॉर्मिंग गर्म या एनील्ड स्थिति में की जाती है, क्योंकि मोटे क्रोमियम {{5} मोलिब्डेनम वर्गों की ठंडी फॉर्मिंग दरार कर सकती है।

वेल्डिंग मिलान या समकक्ष भराव धातु चयन, नियंत्रित गर्मी इनपुट और सत्यापित इंटरपास तापमान के साथ गवर्निंग निर्माण कोड का पालन करता है। क्रोमियम {{1}मोलिब्डेनम ग्रेड को आमतौर पर कठोर, दरार वाले संवेदनशील गर्मी प्रभावित क्षेत्रों से बचने के लिए प्रीहीट और पोस्ट {2}वेल्ड हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता होती है, और ऑस्टेनिटिक ग्रेड को संवेदीकरण का विरोध करने के लिए कम कार्बन या स्थिर भराव की आवश्यकता होती है। ग्रेड, ताप इनपुट, जड़ सुरक्षा और सफाई की परवाह किए बिना यह तय करें कि क्या जोड़ क्रीप जीवन को अपेक्षित डिज़ाइन देता है या नहीं।

निरीक्षण बिंदु और सामान्य नुकसान

किसी विशिष्ट ग्रेड और विशिष्टता के बजाय पूरी तरह से गर्मी प्रतिरोधी शब्दों पर आदेश देना।

इस धारणा पर कि किसी भी मिश्र धातु इस्पात से काम चल जाएगा, क्रिटिकल सेवा के लिए निम्न मिश्र धातु ग्रेड को प्रतिस्थापित करना।

स्केलिंग और संक्षारण भत्ते की उपेक्षा करना, जो वास्तव में कई गर्म घटकों के जीवन को समाप्त करता है।

क्रोमियम मोलिब्डेनम जोड़ों पर पोस्ट {{0}वेल्ड हीट ट्रीटमेंट को छोड़ना और कठोर क्षेत्रों को पीछे छोड़ना।

जब डिज़ाइन तापमान लगभग 400 डिग्री से अधिक हो तो उच्च तापमान तन्यता और रेंगना डेटा को अनदेखा करना।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या मिश्र धातु इस्पात गर्मी प्रतिरोधी है?
कुछ मिश्र धातु इस्पात गर्मी प्रतिरोधी हैं, लेकिन अधिकांश नहीं हैं। उपकरण, गियर और संरचनाओं के लिए उपयोग किए जाने वाले सामान्य प्रयोजन मिश्र धातु स्टील्स लगभग 200 से 300 डिग्री से ऊपर तेजी से ताकत खो देते हैं। गर्मी प्रतिरोधी परिवार क्रोमियम - मोलिब्डेनम कम मिश्र धातु ग्रेड, मार्टेंसिटिक और फेरिटिक गर्मी प्रतिरोधी ग्रेड और ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस और गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स हैं।

प्रश्न: कौन सा तत्व स्टील को ऊष्मा प्रतिरोधी बनाता है?
क्रोमियम ऑक्सीकरण प्रतिरोध के लिए प्रमुख तत्व है क्योंकि यह एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड स्केल बनाता है। मोलिब्डेनम, वैनेडियम और नाइओबियम फिर रेंगने की शक्ति प्रदान करते हैं। गर्मी प्रतिरोधी स्टील को सही संयोजन की आवश्यकता होती है, एक भी जोड़ की नहीं।

प्रश्न: क्या मिश्र धातु इस्पात में बाहर जंग लग जाएगी?
हाँ। अधिकांश मिश्र धातु इस्पात में मुख्य तत्व के रूप में लोहा होता है और नमी और ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर ऑक्सीकरण हो जाएगा। केवल जंग प्रतिरोधी ग्रेड जैसे स्टेनलेस और अपक्षय स्टील्स को वायुमंडलीय जंग का विरोध करने के लिए तैयार किया जाता है, और यहां तक ​​कि वे आक्रामक परिस्थितियों में रंग बदल सकते हैं या दागदार हो सकते हैं।

प्रश्न: कार्बन स्टील पाइप का उपयोग किस तापमान तक किया जा सकता है?
एएसटीएम ए106 ग्रेड बी जैसे कार्बन और कार्बन मैंगनीज स्टील आमतौर पर ऑक्सीकरण और ग्रैफाइटिसेशन के कारण निरंतर सेवा में लगभग 425 डिग्री तक सीमित होते हैं। उस स्तर से ऊपर सामान्यतः निम्न मिश्रधातु ग्रेड वाला क्रोमियम-चयन किया जाता है।

प्रश्न: क्या मिश्र धातु इस्पात को काटना कार्बन स्टील की तुलना में कठिन है?
हाँ। मिश्र धातु तत्व कठोर कार्बाइड बनाते हैं, इसलिए मिश्र धातु इस्पात अधिक अपघर्षक होता है और काटने और तेज करने के लिए अधिक प्रतिरोधी होता है। अपघर्षक या कार्बाइड टूलींग का उपयोग करें, गति मध्यम रखें और कट से उत्पन्न गर्मी को नियंत्रित करें।

प्रश्न: गर्मी प्रतिरोधी स्टील और स्टेनलेस स्टील के बीच क्या अंतर है?
वे ओवरलैप करते हैं लेकिन समान नहीं हैं। गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स को मुख्य रूप से तापमान पर ऑक्सीकरण और रेंगने के प्रदर्शन के लिए चुना जाता है, जबकि स्टेनलेस स्टील्स को मुख्य रूप से परिवेश या मध्यम तापमान पर संक्षारण प्रतिरोध के लिए चुना जाता है। टीपी316एच जैसे ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस ग्रेड दोनों भूमिकाएँ निभाते हैं।