Monel K500 Galling qarshiligi: Vana novdalari va nasosning eskirish halqalari uchun material tanlash

Monel K500 (UNS N05500)Bir nechta qotishmalar mos kelishi mumkin bo'lgan kombinatsiya uchun qadrlanadi: dengiz suvi{0}}korroziyaga chidamliligi standart Monel 400 dan qariyb uch baravar yuqori. Biroq, bu mustahkamlik yaxshi hujjatlashtirilgan zaiflik bilan birga keladi -Monel K500, ayniqsa, o'ziga yoki boshqa barcha nikellarga nisbatan osonlikcha o'tadi.{{5} Ushbu maqolada ushbu zaiflik boʻyicha chop etilgan sinov maʼlumotlari koʻrib chiqiladi, uning ortidagi metallurgiya sababi tushuntiriladi va muhandislarga Monel K500 ni vana novdalari, nasos vallari va tutilish uzuklarida tutilish nosozliklarisiz muvaffaqiyatli foydalanish imkonini beruvchi material{7}}juftlik va qattiqlik-differensial strategiyalari bayon etilgan.

Monel K500 Gallingga qarshi turadimi?

Monel K500 oʻzining -ishlovlangan, oʻz-oʻzidan birlashtirilgan holatida - yoʻq, oʻtga chidamliligi past. Nashr qilingan chegara kuchlanishi (TGS) qiymatlari uning 304-toifa, 316-toifa, 17{13}}4 PH va hatto Nitronic 50 ga nisbatan 2 ksi (14 MPa) gacha bo‘lgan yuklarda, xuddi shunday sinov sharoitida o‘tga chidamli qotishmalardan taxminan 5–25 baravar past bo‘lishini ko‘rsatadi.

Bu o'ziga xos, yaxshi hujjatlashtirilgan va birmuncha qarama-qarshi fakt: pervanel vallar va burg'ulash bo'yinbog'lari uchun etarlicha mustahkam bo'lgan nikel qotishmasi oddiy murvatli-bo'g'in yoki toymasin xizmat ko'rsatish yuklari-da kontakt kuchlanishida qattiq moddalarni ushlashi mumkin. Mexanizm, raqamlar va amaliy tuzatishlar quyida batafsil yoritilgan.

Nima uchun Monel K500 Gall juda oson?

Monel K500 bir fazali, markazlashtirilgan-kub nikel-misning qattiq eritmasi boʻlgan, bir-fazali boʻlib, metallning metallga yopishishini oldini olish uchun tabiiy past{5}}ishqalanish oksidi qatlami yoki qattiq ikkinchi fazaga ega boʻlmagani uchun sodir boʻladi; uning yuqori quvvati keyinchalik muammoni yumshoq eskirish orqali tarqatish o'rniga kontakt stressini jamlash orqali murakkablashtiradi.

Galling - bu yopishtiruvchi materialning eskirishi: yuk ostida ikkita metall yuza bir-biriga qarama-qarshi siljiganida, mikroskopik yuqori nuqtalar (pisliklar) bir zumda sovuq-bir-biriga payvandlanishi mumkin. Agar material egiluvchan va egiluvchan bo'lsa,-egiluvchan bo'lsa,{3}}egiluvchan kontakt qirqishdan ko'ra tezroq qayta-payvandlashni davom ettiradi, yirtilgan bo'laklar hosil bo'ladi, yuzalar yanada qo'pollashadi va qismlar ushlanmaguncha ishqalanish o'tib ketadi. Qotishmalarning o'tga chidamliligi odatda ikkita mexanizmdan biri orqali amalga oshiriladi: yalang'och metallni yalang'och metall bilan aloqa qilishdan saqlaydigan qattiq, uzluksiz oksid yoki passiv plyonka (Nitronik 60 kremniy{7}}boy oksidi plyonkasida bo'lgani kabi) yoki sovuq payvandlash va yirtish jarayonlariga qarshilik ko'rsatadigan qattiq ikkinchi fazaga ega mikro tuzilma.

Monel K500 oddiy sirpanishda hech qanday afzalliklarga ega emas. Uning korroziyaga chidamliligi yupqa ftorid- yoki oksidga{3}}asoslangan, ishqalanish natijasida osonlikcha buziladigan passiv plyonkadan, mustahkamligi esa nozik dispersli Ni3(Al,Ti) gamma-birinchi cho‘kmalardan kelib chiqadi, ular qattiqlik va o‘z-o‘zidan o‘z-o‘zidan bir fazali tabiatni o‘zgartirmasdan oquvchanlik kuchini oshiradi. qotishma. Ikkita Monel K500 yuzasi (yoki Monel K500 boshqa nikel{11}}boy qotishmasiga nisbatan) kimyoviy jihatdan deyarli bir xil boʻlganligi sababli, passiv plyonka buzilganidan keyin ikkala sirt ham oʻzaro eruvchanlik va yopishqoqlikka juda moyil boʻladi - Monelning korroziyaga chidamliligini ham oʻz-oʻzidan olib tashlaydi- nikel-yoqilgan-nikelning sirpanishi, ayniqsa sovuq payvandlash-.

Monel K500 uchun nashr etilgan Galling test ma'lumotlari nimani ko'rsatadi?

Standartlashtirilgan tugmalar{0}}va{1}}blokirovka testlarida Monel K500 (eski, ~321 HB) 304-toifa, 316-toifa, 17-4 PH va Nitronic ga nisbatan eng past o‘lchanadigan sinov kuchlanishida (2 ksi / 14 MPa) o‘tdi va Nitronic faqat {91} va undan yuqoriroq {7} ga yetdi. 117 MPa) Nitronic 60 bilan birlashtirilganda,{14}}oʻtga chidamli zanglamaydigan poʻlatdan yasalgan.

Quyida keltirilgan maʼlumotlar Armco (hozirgi HP Alloys) Nitronic 60 mahsulot maʼlumotlari byulletenidan olingan boʻlib, unda tugma{1}}va{2}}blokirovka sinovidan foydalanilgan: aylanuvchi silindrsimon tugma yukning kuchayishi taʼsiri ostida tekis blokga nisbatan bosiladi-7 marta kattalashganda koʻrinadigan gavda paydo boʻlguncha. Ostona kuchlanish stressi (TGS) eng yuqori stress bo'lib, unda hech qanday gallash sodir bo'lmaydi.

1-jadval. Monel K500 ning umumiy klapan va nasos qotishmalariga, moylanmagan tugmalar-va-blok sinovlariga nisbatan chegaraviy gallash kuchlanishi. Manba: Armco/HP Alloys Nitronic 60 Product Data Bulletin.

Ajablanarlisi shundaki, qattiqlikning o'zi 415 HB dagi o'tga chidamlilik. 17-4 PH Monel K500 ga qaraganda ancha qattiqroq ekanligini taxmin qila olmaydi, lekin er-xotin hali ham minimal sinov yukida - o'tib ketishdi, chunki ikkala qotishma ham sirt plyonkalari buzilgandan so'ng, sirpanish kontaktida sovuq-payvandlanishi mumkin. Faqat Nitronic 60 bilan bogʻlanganda, uning oʻtga chidamliligi barqaror oksid plyonkasi va qattiqlikdan koʻra yuqori deformatsiya{7}}qobiliyati tufayli sezilarli yaxshilanishga olib keldi.

Qanday qilib Monel K500 Nitronic 60 va boshqa aşınma qotishmalari bilan toymasin kontaktda solishtiradi?

Oʻzaro{0}}tsilindrlarning aşınmasını tekshirishda oʻz-oʻzidan ulangan Monel K500 materialni Nitronic 60 ga nisbatan 10–20 baravar koʻproq yoʻqotadi va hatto Monel K500 ni oʻxshash boʻlmagan qattiq qotishma bilan birlashtirish ham bu boʻshliqni qisman yopadi.

Ostona galling stressi halokatli yopishtiruvchi nosozlikning boshlanishini aniqlaydi; aşınma-stavkasi sinovi (Taber Met-Abrader, 90 gradus tsilindrlarni kesib o'tgan, 16 lb / 71 N yuk, quruq, havoda) sirpanish davom etayotganda davom etayotgan material yo'qotilishini o'lchaydi. Ikki ma'lumot to'plami izchil hikoyani aytib beradi.

2-jadval. Bir-biriga ulangan va bir-biriga o'xshamaydigan qotishma juftlarning-kiyish mosligi. Manba: Armco/HP Alloys Nitronic 60 Product Data Bulletin, Taber Met-Abrader crossed-silindr testi.

Oʻz-oʻzidan{0}}birlashtirilgan Monel K500 oʻz-oʻzidan ulangan Nitronic 60-ga qaraganda bir siklda taxminan oʻn baravar koʻproq material yoʻqotadi va hatto yuqoriroq sinov tezligida oʻz-oʻzidan ulangan 17-4 PH-yuqorida ham yaxshi ishlaydi. Monel K500 ni oʻxshash boʻlmagan qattiq qotishma (Nitronic 60 yoki Stellite 6B) bilan ulash-oʻz-oʻzidan juftlash bilan solishtirganda eskirishni kamaytiradi, ammo er-xotin hali ham oʻziga qarama-qarshi ishlaydigan qotishmalarning har biriga qaraganda ancha tezroq eskiradi. Dizaynerlar uchun amaliy xulosa: Monel K500 ning Monel K500 ga yoki boshqa nikel qotishmalariga-toyib ketishiga yo'l qo'ymang.

API 610 qattiqligi{1}}Differentsial qoidasi Monel K500 komponentlariga taalluqlimi?

Ha. API 610 aylanish va statsionar eskirish yuzalari oʻrtasida kamida 50 Brinell qattiqlik soni (BHN) boʻlishini talab qiladi (agar ikkalasi ham 400 BHN dan oshmasa) va Sulzerning ichki koʻrsatmalari yanada uzoqroq boʻlib, 100 BHN - ikkalasini ham toʻgʻridan-toʻgʻri Monel K500 ga qoʻllashni tavsiya qiladi, chunki uning qattiqlik darajasini ikki yoshda aniqlash juda oson{7}.

Monel K500 ning alyuminiy{1}}titan yoshi-qattiqlashtiruvchi mexanizmi dizaynerlarga qotishma turkumlarini o'zgartirmasdan, ushbu differensialni yaratish uchun o'rnatilgan-yo'l beradi. Tavlangan holatda Monel K500 odatda 150-200 HB diapazonida ishlaydi; to'liq yoshdagi qattiqlashgandan so'ng, u odatda 250-330 HB (taxminan Rokvell C24-C35) ga etadi, bu yuqoridagi galling testlarida qo'llaniladigan 321 HB / Rockwell C34 yoshiga mos keladi. Bu bir xil qotishmaning yumshatilgan va qarigan holatlari oʻrtasida 100 HB dan ancha yuqori tebranish - Sulzerning 100 BHN boʻyicha qatʼiy tavsiyasini qondirish uchun yetarli boʻlganidan ham koʻproq, agar juftlashuvchi komponentlardan biri yumshatilgan boʻlsa va ikkinchisi toʻliq qarigan boʻlsa.

3-jadval. API 610 va Sulzer qattiqligining -differensial talablari Monel K500 mahsulot qatorida erishilishi mumkin bo'lgan odatdagi qattiqlik diapazoniga nisbatan.

Monel K500 ning xizmat ko'rsatishda qanday-Ulanish strategiyalari to'sqinlik qiladi?

Eng ishonchli strategiyalar: (1) eskirgan Monel K500 ni tavlangan Monel 400 yoki boshqa o'xshash bo'lmagan, pastroq nikel qotishmasi bilan juftlashtirib, haqiqiy qattiqlik va kimyoviy differensialni hosil qilish, (2) nitronik qotishma 60 va nitrotonik qotishmalardan foydalangan holda maqsadli ishlab chiqarilgan{5}}o'rnini bosish. Monel K500 tishli yoki toymasin moslamasiga-qo‘zg‘alishga qarshi aralashma yoki quruq{10}}plyonka/PTFE qoplamasi majburiy yig‘ish bosqichi sifatida, ixtiyoriy ehtiyot chorasi emas.

4-jadval. Monel K500 klapan, nasos va mahkamlagichlar uchun-tanlash va yig'ish bo'yicha amaliy qo'llanma.

Ushbu chora-tadbirlarning hech biri Monel K500 ning korroziyaga chidamliligi va mustahkamlik afzalliklaridan voz kechishni talab qilmaydi - ular faqat dizayn bosqichida o'tga chidamlilikni korroziyaga chidamliligidan alohida bo'g'in yoki aşınma juftligida ishlab chiqish kerakligini tan olishni talab qiladi. Qattiqlik differensialligi, sirt ishlovi yoki moylash materiallarisiz o'ziga-o'z-o'zidan mos keladigan Monel K500 yuqorida ko'rsatilgan konfiguratsiyalardan biri bo'lib, hech qachon sirpanish yoki tishli o'rnatish uchun belgilanmasligi kerak.

Qachon Monel K500 ni tanlash xavfli bo'lishiga qaramay, mantiqiy bo'ladi?

Monel K500 har doim to'g'ri tanlov bo'lib qolsa, agar komponent dengiz suvi, nordon gaz yoki xloridda Monel darajasidagi korroziyaga chidamliligi-bo'lgan kimyoviy xizmat va Moneldan taxminan uch baravar ko'p oquvchanlik kuchiga 400 - kerak bo'lsa, o't o'chirish xavfi yuqoridagi juftlashtirish strategiyalari orqali boshqarilsa, e'tiborga olinmaydi.

Monel K500 ning qiymat taklifi o'ziga xosdir: yuqori{1}}tezlikdagi dengiz suvida juda past korroziya darajasi, nordon{2}}gaz (H2S/CO2) muhitiga qarshilik va -magnit bo'lmagan xatti-harakatlar, bularning barchasi taxminan uch baravar ko'tarilish quvvati va ikki baravar ko'tarilish kuchi bilan birgalikda Monelning 400 sentlik nasosi uchun standart tanlovi bo'lib qoladi. shaftlar, pervanel vali muftalari, valf novdalari va yuqori{7}}oldindan yuklangan dengiz mahkamlagichlari oʻzining oʻtkir sezgirligiga qaramay - pastroq{9}}xarajatga ega boʻlmagan holda, bu muhitda bir xil kuchga-korroziyaga-qarshilik nisbatiga mos kelmaydi. Muhandislik vazifasi Monel K500 dan qochish emas, balki ataylab qarshi choralar ko'rmasdan hech qachon o'z-o'zidan siljish yoki ip o'tkazish so'ralmasligiga ishonch hosil qilishdir.

Tez-tez so'raladigan savollar

Monel K500 ning chegara kuchlanishi qanday?

Oʻz-oʻzidan moslashtirilgan yoki 304-toifa, 316-toifa, 17{6}}4 PH va Nitronic 50 kabi umumiy qotishmalarga qarshi, eski Monel K500 galls-standartlashtirilgan tugma va blok sinovlarida (2 ksi / 14 MPa) eng past sinovdan oʻtgan. Uni Nitronic 60 bilan bog'lash chegarani taxminan 17 ksi (117 MPa) ga oshiradi.

Monel K500 klapan pog'onasida yoki vtulkada o'ziga qarshi ishlashi kerakmi?

Yoʻq. Oʻz-oʻzidan{1}}birlashtirilgan Monel K500 moylanmagan suriluvchi kontaktda deyarli hech qanday oʻtkir chegaraga ega emas. Bir-biriga o'xshamaydigan-qotishma vtulka, birlashtiruvchi qismlar orasidagi qattiqlik differensialligi yoki-tug'ilishga qarshi/sirt bilan ishlov berish har doim belgilanishi kerak.

Monel K500 ning qattiqligining o'zi achchiqlanishiga to'sqinlik qiladimi?

Ishonchli emas. Sinov ma'lumotlari Monel K500 ning minimal sinov yukida, hatto 17-4 PH ga nisbatan ham g'alati ekanligini ko'rsatadi, bu ancha qiyinroq. Qattiqlikka qarshilik ko'proq qattiqlikdan ko'ra, sirt plyonkasi barqarorligi va mikro tuzilishiga bog'liq, ammo haqiqiy qattiqlik farqi (API 610 bo'yicha) hali ham yordam beradi.

Nasos kiyish halqalari uchun API 610 qanday qattiqlik farqini talab qiladi?

Har ikkisi ham 400 BHN dan oshmasa, aylanuvchi va statsionar aşınma yuzalar o'rtasida kamida 50 Brinell qattiqlik raqami (BHN). Sulzerning ichki ishonchlilik yo'riqnomasi 100 BHNni tavsiya qiladi. Monel K500 ning eskirgan{6}}to{7}}qattiqlik diapazoni (taxminan 150–330 HB) bitta qotishma oilasidagi har ikkala qoidani qondira oladi.

Monel K500 ga tegmaslik uchun odatda qaysi qotishma almashtiriladi?

Nitronic 60 (UNS S21800) barqaror oksidli plyonka va yuqori deformatsiya{2}}qattiqlash qobiliyati tufayli juftlashuvchi aşınma yuzasining eng keng tarqalgan o'rnini bosuvchi hisoblanadi. Alyuminiy bronza va 17-4 PH, shuningdek, eski Monel K500 ni tavlangan Monel 400 bilan birlashtirish bilan bir qatorda ishlatiladi.