1. N08904 এবং N08926 এর মতো সুপার অস্টেনিটিক্সের মূল দর্শন স্ট্যান্ডার্ড স্টেইনলেস স্টিলের সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করছে। এই সীমাবদ্ধতাগুলি কী এবং কীভাবে এই গ্রেডগুলির মৌলিক খাদ নকশা তাদের সমাধান করে?
স্ট্যান্ডার্ড 300-সিরিজের স্টেইনলেস স্টিল যেমন 304 এবং 316 হল ওয়ার্কহর্স কিন্তু দুটি সাধারণ ক্ষয়কারী পরিস্থিতিতে বিপর্যয়মূলকভাবে ব্যর্থ হয়:
ক্লোরাইড-প্ররোচিত পিটিং এবং ক্রাইভস ক্ষয়: ক্লোরাইড আয়ন (Cl⁻) স্ট্যান্ডার্ড স্টেইনলেস স্টিলের প্রতিরক্ষামূলক প্যাসিভ ক্রোমিয়াম অক্সাইড (Cr₂O₃) স্তরকে আক্রমণ করে এবং ভেঙে দেয়, যা অত্যন্ত স্থানীয়করণ, অনুপ্রবেশকারী আক্রমণের দিকে পরিচালিত করে।
স্ট্রেস ক্ষয় ক্র্যাকিং (SCC): ক্লোরাইড, তাপমাত্রা এবং প্রসার্য চাপের সম্মিলিত উপস্থিতি (প্রয়োগ করা বা অবশিষ্ট) অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের ভঙ্গুর, বিপর্যয়কর ব্যর্থতার কারণ হতে পারে।
সুপার অস্টেনিটিক সমাধান: "PREn" নম্বর
খাদ নকশা এই ব্যর্থতা একটি সরাসরি, পরিমাণগত প্রতিক্রিয়া. মূল হচ্ছে পিটিং রেজিস্ট্যান্স ইকুইভালেন্ট নম্বর (PREn) সর্বোচ্চ করা। সবচেয়ে সাধারণ সূত্র হল:
PREn=%Cr + 3.3*(%Mo) + 16*(%N)
UNS N08904 (904L): ~20% Cr, ~4.5% Mo, এবং ~0.1% N রয়েছে। এটি এটিকে ~20 + 14.9 + 1.6=36.5. এর একটি PREn দেয় এটি ছিল 316 স্টেইনলেস (PREn ~26) থেকে একটি বিপ্লবী পদক্ষেপ, যা ক্লোরাইডের অনেক ভালো প্রতিরোধের প্রস্তাব করে।
UNS N08926 (ওরফে অ্যালয় 926, 6Mo): এতে ~21% Cr, ~6.5% Mo, এবং ~0.2% N রয়েছে। এটি এটিকে ~21 + 21.5 + 3.2=45.7. এর PREn দেয়
উল্লেখযোগ্যভাবে মলিবডেনাম (Mo) এবং নাইট্রোজেন (N) বৃদ্ধি করে, এই সংকরগুলি অনেক বেশি স্থিতিশীল এবং স্থিতিস্থাপক প্যাসিভ ফিল্ম তৈরি করে যা ক্লোরাইড আক্রমণের জন্য অত্যন্ত প্রতিরোধী। উচ্চ নিকেল (Ni) বিষয়বস্তু, উভয়ের মধ্যে ~25%, একটি স্থিতিশীল অস্টেনিটিক মাইক্রোস্ট্রাকচার নিশ্চিত করে এবং ক্লোরাইড স্ট্রেস ক্ষয় ক্র্যাকিং (CSCC) এর প্রতিরোধকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে।
2. UNS N08926-এর N08904-এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি PREn আছে। কোন নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলি আরও ব্যয়বহুল N08926 ব্যবহারকে সমর্থন করে এবং কোন পরিস্থিতিতে N08904 যথেষ্ট হতে পারে?
N08904 এবং N08926 এর মধ্যে পছন্দ হল একটি ক্লাসিক খরচ-বনাম-পারফরম্যান্সের সিদ্ধান্ত, পরিবেশের তীব্রতা দ্বারা নির্ধারিত।
UNS N08904 (904L) সাধারণত এর জন্য যথেষ্ট:
পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড পরিষেবা: এটি মূলত রাসায়নিক শিল্পে সালফিউরিক অ্যাসিড পরিচালনার জন্য তৈরি করা হয়েছিল। এর উচ্চ নিকেল এবং তামার উপাদান বিস্তৃত ঘনত্ব এবং তাপমাত্রা জুড়ে চমৎকার প্রতিরোধের ব্যবস্থা করে।
পরিমিত ক্লোরাইড পরিবেশ: পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় সামুদ্রিক জল পরিচালনা, নিম্ন ক্লোরাইড স্তর সহ শীতল জলের ব্যবস্থা এবং রাসায়নিক ও ওষুধ শিল্পে বিভিন্ন প্রক্রিয়া প্রবাহ যেখানে ক্লোরাইড উপস্থিত থাকে কিন্তু অপ্রতিরোধ্য নয়।
ফাইন গ্যাস ডিসালফারাইজেশন (FGD) সিস্টেম: এই সিস্টেমগুলির নির্দিষ্ট কিছু বিভাগে যেখানে অম্লতা, ক্লোরাইড এবং ক্ষয়গুলির সংমিশ্রণ উপস্থিত থাকে।
UNS N08926 (6% Mo alloy) আরও গুরুতর পরিষেবার জন্য ন্যায়সঙ্গত:
ঘনীভূত সামুদ্রিক জল এবং অফশোর অ্যাপ্লিকেশন: সমুদ্রের জলের ইনজেকশন সিস্টেম, কাঁচা সমুদ্রের জল দ্বারা শীতল করা হিট এক্সচেঞ্জার এবং অফশোর প্ল্যাটফর্ম এবং জাহাজগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। উচ্চতর Mo এবং N বিষয়বস্তু সামুদ্রিক বায়োফিল্মের উপস্থিতিতে পিটিং এর বিরুদ্ধে নিরাপত্তার অনেক বড় মার্জিন প্রদান করে, যা অত্যন্ত অম্লীয়, ক্লোরাইড-ঘনিষ্ঠ মাইক্রো-পরিবেশ তৈরি করতে পারে।
হাইপারক্লোরিনযুক্ত জল: ক্লোরাইড সহ ব্লিচ (সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট) বা অন্যান্য শক্তিশালী অক্সিডাইজার জড়িত সিস্টেম।
আরও আক্রমনাত্মক রাসায়নিক প্রক্রিয়া পরিবেশ: যেখানে প্রক্রিয়ার অবস্থার মধ্যে উচ্চ ক্লোরাইডের মাত্রা, উচ্চ তাপমাত্রা এবং কম পিএইচ জড়িত, সেখানে পিটিং এবং ফাটল ক্ষয় রোধ করার জন্য N08926-এর উচ্চ PREn প্রয়োজন। এর মধ্যে কিছু গুরুতর বর্জ্য জল চিকিত্সা এবং সজ্জা এবং ব্লিচ উদ্ভিদ অ্যাপ্লিকেশন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
সিদ্ধান্তটি ক্লোরাইডের ঘনত্ব, তাপমাত্রা, পিএইচ এবং ফাটলের উপস্থিতির মতো কারণগুলির দ্বারা পরিচালিত হয়। N08926 সবচেয়ে জটিল এবং দুর্গম সরঞ্জামগুলির জন্য একটি শক্তিশালী নিরাপত্তা মার্জিন অফার করে।
3. ঢালাই হল একটি জটিল বানোয়াট পদক্ষেপ যা একটি উপাদানের জারা প্রতিরোধের সাথে আপস করতে পারে। N08904 এবং N08926 ঢালাইয়ের নির্দিষ্ট চ্যালেঞ্জগুলি কী কী এবং তাদের "সুপার" বৈশিষ্ট্যগুলি সংরক্ষণের জন্য সর্বোত্তম অনুশীলনগুলি কী কী?
এই মিশ্রণগুলিকে ঢালাই করার জন্য দুটি প্রাথমিক সমস্যা এড়াতে সূক্ষ্ম পদ্ধতির নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন: ক্রোমিয়াম কার্বাইড বৃষ্টিপাত এবং গৌণ পর্যায়গুলির গঠন।
চ্যালেঞ্জ:
সংবেদনশীলতা: যদিও তাদের উচ্চ Cr বিষয়বস্তু সাহায্য করে, যদি ঢালাই তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল (HAZ) ~550-950 ডিগ্রি তাপমাত্রার পরিসরে সময় কাটায়, ক্রোমিয়াম কার্বাইড (Cr₂₃C₆) শস্যের সীমানায় বর্ষণ করতে পারে। এটি ক্রোমিয়ামের আশেপাশের ম্যাট্রিক্সকে ক্ষয় করে দেয়, যা অগ্রাধিকারমূলক ক্ষয় (ইন্টারগ্রানুলার অ্যাটাক) জন্য একটি পথ তৈরি করে।
আন্তঃধাতু পর্যায়গুলির গঠন: N08926-এ, উচ্চ Mo বিষয়বস্তু এটিকে ভঙ্গুর, ক্ষয়{1}}সংবেদনশীল আন্তঃধাতু পর্যায়গুলি যেমন চি (χ) এবং সিগমা (σ) গঠনের জন্য সংবেদনশীল করে তোলে যদি গুরুত্বপূর্ণ তাপমাত্রা সীমার মধ্য দিয়ে শীতল হওয়ার হার খুব ধীর হয়। এই পর্যায়গুলি ম্যাট্রিক্স থেকে Mo এবং Cr কেও কমিয়ে দেয়, যা পিটিং প্রতিরোধকে মারাত্মকভাবে হ্রাস করে।
এই ঝুঁকিগুলি কমানোর জন্য সর্বোত্তম অনুশীলনগুলি:
অতিরিক্ত-অ্যালোয়েড ফিলার মেটালের ব্যবহার: যে কোনো সম্ভাব্য বিচ্ছিন্নতা বা ক্ষতির জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য বেস মেটালের তুলনায় উচ্চতর অ্যালয় কন্টেন্ট সহ ফিলার মেটাল ব্যবহার করা।
N08904-এর জন্য, একটি সাধারণ পছন্দ হল একটি Ni-Cr-Mo খাদ যেমন ER385 (UNS N06845), যাতে 904L-এর থেকে উচ্চতর Mo সামগ্রী রয়েছে।
N08926 এর জন্য, পছন্দের ফিলারটি সাধারণত ERNiCrMo-3 (অ্যালয় 625) বা ERNiCrMo-4 (অ্যালয় C276)। এই নিকেল-ভিত্তিক ফিলারগুলি Cr, Mo, এবং N-এ "ওভার-ম্যাচড" হয়, এটি নিশ্চিত করে যে ওয়েল্ড ধাতুর মূল উপাদানের তুলনায় উচ্চতর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, এমনকি কিছু মাইক্রোসেগ্রেশন থাকা সত্ত্বেও।
কন্ট্রোল হিট ইনপুট: গ্যাস টাংস্টেন আর্ক ওয়েল্ডিং (GTAW/TIG) বা পালসড গ্যাস মেটাল আর্ক ওয়েল্ডিং (GMAW/MIG) এর মতো কম তাপ ইনপুট ওয়েল্ডিং কৌশল ব্যবহার করুন। নিম্ন তাপ ইনপুট এইচএজেডের ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রা পরিসরে ব্যয় করা সময়কে কমিয়ে দেয়, ক্ষতিকারক পর্যায়গুলির গঠন প্রতিরোধ করে।
ইন্টারপাস তাপমাত্রা বজায় রাখুন: একটি কঠোর সর্বোচ্চ আন্তঃপাস তাপমাত্রা (প্রায়ই 100 ডিগ্রি / 212 ডিগ্রি ফারেনহাইটের নিচে) প্রয়োগ করা হয় যাতে ওয়েল্ড এলাকায় অতিরিক্ত তাপ জমা না হয়।
ব্যাক পার্জিং: সম্পূর্ণ-অনুপ্রবেশ ঢালাইয়ের জন্য, একটি নিষ্ক্রিয় ব্যাকিং গ্যাস (আর্গন) ব্যবহার করা অক্সিডেশন এবং শর্করাকে রুট রোধ করার জন্য অপরিহার্য, যা ক্ষয়ের জন্য একটি গুরুতর সূচনা সাইট হবে।
4. পিটিং এবং ফাটল ক্ষয়ের বাইরে, এই সংকর ক্ষয়গুলিকে প্রতিরোধ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং তাদের গঠন কীভাবে তাদের সমাধান করে?
N08904 এবং N08926 এর সুষম কম্পোজিশন জারা ধরনের বিস্তৃত বর্ণালীতে চমৎকার প্রতিরোধ প্রদান করে:
স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং (SCC): এটি স্ট্যান্ডার্ড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের একটি প্রধান দুর্বলতা। N08904 এবং N08926 উভয় ক্ষেত্রেই উচ্চ নিকেল সামগ্রী (~25%) হল মূল উপাদান যা নাটকীয়ভাবে ক্লোরাইড-প্ররোচিত SCC-এর প্রতি তাদের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়। নিকেল অস্টিনাইট ফেজের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল আচরণ এবং স্লিপ বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে, এটি এই ভঙ্গুর ব্যর্থতার মোডের জন্য অনেক কম সংবেদনশীল করে তোলে।
সাধারণ (ইউনিফর্ম) জারা: উচ্চ ক্রোমিয়াম সামগ্রী একটি স্থিতিশীল, দৃঢ় প্যাসিভ ফিল্ম গঠন নিশ্চিত করে যা বিস্তৃত অ্যাসিডিক এবং ক্ষারীয় পরিবেশে সাধারণ পাতলা হওয়া প্রতিরোধ করে। তামার সংযোজন (উভয়টিতেই Cu ~1.5%) বিশেষভাবে উপকারী, কারণ এটি সালফিউরিক এবং ফসফরিক অ্যাসিডের মতো অক্সিডাইজিং অ্যাসিডের প্রতি - প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়।
ক্ষয়-জারা: উচ্চ শক্তির সংমিশ্রণ (নাইট্রোজেন শক্তিশালীকরণ দ্বারা সরবরাহ করা) এবং চমৎকার সাধারণ/পিটিং জারা প্রতিরোধের এই মিশ্রণগুলি প্রবাহিত, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম তরল যুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে। শক্তিশালী প্যাসিভ ফিল্মটি দ্রুত পুনরায় গঠন করতে পারে-যদি এটি যান্ত্রিকভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হয়, দ্রুত ধাতব ক্ষতি রোধ করে।
আন্তঃগ্রানুলার ক্ষয়: ওয়েল্ডিং প্রসঙ্গে উল্লিখিত হিসাবে, N08904 এর "L" গ্রেড (নিম্ন কার্বন) (0.02% C সর্বোচ্চ) এবং N08926-এর আদর্শ নিম্ন কার্বন ক্রোমিয়াম কার্বাইড গঠনের ঝুঁকিকে স্বাভাবিকভাবেই কমিয়ে দেয়। সর্বোচ্চ নিশ্চয়তার জন্য, এই সংকর দ্রবণগুলিকে একটি দ্রবণে সরবরাহ করা যেতে পারে-যেকোনো কার্বাইডকে দ্রবীভূত করতে এবং একটি একজাতীয় কাঠামো নিশ্চিত করতে অ্যানিল করা এবং নিভে যাওয়া অবস্থায়।
5. সামুদ্রিক জলের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপাদান নির্বাচনের প্রসঙ্গে, N08904 এবং N08926 কীভাবে UNS S32205 (2205) এবং UNS S32750 (2507) এর মতো ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিলের সাথে তুলনা করে?
এটি অফশোর এবং মেরিন ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের একটি মৌলিক প্রশ্ন। সুপার অস্টেনিটিক্স এবং ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল উভয়ই প্রিমিয়াম পছন্দ, কিন্তু তাদের বিভিন্ন শক্তি এবং বাণিজ্য-অফ রয়েছে৷
UNS S32205 (2205, PREn ~35) এর সাথে তুলনা:
শক্তি: ডুপ্লেক্স 2205 N08904 এবং N08926 এর ফলন শক্তির প্রায় দ্বিগুণ করেছে। এটি পাতলা প্রাচীর বিভাগ এবং চাপ জাহাজ এবং পাইপিং ওজন সঞ্চয়ের জন্য অনুমতি দিতে পারে.
জারা প্রতিরোধের: N08904-এর 2205-এর তুলনায় কিছুটা বেশি PREn আছে, কিন্তু N08926 (PREn ~46) উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত, বিশেষ করে সমালোচনামূলক সামুদ্রিক জল পরিষেবাগুলির জন্য. 2205 সাধারণত বেশিরভাগ সমুদ্রের জল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত তবে আরও গুরুতর পরিস্থিতিতে (যেমন, গরম, স্থবির) ঝুঁকিতে থাকতে পারে।
দৃঢ়তা এবং বানান: সুপার অস্টেনিটিক্সের ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রার জন্য দুর্দান্ত দৃঢ়তা রয়েছে এবং সাধারণত ডুপ্লেক্স স্টিলের তুলনায় ঢালাই করা সহজ, যার ভঙ্গুর পর্যায়গুলি এড়াতে সুনির্দিষ্ট তাপ নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। অস্টেনিটিক গঠনটিও অ-চুম্বকীয়।
UNS S32750 (2507, PREn ~43) এর সাথে তুলনা:
শক্তি: সুপার ডুপ্লেক্স 2507-এ সুপার অস্টেনিটিক্সের ফলন শক্তি প্রায় দ্বিগুণ।
জারা প্রতিরোধ: N08926 (~46) এর PREn 2507 (~43) এর থেকে সামান্য বেশি, যা সমুদ্রের জলে পিটিং প্রতিরোধের জন্য বিস্তৃতভাবে তুলনীয় করে তোলে। উভয়ই সবচেয়ে গুরুতর ক্লোরাইড এক্সপোজারের জন্য দুর্দান্ত।
খরচ এবং তৈরি: 2507 এর প্রাথমিক সুবিধা হল এর উচ্চ শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত। যাইহোক, এটির বৈশিষ্ট্যগুলিকে অবনমিত না করে ঢালাই এবং প্রক্রিয়া করা সবচেয়ে চ্যালেঞ্জিং। N08926-এর মতো সুপার অস্টেনিটিক্স প্রায়শই তাদের উচ্চতর বানোয়াটতার জন্য বেছে নেওয়া হয়, বিশেষ করে জটিল উপাদানগুলির জন্য, এবং তাদের গ্যারান্টিযুক্ত অ-চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যের জন্য, যা কিছু সাবসি ইলেকট্রনিক সিস্টেমে গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।
উপসংহার: পছন্দটি প্রায়ই ডুপ্লেক্স স্টিলের উচ্চ শক্তি এবং সুপার অস্টেনিটিক্সের জটিল জ্যামিতিতে উচ্চতর বানোয়াটতা, দৃঢ়তা এবং প্রমাণিত ট্র্যাক রেকর্ডের মধ্যে একটি ট্রেড বন্ধ হয়ে যায়। একটি অত্যন্ত ক্ষয়কারী, ওজন-সংবেদনশীল কাঠামোর জন্য, 2507 বেছে নেওয়া যেতে পারে। একটি জটিল, ভারীভাবে ঢালাই করা সমুদ্রের জলের পাইপলাইনের জন্য যেখানে নির্ভরযোগ্যতা এবং বানোয়াট সহজতর, N08926 প্রায়শই পছন্দের প্রার্থী।
