1. Hastelloy X হল একটি নিকেল-ক্রোমিয়াম-লোহা-মলিবডেনাম খাদ যা অত্যন্ত উচ্চ-তাপমাত্রা পরিষেবার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে৷ কোন নির্দিষ্ট সম্পত্তির ভারসাম্য এটিকে ইনকোনেল 718 এবং ইনকোলয় 800H এর মতো অক্সিডেশন{7}}প্রতিরোধী সংকর ধাতুগুলির থেকে আলাদা করে এবং এটি থেকে তৈরি পাইপ এর প্রাথমিক প্রয়োগ কোথায় পাওয়া যায়?
Hastelloy X 1800 ডিগ্রী ফারেনহাইট থেকে 2200 ডিগ্রী ফারেনহাইট (980 ডিগ্রী থেকে 1200 ডিগ্রী) পরিসরে ক্রীপ স্ট্রেন্থ, অক্সিডেশন রেজিস্ট্যান্স এবং টেকসই ব্যবহারের জন্য ফ্যাব্রিকেবিলিটি অপ্টিমাইজ করে একটি অনন্য স্থান দখল করে, যা বেশিরভাগ স্টেইনলেস স্টিলের বাইরে কিন্তু দামী/অ্যাডভান্সযোগ্য বৈশিষ্ট্যের (অ্যাডভান্স) প্রয়োজন নেই। superalloys
ইনকোনেল 718 থেকে পার্থক্য:
ইনকোনেল 718: একটি বর্ষণ-কঠিন খাদ ('ফেজ দ্বারা শক্তিশালী)। এটির উচ্চতর প্রসার্য এবং ফলন শক্তি ~1300 ডিগ্রী F (700 ডিগ্রী) পর্যন্ত রয়েছে কিন্তু এই তাপমাত্রার উপরে এর শক্তিশালীকরণ প্রক্রিয়া ('' δ ফেজে রূপান্তরিত হয়) এবং শক্তি হারায়। ঢালাই করার সময় এটি স্ট্রেন-বয়স ক্র্যাকিংয়েরও প্রবণ।
Hastelloy X: একটি কঠিন-সলিউশন শক্তিশালী খাদ (Ni ম্যাট্রিক্সে Mo, Cr, Co দ্বারা শক্তিশালী)। এটি উচ্চতর তাপমাত্রায় (2000 ডিগ্রি ফারেনহাইট+) চমৎকার ক্রীপ-ফাটানোর শক্তি এবং অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণভাবে অক্সিডেশন প্রতিরোধ ক্ষমতা বজায় রাখে। এটি সহজেই ঝালাইযোগ্য।
Incoloy 800H থেকে পার্থক্য:
ইনকোলয় 800H: কার্বারাইজিং/নাইট্রাইডিং বায়ুমণ্ডলের জন্য চমৎকার এবং ভাল ক্রীপ শক্তি আছে, কিন্তু ক্রোমিয়াম কম এবং কোবাল্ট এবং টাংস্টেনের অনুপস্থিতির কারণে এর জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা ~2000 ডিগ্রি ফারেনহাইটের উপরে Hastelloy X থেকে নিকৃষ্ট।
Hastelloy X: ~22% Cr এবং ~9% Mo, প্লাস 1.5% Co এবং 0.6% W রয়েছে। এই সংমিশ্রণটি একটি অত্যন্ত স্থিতিশীল, প্রতিরক্ষামূলক অক্সাইড স্কেল গঠন করে এবং উচ্চতর উচ্চ-তাপমাত্রা শক্তি প্রদান করে।
হ্যাস্টেলয় এক্স পাইপের জন্য প্রাথমিক আবেদন:
শিল্প গ্যাস টারবাইন (আইজিটি) এবং মহাকাশ সহায়ক সিস্টেমে সর্বোত্তম অ্যাপ্লিকেশনটি বিশেষভাবে:
দহন লাইনার এবং ট্রানজিশন ডাক্টস: গরম গ্যাস পাথ উপাদান যা টারবাইন বিভাগে জ্বালানী গ্যাসগুলিকে রুট করে। এগুলি প্রায়শই তৈরি এবং ঢালাই করা শীট/প্লেট থেকে তৈরি করা হয়, তবে বড়-ব্যাসের প্রসারণ জয়েন্ট এবং সংযোগকারী নালীগুলি পাইপ থেকে তৈরি করা হয়।
আফটারবার্নার উপাদান এবং নিষ্কাশন সিস্টেম: সামরিক এবং সামুদ্রিক টারবাইনে, অত্যন্ত গরম, উচ্চ -বেগ নিষ্কাশন পরিচালনা করা হয়।
উচ্চ-তাপমাত্রা প্রক্রিয়া পাইপিং: পাইরোলাইসিস, সংস্কার, এবং তাপ চিকিত্সা চুল্লিতে যেখানে তাপমাত্রা 800H এর ক্ষমতা অতিক্রম করে এবং পরিবেশ অত্যন্ত অক্সিডাইজ হয়।
2. একটি শিল্প গ্যাস টারবাইনে, একটি Hastelloy X ট্রানজিশন নালী গুরুতর তাপীয় সাইক্লিং অনুভব করে। কোন ধাতুবিদ্যার কারণগুলি তাপ ক্লান্তি এবং অক্সিডেশনের প্রতিরোধে অবদান রাখে এবং কীভাবে এর তাপ সম্প্রসারণের সহগ অন্যান্য আবরণ সামগ্রীর সাথে তুলনা করে?
তাপীয় ক্লান্তি জীবন তাপমাত্রা, নমনীয়তা এবং তাপ সম্প্রসারণের বৈশিষ্ট্যগুলিতে উপাদান শক্তির একটি ফাংশন।
তাপীয় ক্লান্তি এবং অক্সিডেশনের জন্য ধাতব উপাদান:
অক্সিডেশন প্রতিরোধ: উচ্চ Cr বিষয়বস্তু Cr₂O₃ গঠন করে, যখন ল্যান্থানাম (La) এর সংযোজন আরও অনুগত, স্প্যালেশন{0}}প্রতিরোধী স্কেল গঠনে সহায়তা করে। এটি বেস ধাতু বেধের চক্রীয় ক্ষতি প্রতিরোধ করে, যা ফাটল শুরু করার জন্য খাঁজ তৈরি করবে।
ক্রীপ স্ট্রেন্থ: তাপমাত্রায় ক্রীপ ডিফর্মেশনের ভালো প্রতিরোধ ক্রমশ বিকৃতি এবং পাতলা হওয়া রোধ করে যা চাপকে কেন্দ্রীভূত করতে পারে।
নমনীয়তা ধরে রাখা: দীর্ঘ-মেয়াদী এক্সপোজারের পরে পর্যাপ্ত নমনীয়তা বজায় রাখে, এটি ভঙ্গুর ফাটল ছাড়াই তাপীয় স্ট্রেনকে মিটমাট করার অনুমতি দেয়।
তাপ সম্প্রসারণ বিবেচনা:
Hastelloy X-এর তুলনামূলকভাবে উচ্চ থার্মাল এক্সপানশন (CTE) সহগ রয়েছে, অন্যান্য নিকেল ভিত্তিক সংকর ধাতু যেমন Inconel 600/625 এর মতো।
তুলনা: এর CTE ফেরিটিক স্টিলের চেয়ে বেশি এবং 304H এর মতো অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে কম, তবে সাধারণত কেসিং উপকরণগুলির (প্রায়ই নি{1}}সিআর বা ফেরিটিক স্টিল) যেগুলির সাথে এটি সংযুক্ত থাকে তার চেয়ে বেশি।
ডিজাইন ইমপ্লিকেশন: CTE-তে এই গরমিল তাপীয় চাপের প্রধান চালক। প্রকৌশলীদের অবশ্যই নমনীয় বেলো, এক্সপেনশন জয়েন্ট এবং স্লাইডিং সাপোর্ট ডিজাইন করতে হবে পাইপিং/ডাক্টিং সিস্টেমে ডিফারেনশিয়াল বৃদ্ধির জন্য, ধ্বংসাত্মক স্ট্রেস তৈরি হওয়া রোধ করে যা কম-সাইকেল ক্লান্তি (এলসিএফ) ক্র্যাকিংয়ের দিকে পরিচালিত করে।
3. Hastelloy X পাইপ তৈরি এবং ঢালাইয়ের জন্য ফাটল এড়াতে এবং উচ্চ-তাপমাত্রার বৈশিষ্ট্য সংরক্ষণের জন্য নির্দিষ্ট কৌশল প্রয়োজন। গুরুত্বপূর্ণ প্রাক-ঢালাই, ঢালাই, এবং পোস্ট-ওয়েল্ড বিবেচনাগুলি কী কী?
যদিও বৃষ্টিপাত-কঠিন সংকর ধাতুগুলির চেয়ে বেশি ঢালাই করা যায়, হ্যাস্টেলয় X-এর জন্য ঢালাই গরম ক্র্যাকিং (সলিডিফিকেশন ক্র্যাকিং) এবং স্ট্রেন-তাপ প্রভাবিত অঞ্চলে বয়স ক্র্যাকিং-এর সংবেদনশীলতার কারণে সুশৃঙ্খল পদ্ধতির প্রয়োজন।
প্রাক-ওয়েল্ড বিবেচনা:
পরিচ্ছন্নতা: সমস্ত দূষক (তেল, গ্রীস, পেইন্ট, মার্কার) সরান যা সালফার, ফসফরাস, বা সীসা{0}} উপাদানগুলিকে প্রবর্তন করতে পারে যা গরম ক্র্যাকিংকে উৎসাহিত করে৷
জয়েন্ট ডিজাইন: কার্বন ইস্পাতের তুলনায় ওয়েল্ড মেটালের কম তরলতা মিটমাট করার জন্য উদার রুট ওপেনিং এবং খাঁজ কোণ ব্যবহার করুন।
ঢালাই প্রক্রিয়া এবং ফিলার মেটাল:
প্রক্রিয়া: সুনির্দিষ্ট তাপ ইনপুট নিয়ন্ত্রণের কারণে রুট এবং হট পাসের জন্য গ্যাস টংস্টেন আর্ক ওয়েল্ডিং (GTAW/TIG) পছন্দ করা হয়। শিল্ডেড মেটাল আর্ক ওয়েল্ডিং (SMAW) বা গ্যাস মেটাল আর্ক ওয়েল্ডিং (GMAW) ফিল করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
ফিলার মেটাল: ERNiCrMo-2 (AWS A5.14) বা ENiCrCoMo-1 (AWS A5.11) হল মানসম্মত ফিলার। সর্বোচ্চ উচ্চ-তাপমাত্রার অক্সিডেশন প্রতিরোধের জন্য, সামান্য বেশি ক্রোমিয়াম সামগ্রী সহ একটি ফিলার ব্যবহার করা যেতে পারে।
ঢালাই কৌশল (ফাটল এড়াতে গুরুত্বপূর্ণ):
কম তাপ ইনপুট: স্ট্রিংগার পুঁতি ব্যবহার করুন, বয়ন এড়িয়ে চলুন।
নিয়ন্ত্রিত ইন্টারপাস তাপমাত্রা: 300-400 ডিগ্রি ফারেনহাইট (150-200 ডিগ্রি) এর মধ্যে বজায় রাখুন। খুব কম উচ্চ শীতল হার এবং ক্র্যাকিং হতে পারে; খুব বেশি মাত্রায় শস্যের বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে এবং নমনীয়তা হ্রাস করে।
ব্যাক পার্জিং: রুট পুঁতির অক্সিডেশন (চিনি) রোধ করতে 100% আর্গন ব্যাকিং গ্যাস ব্যবহার করুন, যা একটি ভঙ্গুর, ফাটল প্রবণ পৃষ্ঠ তৈরি করে।
পোস্ট-ওয়েল্ড হিট ট্রিটমেন্ট (PWHT):
স্ট্রেস রিলিফ: 1800 ডিগ্রী ফারেনহাইট (980 ডিগ্রী) এ স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিল জোরালোভাবে সুপারিশ করা হয়, বিশেষ করে পুরু অংশ বা অত্যন্ত সংযত জয়েন্টগুলির জন্য। এটি অবশিষ্ট ঢালাই চাপ কমায় যা উচ্চ-তাপমাত্রা পরিষেবার সময় স্ট্রেস রিলাক্সেশন ক্র্যাকিংয়ে অবদান রাখতে পারে।
ফুল সলিউশন অ্যানেল: সাধারণত ঢালাইয়ের প্রয়োজন হয় না যদি না ঢালাই ঠান্ডা হয়ে যায়। সমাধান অ্যানিলিং হয় 2150 ডিগ্রী ফারেনহাইট (1175 ডিগ্রী)।
4. দীর্ঘমেয়াদী পরিষেবাতে Hastelloy X পাইপের জন্য প্রভাবশালী উচ্চ-তাপমাত্রা অবনতির প্রক্রিয়াগুলি কী-, এবং জীবন মূল্যায়ন এবং অবশিষ্ট জীবন পূর্বাভাসের জন্য কোন পরিদর্শন কৌশলগুলি ব্যবহার করা হয়?
এমনকি উচ্চ-পারফরম্যান্স অ্যালয়গুলিও ক্ষয় করে। Hastelloy X-এর জন্য, প্রক্রিয়া হল সময়- এবং তাপমাত্রা-নির্ভর।
প্রভাবশালী অবক্ষয় প্রক্রিয়া:
ক্রীপ এবং স্ট্রেস ফাটল: প্রাথমিক জীবন-সীমাবদ্ধ প্রক্রিয়া। উচ্চ তাপমাত্রায় ধ্রুবক চাপের অধীনে, উপাদানটি ধীরে ধীরে বিকৃত হয় যতক্ষণ না এটি ফেটে যায়। ফুলে ওঠা, ডিম্বাকৃতি বা অনুদৈর্ঘ্য ক্র্যাকিং হিসাবে প্রকাশ পায়।
তাপীয় ক্লান্তি: চক্রাকার তাপীয় চাপের কারণে বারবার স্টার্ট-আপ/শাটডাউন চক্র থেকে ক্র্যাকিং, প্রায়শই স্ট্রেস কনসেন্ট্রেটারে শুরু হয় (নজল, ওয়েল্ড, সাপোর্ট)।
অক্সিডেশন এবং স্কেল স্প্যালেশন: প্রতিরক্ষামূলক স্কেল ক্ষতি, প্রাচীর পাতলা হয়ে যায়। বারবার স্প্যালেশন/পুনরায় বৃদ্ধিও খাদ থেকে ক্রোমিয়াম গ্রহণ করে, সম্ভাব্যভাবে "ব্রেকঅ্যাওয়ে" অক্সিডেশনের দিকে পরিচালিত করে।
মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অস্থিরতা: খুব দীর্ঘ এক্সপোজারের পরে ক্ষতিকারক সেকেন্ডারি ফেজ (সিগমা ফেজ, μ ফেজ, কার্বাইড) গঠন, যা উপাদানকে ক্ষয় করতে পারে এবং ক্রীপ নমনীয়তা হ্রাস করতে পারে।
পরিদর্শন এবং জীবন মূল্যায়ন কৌশল:
ডাইমেনশনাল সার্ভে: লেজার স্ক্যানিং ফুসকুড়ি এবং ডিম্বাকৃতি-প্রত্যক্ষ সূচকের ক্ষতি পরিমাপ করতে।
অতিস্বনক পরীক্ষা (UT): অবশিষ্ট প্রাচীর বেধ পরিমাপ এবং অভ্যন্তরীণ ক্রীপ voids বা ফাটল সনাক্ত.
প্রতিলিপি মেটালোগ্রাফি: একটি নন-বিধ্বংসী ক্ষেত্রের কৌশল। পাইপের একটি পালিশ করা জায়গা খোদাই করা হয় এবং একটি প্লাস্টিকের প্রতিরূপ নেওয়া হয়। একটি মাইক্রোস্কোপের অধীনে ল্যাব বিশ্লেষণ প্রকাশ করতে পারে:
শস্য সীমানা cavitation (পর্যায় 1 হামাগুড়ি ক্ষতি)।
মাইক্রোক্র্যাকিং (পর্যায় 2/3 ক্রীপ ক্ষতি)।
অক্সাইড স্কেলের অবনতি।
কঠোরতা পরীক্ষা: কঠোরতা হ্রাস বার্ধক্য বা ফেজ রূপান্তরকে নির্দেশ করতে পারে-।
অবশিষ্ট জীবন ভবিষ্যদ্বাণী: অপারেটিং ইতিহাস (সময়/তাপমাত্রা/স্ট্রেস) এবং উপাদান ডেটা ব্যবহার করে, ইঞ্জিনিয়াররা লারসন{0}মিলার প্যারামিটার (এলএমপি) এর মতো মডেলগুলি প্রয়োগ করে অবশিষ্ট ক্রীপ জীবন অনুমান করতে। সঠিকতার জন্য এই মডেলগুলিতে প্রতিলিপি এবং UT ফিড থেকে ডেটা।
5. একটি নতুন উচ্চ-তাপমাত্রার প্রক্রিয়া ইউনিটের জন্য Hastelloy X পাইপ নির্দিষ্ট করার সময়, ASTM B435 (প্লেট, শীট এবং স্ট্রিপ স্ট্যান্ডার্ড) বা ASTM B619 (ঝালাই পাইপ) এর বাইরে প্রয়োজনীয় সম্পূরক প্রয়োজনীয়তাগুলি কী কী, বিশেষ করে শস্যের আকার এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা পরীক্ষা সংক্রান্ত?
উচ্চ-তাপমাত্রা ক্রীপ পরিষেবার জন্য, মানক পণ্যের স্পেসিফিকেশন একটি সূচনা বিন্দু। কর্মক্ষমতা-ভিত্তিক স্পেসিফিকেশনগুলি গুরুত্বপূর্ণ৷
রেফারেন্স স্ট্যান্ডার্ড: যদিও B435 পেটা ফর্ম কভার করে, পাইপ প্রায়ই কাস্টম-প্লেট থেকে B435 বা B619-এ ঢালাই করা হয়। চাবিকাঠি হল সঠিক সম্পূরক প্রয়োজনীয়তাগুলি আহ্বান করা।
অপরিহার্য সম্পূরক প্রয়োজনীয়তা:
শস্যের আকার নিয়ন্ত্রণ: একটি মোটা শস্যের আকার প্রয়োজন (ASTM 5 বা মোটা)। মোটা দানা উচ্চ তাপমাত্রায় হামাগুড়ি-ফাটার শক্তি উন্নত করে। উল্লেখ করুন:"5 বা মোটা আকারের একটি অভিন্ন ASTM দানা তৈরি করার জন্য উপাদানগুলিকে অ্যানিল করা হবে।"
উন্নত তাপমাত্রা পরীক্ষা: শুধুমাত্র ঘরের তাপমাত্রা যান্ত্রিক-এর উপর নির্ভর করবেন না। নির্দিষ্ট করুন: *"এএসটিএম E139 (যেমন, 1800 ডিগ্রি ফারেনহাইট / 980 ডিগ্রিতে 1000 ঘন্টার মধ্যে ফেটে যাওয়ার জন্য চাপ) প্রতি হিট লট থেকে প্রত্যয়িত স্ট্রেস-ফাটল পরীক্ষার ডেটা সরবরাহ করা হবে।"*
অক্সিডেশন টেস্টিং (গুরুত্বপূর্ণ পরিষেবার জন্য): স্কেল আনুগত্য এবং স্প্যালেশন প্রতিরোধের যাচাই করতে চক্রীয় অক্সিডেশন পরীক্ষার ডেটা (যেমন, ASTM G54 বা কাস্টম) অনুরোধ করুন।
তাপীয় স্থিতিশীলতার জন্য রাসায়নিক গঠন: কার্বন (0.05-0.15%) এবং বোরনের (~0.005%) উপর কঠোর নিয়ন্ত্রণ উল্লেখ করুন। কার্বন ফর্ম কার্বাইড শক্তিশালীকরণ; বোরন শস্যের সীমানা শক্তি এবং হামাগুড়ির জীবন বাড়ায়।
অ-ধ্বংসাত্মক পরীক্ষা: ঢালাই পাইপের জন্য, সমস্ত সীমের 100% রেডিওগ্রাফিক টেস্টিং (RT) এবং লিকুইড পেনিট্রান্ট টেস্টিং (PT) উল্লেখ করুন।
থার্ড-পার্টি ভেরিফিকেশন: ক্রিটিক্যাল পাওয়ার বা অ্যারোস্পেস অ্যাপ্লিকেশানের জন্য, সমস্ত মিল সার্টিফিকেশনের পরীক্ষা এবং পর্যালোচনা করার জন্য অনুমোদিত এজেন্টের দ্বারা উৎস পরিদর্শন বাধ্যতামূলক করুন।
প্রকিউরমেন্ট স্পেসিফিকেশন উদাহরণ:
*"Hastelloy X (UNS N06002) ওয়েল্ডেড পাইপ ASTM B435 এর সাথে সঙ্গতিপূর্ণ প্লেট থেকে তৈরি। ASTM শস্য আকার 5 বা মোটা তৈরি করার জন্য প্লেটটি অ্যানিল করা হবে। হিট লটের জন্য প্রত্যয়িত স্ট্রেস-ফাটল ডেটা সরবরাহ করুন। সমস্ত ঢালাই এবং 100% পিটিআরপিটি পরীক্ষার জন্য 100% এবং পিটিআর পরীক্ষা করা হয়। সমাপ্ত পাইপ, শস্য আকার রিপোর্ট এবং তাপ চিকিত্সা রেকর্ড সহ।"*
সংক্ষেপে, Hastelloy X পাইপ হল উচ্চ-তাপমাত্রা, অক্সিডাইজিং, এবং তাপীয় চক্রীয় পরিবেশের জন্য প্রকৌশলী সমাধান যেখানে ঢালাইযোগ্যতা এবং প্রমাণিত দীর্ঘ-মেয়াদী কর্মক্ষমতা প্রয়োজন। এর সফল বাস্তবায়ন এর স্বতন্ত্র উচ্চ-তাপমাত্রার সম্পত্তি প্রোফাইল বোঝার উপর নির্ভর করে, শস্যের আকার এবং ক্রীপ কর্মক্ষমতা নির্দিষ্ট করে এবং কঠোর বানোয়াট এবং পরিদর্শন প্রোটোকল নিয়োগ করে।
