Далайн нөхцөлд тохиромжтой шүлтлэг гангаар хийсэн болт сонгох нь яаж хийгдэх вэ?
Яагаад 316-р ангиллын шүлтлэг ган далайн коррозийн эсрэг илүү сайн тэсвэртэй байдаг вэ
316-р ангийн борлуугаар болт нь хольцодоо жигд 2-3 хувийн молибден агуулдаг тул ердийн 304-р ангийнхнаас илүү. Энэ юу гэсэн үг вэ? Молибден нь гадаргуун хромын исэлтийн давхаргийг тогтвортой байлгаж, хлоридын эсрэг хамгаалалт үзүүлдэг тул цаг соёоны явцад бий болдог овор, трещинуудыг үүсэхээс сэргийлдэг. Өнгөрсөн жилд Marine Materials Journal сэтгүүлд нийтлэгдсэн зарим судалгааны мэдээллээр 316-р ангийн материалаар хийсэн деталь 304-р ангийнхнаас давсны шүршээний туршилтанд гурваас тав дахин илүү хугацаа зогсох чадвартай байдаг. Ийм учраас инженерчид ихэвчлэн ус доорх суурилуулалт эсвэл далайн ус байнга очих бүсэд 316-р ангийн болтыг сонгодог. Далайн горим, улирлын нөлөө үзүүлдэг бүс нутгийн хувьд металл руу хлоридын ионууд нэвтрэхийг молибден саатуулдаг тул энэ нь маш чухал байдаг. Иймд мэргэжлийн хүмүүс молибден энд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэдгийг хэн хэзээ ч хэлнэ.
Далайн усанд хургалт задрахад нөлөөлөх гол хүчин зүйлс
Далайн орчинд нержис шахуургын идэвхжлийг хурдасгах дөрвөн үндсэн хүчин зүйл байдаг:
- Хлоридын агууламж : Далайн ус нь 19,000–35,000 ppm хлорид агуулж байх бөгөөд энэ нь пассив давхаргыг нэвтрэн орно
- Температур : Усны температур 10°C-р өсөх тутам коррозийн хурд хоёр дахин нэмэгддэг
- Хүчилтөрөгчийн түвшин : Усанд бүрэн дүрэгдсэн шахуургууд нь цэвэрлэх тунхаглалын бүсэд байгаа, солирч буй чийгтэй/хуурай горимтой шахуургуудаас илүү удаан идэвхждэг
- Гальваник хослол : Ций, алчуур зэрэг илүү бага их бус металлтай харьцахад задлан разлагдуулагч электрохимийн эсүүд үүсдэг
Эдгээр хувьсагчид динамик байдлаар харилцан үйлчилдэг—тулгалтын бүсэд хүчилтөрөгчийн нөхөн оролт болон давсны цугласан нөлөөлөл нь орон нутгийн идэвхжлийг илүү хурдасгадаг.
Давстай усанд өртөх нөлөө нержис шахуургын хувьд
Урт хугацаагаар давстай усанд өртөх нь нержис шахуургын хоёр задралын механизмийг идэвхжүүлдэг:
- Хоолой хураамж : Хлоридууд нь оксидын давхрагийг газар дотроо задлан, доод талд хөндий үүсгэдэг
- Суулгах зэрлэгтэл : Шивэнгийн хэсэгт цэвэршүүлээгүй ус байрлах нь хүчиллэг жижиг орчинг үүсгэдэг
Судалгаа нь 316 зэвэрдэггүй болон 304-ийн ангиудын хувьд ачаалалтай далайн нөхцөлд илүү их хугацаагаар (соёслолын шинжилгээ 2023) тус тус 10–15 жил, 3–5 жилийн үргэлжлэх хугацаатай байдаг. Энгийн усаар зайлж, тохиромжтой тусгаарлагч материал ашигласнаар үйлчилгээний хугацааг 30–40%-иар сунгах боломжтой.
Зэвэрдэггүй болоны ангийг харьцуулах: Яагаад 316 нь 304 ба бусад хайлшуудаас илүү амжилттай вэ
304 vs. 316 Зэвэрдэггүй болон: Далайн ашиглаш руу чиглэсэн гол ялгаанууд
304 ба 316 зэвэрдэггүй ган шулуурын хооронд сонголт хийхдээ далайн орчинд тэсвэрт чанар ихэвчлэн чухал байдаг. Эдгээр хоёр төрлийн гангууд нь хромын хэмжээгээр (ойролцоогоор 18-20 хувь) болон никелээр (ойролцоогоор 8-12 хувь) төстэй ч гэсэн 316-д ялгаатай зүйл байдаг. Түүнд молибден 2-3 хувь нэмэгдсэн байдаг бөгөөд энэ нь хлоридын орчинд өртөх үед шулууруудын иш тэсвэрт чанарыг шийдвэрлэх хүчин зүйл болдог. Өнгөрсөн жилийн AISI-ийн судалгаагаар далайн усанд орох туршилтанд 316 шулуур нь 304-ийнхээс ойролцоогоор 30 хувиар бага зэвэрдэг байв. Далайн давсны орчинд ажилладаг хүмүүст энэ ялгаа нь солих зардал эсвэл урт хугацааны найдвартай ажиллагааг тодорхойлох боломжтой.
Молибдены үүрэг: Хлорид ба далайн усны эсрэг тэсвэрт чанарыг сайжруулах
Молибден нь пассив оксидын давхрагийн тогтвортой байдлыг сайжруулж, хлоридоос үүдэлтэй задралын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Молибдены агууламжийн 1%-иар нэмэгдэх тутам хлоридын эсэргүүцэл ойролцоогоор ~250 ppm-аар сайжирдаг тул далайн усанд орж байгаа цэвэрхэн бүс болон цахилгаан дамжуулах бүтэцтэй 316-ыг онц тохиромжтой болгодог.
316-р ангийн найрлага болон механик шинж чанаруудын өөрчлөлт
Далайн нөхцөлд зориулсан 316 төрлийн шингэн боловсруулсан болт нь зөвхөн коррозийн эсрэг тэсвэрт чанар сайтай байдаг бөгөөд мөн 620 МРа ба түүнээс дээш хүчтэй нарийн бат бэх, илүү сайн уртсалтын чанартай байдаг. Энэ нь 304 эсвэл 430 ферритийн хайлштай харьцуулахад илүү давуу талыг олгоно. Эдгээр болтны онцлог аустенит бүтэц нь температур байнга өөрчлөгдөх үед ч тэдгээрийг тогтвортой байлгаж, далайн усанд их тохиолддог стресс-коррозийн трещиний үүсэлтийг багасгадаг. Талбайн тестүүд нь 316 болтнууд далайн доор дор хаяж 15-20 жил ашиглагдах боломжтой бөгөөд харин стандарт 304 болтнууд ижил нөхцөлд гурван дахин хурдан солих шаардлагатай байдаг. Цуу, эсвэл эрэгт суурилуулсан бүтээцтэй ажилладаг хүмүүст энэхүү үргэлжлэх хугацаа нь цаг хугацаа өнгөрөх тутам засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулахад маш их ялгааг оруулдаг.
Далайн нөхцөлд зориулсан шингэн боловсруулсан болтныг юу тодорхойлдог вэ?
Далайн нөхцөлд ашиглах зориулалттай цагаан тугалган болтнуудыг давсны усанд тэсвэртэй байлгах зорилгоор үйлдвэрлэдэг. Эдгээр хатуу орчинд тэсвэртэй байхын тулд үйлдвэрлэлийн үедээ металлын тохиромжтой хольцоор хангагдсан байх шаардлагатай. Бодитоор далайн ангийн гэж тооцогдох болтонд ерөнхийдөө 16-18 хувь хром, мөн ойролцоогоор 2-3 хувь молибден агуулагддаг. Молибденийн хэсэг нь маш чухал учир нь хлорид ионууд металл дээр хөндий үүсгэхэд эсэргүүцэх чадвартай. Үйлдвэрлэлээс хойш болтнуудыг пассивжуулалтын процессоор облож өгдөг. Энэ нь гадаргуу дээрээ хамгаалах хромын исэлтийн давхаргийг үүсгэдэг. Сонирхолтой нь энэ давхарга бага зэрэг гэмтэлтэй бол самар шинэчлэгдэж чаддаг бөгөөд далайн коррозийн мэргэжилтнүүд энэ талаар жил агуу судалгааны бичигт олон дахин бичиж ирсэн.
Болтыг 'далайн ангийн' гэж qualify-даж буй онцлог
- Хайлшийн найрлага : Никель (10–14%) нь хэв гажилтыг сайжруулдаг; марганец нь ажиллах чадварыг сайжруулдаг
- МЭДЭЛЭЛ : ASTM A193/A193M эсвэл ISO 3506-2 стандартын шаардлагад нийцсэн байдал
- Зузааны хэрэглээ : Хонхор идэвхжлийн эрсдэлийг багасгахын тулд гладкийн хэвийн (Ra ≤ 3.2 µm) гадаргуу
Цөмийн усны орчинд зориулсан цэвэр төмрийн болтны чухал ажиллагааны шинж чанар
- Стрессын идэвхжлийн трещины тэсвэрт чанар : Давстай уурд 500 цагаас дээш (ASTM B117) тэсвэртэй байх
- Бусад механик чадвар : Усны түвшин хэлбэлзэх бүсэд 5 гаруй жил өнгөрсний дараа ч 70,000–100,000 psi-ийн сунгалтын хүчийг хадгалж байна
- Гальваник нийцүүлэг : Гальваник холболтоос сэргийлэхийн тулд SCE-тэй харьцуулахад электрохимийн потенциал −0.5V-с +0.5V хооронд байна
Тусгаарлагч материалийн шинжилгээний тайлангууд нь анги 316-ын цөмийн усны болтнууд далайн усанд арван жил өртсөний дараа анхны дарагдлын хүчний 92%-ийг хадгалдаг бөгөөд идэвхжлийн тэсвэрт чанарын хувьд ердийн 304 нарийн төмөрлөгөөс 300% илүү ажилладаг гэдгийг баталдаг.
Материалын нийцэлтийг зөв ашиглан гальваник идэвхжлээс сэргийлэх
Янз бүрийн металлын цуглуулга дахь цэвэр төмрийн болтод гальваник идэвхжил яаж нөлөөлөх вэ
Алчуур болон нүхний хэсгүүдэд цагаан тугалга эсвэл нүржийн ган, цаасан ган зэрэг бусад металлуудын хамт нержисэн гангуудыг ашиглах нь ихэвчлэн металаа идэх гальваник коррозийн асуудалд хүргэдэг бөгөөд энэ нь металлын хэсгүүдийг хурдан хэмнэж хорогдуулдаг. Үүний үндэс болох суурь шинжлэх ухаанд гурван үндсэн хүчин зүйл нийлж ажилладаг: электроны чанар нь ялгаатай байх металл, тэдгээрийн хоорондох шууд физик холболт, мөн далайн ус зэрэг дамжуулагч шингэн байдаг. Энд үзэгдэж буй зүйл бол нержисэн ганг инженерчлэлийн хувьд катод гэж нэрлэдэг ба энэ нь түүний ойролцоох илүү бага тэсвэртэй металлуудын идэх хурдыг хурдасгадаг. Судалгаанууд нь 316 нержисэн гангийн холбогчийн ойролцоо байрлах алчуурын хэсгүүд далайн доор байнга байрлахад ганцаараа байх үедээ 3-5 дахин хурдан элэгдэж эхэлдэг гэж харуулсан. Далайн долгион цас усыг гадаргуу руу тасралтгүй шүрсэж байгаа бүс нутгуудад байдал илүү мууддаг, учир нь тасралтгүй нойрсон байдал системд шинэ электролитыг тасралтгүй оруулж байна.
Далайн орчинд цахилгаан химийн задралыг урьдчилан сэргийлэх ажлын хамгийн сайн арга зам
Давсны усанд гальваник идэвхжлийг багасгахын тулд:
- Гальваник эгнээн дэх хүрээний доторх 0.15V-ийн доторх металл сонгоно уу , мэргэжлийн зааврын зөвлөсний дагуу
- Диэлектрик саад хэрэглэх ямар нэгэн ялгаатай металлуудын хооронд найлон шайба эсвэл PTFE боолт зэргийг ашиглах
- Тэжээл болгон задрах компонент дээр цайрын давхаргыг хэрэглэх удирдлагатай задралын замыг үүсгэхийн тулд
- Агрегатыг зохион бүтээх давсны ус цуглах завсар гарахаас сэргийлэх
- Катодын хамгаалалтын системийг нэвтрүүлэх цэнгэг усны ойрын чухал бүтэц
Идэвхжүүлэгч материал нь электрохимийн нийцэл шалгалтаас үндэслэн удирдахгүй байгаа хослолуудтай харьцуулахад коррозийн түвшнийг хүртэл 85% бууруулдаг.
Далайд зориулсан цувимтгай болтын стандарт ба бодит ертөнцийн хэрэглээ
Холбогдох стандарт: далайн хуралдааны хурдаснуудын ISO 3506-1 ба ISO 3506-2
Далайн хэрэглээнд зориулсан нержаван болтнууд ISO 3506-1 ба ISO 3506-2 шаардлагад нийцсэн байх ёстой. Эдгээр олон улсын стандартууд далайн давстай хүнд нөхцөл байдлын эсрэг тэсвэртэй нержаван ган хэрхэн байх ёстойг тодорхойлдог. Тухайлбал, 316-р ангиламжийн ган нь дор хаяж 500 МПа-ийн сунгалтын хүч ба ойролцоогоор 40% суналттай байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь урсгал, тогтмол давсны нөлөөнд орших далайн орчин дахь ачааллыг тэвчих чадварыг хангана. 2023 онд хийсэн бодитоор шалгах туршилт сонирхолтой зүйлийг илрүүлсэн. Дээрх шаардлагад нийцсэн хэсгүүд усанд байх хугацаа илүү их байсан ба тоо хэмжээний хувьд маш сайн үзүүлэлт гарсан нь, дөрвөн жилийн турш далайн усанд байсны дараа тэдгээр стандартаас хэтрэхгүй хямд вариантуудтай харьцуулахад гэмтэл гарах магадлал 70%-иар бага байсан. Хэрэв бодож үзвэл ингэж л гарна. Учир нь цаг соёрлоор далайн ус металлд маш их хортой нөлөө үзүүлдэг.
Ширээ, боомт, далайн эрэг оосортын бүтээцэд хэрэглэх
Гадаадын усны орчинд байх үед цахилгаан хийх болт ашигладаг бүх төрлийн шархны холбогч болон эзэнгүй нефтийн цэгээнд 316 төрлийн нержисан ган суулгамжийг хэрэглэдэг. Эдгээр болтууд далайн түвшинд 8-10 кН хүчтэй давтан нөлөөлөх үеийн улирлын үед элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Илүү гүн усанд далай мөргөлийн инженерүүд далайн түвшинээс доош 200 метр болон түүнээс илүү гүнд усны даралт их үед дэд усны хоолойнуудыг холбоход мөн итгэлтэй ашигладаг. Зохих байдлаар пассивжуулалт хийснээр 316 болтуудын далайн усны хлоридын шимжилтийн эсрэг тэсвэрт чанар нь ердийн 304 төрлийн нержисан гангаас ойролцоогоор 12-15 дахин илүү сайн байдаг. Тийм түвшний хамгаалалт нь далайн дунд хэсэгт зэвэрсэн тоног төхөөрөмжийг солих нь мянган доллар зарцуулах, үйл ажиллагааг хэдэн хоногийн турш саатуулах зэрэг асуудалд хүргэдэг тул маш чухал байдаг.
