निकेल-आधारित मिश्र धातु (इंकोलॉय 800 एन08800) मिश्र धातु उच्च तापमान और संक्षारण प्रतिरोध के लिए प्रतिरोधी है
1 परिचय
इंकोलॉय 800 मिश्र धातु एक लौह आधारित मिश्र धातु है; इसमें बड़ी मात्रा में Ni, Cr और थोड़ी मात्रा में Si, Mn, Cu, Al, Ti होते हैं। इसमें उच्च तापमान की ताकत है, और इसमें ऑक्सीकरण प्रतिरोध, कार्बराइजेशन प्रतिरोध और पारगम्यता प्रतिरोध भी अच्छा है। सल्फर गुण. सीआर और नी की उच्च सामग्री संक्षारक वातावरण में दीर्घकालिक स्थिरता सुनिश्चित करती है। 800 मिश्र धातु क्रैक्ड क्रूड गैसोलीन भट्टी ट्यूब का उपयोग हाइड्रोजन प्रसंस्करण संयंत्र में 150,{6}} घंटों के लिए किया जाता है
(17 वर्ष) बाद, इसमें केवल मामूली क्षरण हुआ है और इसमें अभी भी अच्छे यांत्रिक गुण हैं।
संयुक्त राज्य अमेरिका और अन्य देशों में, मिश्र धातु 800 मानक उच्च तापमान संरचनात्मक सामग्री बन गई है। यह मिश्र धातु विभिन्न परिस्थितियों में उपयोग के लिए बिल्कुल उपयुक्त है और परिणामस्वरूप, हाल के वर्षों में इस सामग्री का कई उच्च तापमान प्रणालियों में बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया है। संयुक्त राज्य अमेरिका में मुख्य ध्यान उन्नत ऊर्जा रूपांतरण प्रणालियों, विशेष रूप से कोयला दहन और गैसीकरण से संबंधित अनुप्रयोगों पर रहा है, जिसके परिणाम सफलता से लेकर सूखे के कारण अप्रत्याशित विफलता तक भिन्न-भिन्न हैं। लगभग सभी मामलों में, समस्या सल्फर-त्वरित जंग के कारण होती है।
सल्फाइडेशन इस मिश्र धातु के व्यापक उपयोग को सीमित करने वाला मुख्य बाधा बिंदु प्रतीत होता है। इस मिश्र धातु के विश्वसनीय उपयोग की स्थितियाँ अभी तक स्पष्ट नहीं हैं। इस लेख का उद्देश्य सल्फर युक्त वायुमंडल में मिश्र धातु 800 के व्यवहार पर डेटा की समीक्षा करना और सल्फाइडेशन जंग का विरोध करने के लिए मिश्र धातु 800 की क्षमता का मूल्यांकन करना है। इसके अलावा, सीमाएँ पर्यावरणीय और भौतिक कारकों की ओर इशारा करती हैं जो व्यवहार को प्रभावित करते हैं, साथ ही उन क्षेत्रों को भी इंगित करते हैं जहाँ आगे काम करने की आवश्यकता है।
2. एंटीऑक्सीडेंट
वायुमंडल में जहां सल्फ्यूराइजेशन और संक्षारण हो सकता है, इनकॉल 800 मिश्र धातु के अधिकांश अनुप्रयोग निम्नलिखित तीन वायुमंडलों में से एक से संबंधित हैं: (1) पेट्रोलियम प्रसंस्करण, (2) कोयला गैसीकरण, और (3) जीवाश्म ईंधन दहन। प्रत्येक वायुमंडल के बीच मुख्य अंतर ऑक्सीजन, तापमान और दबाव की गतिविधि है, लेकिन कुछ वायुमंडल घटक आंशिक रूप से समान होते हैं और हमेशा स्पष्ट अंतर नहीं होते हैं। विभिन्न क्षेत्रों में 800 मिश्र धातु के पिछले और वर्तमान परीक्षण परिणाम नीचे दिए गए हैं, जिनमें बेहतर प्रदर्शन की आवश्यकता वाले प्रतिबंधित उपयोग स्ट्रिप्स के अनुमान भी शामिल हैं।
2.1 पेट्रोलियम प्रसंस्करण
पेट्रोलियम उद्योग में उपयोग की स्थितियाँ हैं: कम तापमान, और वातावरण में हाइड्रोजन, हाइड्रोकार्बन, कार्बन ऑक्साइड और भाप में एचएस की थोड़ी सी मात्रा होती है। इस प्रकार का वातावरण प्रायः होता है<1% HS (generally less than 100ppm) and very low activity hydrogen, and the temperature generally does not exceed 650°C. Over the years, people have intermittently revealed the behavior of many high-temperature alloys in H2/HS environments: Such as Soreu and Hogt in 1956, Backensto et al. in 1958 and 1956, Mcoy and Hamel in 1971.
संक्षारण दर काफी हद तक तापमान पर निर्भर करती है और एचएस सामग्री और कुल दबाव के प्रति असंवेदनशील है। जब वातावरण में 0.02% HS होता है, तो 800 मिश्रधातु में सल्फिडेशन संक्षारण होगा। किसी ने अभी तक पेरोक्सीजन एकाग्रता के प्रभाव पर चर्चा नहीं की है, लेकिन यह अनुमान लगाया जा सकता है कि सल्फाइड को गैस चरण के साथ संतुलन में एक स्थिर स्थिति बनने के लिए ऑक्सीजन गतिविधि काफी कम होनी चाहिए, जैसा कि एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण से पता चलता है। सतह ऑक्साइड.
यह निष्कर्ष कि वल्कनीकरण गति एचएस एकाग्रता के प्रति संवेदनशील नहीं है, शुद्ध एचएस के मामले में विस्तारित प्रतीत होती है। बर्न्स ने 101.3kPa पर शुद्ध HS में 8 मिश्रधातु की प्रतिक्रिया का अध्ययन किया है। 593 डिग्री पर संक्षारण दर 1.194 मिमी/वर्ष है। इस समय, एचएस की सांद्रता तालिका 1 में संबंधित तापमान पर सांद्रता से 2 परिमाण कम है, और बल केवल तालिका 1 है। संबंधित तापमान का आधा, जो तालिका में एक्सट्रपलेटेड डेटा के बिल्कुल विपरीत है। 1. उन्होंने संक्षारण दर पर अत्यधिक ताप के प्रभाव का सत्यापन किया। 650 डिग्री पर शुद्ध एचएस के तहत संक्षारण दर 3.48 मिमी/वर्ष थी। नमूना 12 घंटों के भीतर 774 डिग्री पर गंभीर रूप से वल्कनीकृत हो गया और 982 डिग्री पर पूरी तरह से नष्ट हो गया।
प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, जब 8{3}}0 मिश्र धातु का उपयोग ऐसे वातावरण में किया जाता है जिसमें कुछ पीपीएम से 100% एचएस तक एचएस घटकों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, तो 538 डिग्री से नीचे कोई स्पष्ट सल्फाइड क्षरण नहीं होगा, और स्क्रैप संक्षारण दर (0.408 मिमी/वर्ष) 538 डिग्री से अधिक प्रतीत होती है और 1% या अधिक एच, एस वातावरण युक्त हो सकता है। हालाँकि, 538 डिग्री से ऊपर एचएस की थोड़ी सी मात्रा वाले वायुमंडल में संक्षारण दर पर कोई डेटा नहीं है। एक महत्वपूर्ण सीमित बिंदु होना चाहिए जिसके नीचे सल्फाइड चरण की थर्मोडायनामिक स्थिरता के कारण संक्षारण नहीं होगा। तापमान और एचएस/एच अनुपात के फलन के रूप में Fe, Ni, Cr और Mn का चरण स्थिर इंटरफ़ेस (धातु/धातु सल्फाइड) चित्र 1 में दिखाया गया है। यदि HS/-H2 अनुपात 10~3 से कम है, तो Fe और Ni 760 डिग्री से ऊपर स्थिर सल्फाइड नहीं बनाएगा। यहां तक कि अगर Fe और Ni के सल्फाइड बनते हैं, जिससे 800 मिश्र धातु तेजी से खराब हो जाती है, तो भी यह 760 डिग्री से अधिक की स्थितियों और 1000 पीपीएम से कम एच में एचएस की एकाग्रता के तहत अच्छा प्रदर्शन बनाए रख सकता है।
