संरचना और ग्रेड पहचान
Zr702, जिसे UNS R60702 नामित किया गया है, एक मिश्रधातु ज़िरकोनियम है जिसमें लगभग 99.2 प्रतिशत ज़िरकोनियम होता है जिसमें टिन, लौह और क्रोमियम के छोटे नियंत्रित जोड़ होते हैं और हेफ़नियम सामग्री सामान्य रूप से 4.5 प्रतिशत तक सीमित होती है। Zr705, जिसे UNS R60705 नामित किया गया है, लगभग 2.0 से 3.0 प्रतिशत नाइओबियम के साथ मिश्रित है, जो इसे लचीलेपन या संक्षारण प्रतिरोध के बड़े नुकसान के बिना बिना मिश्रित ग्रेड की तुलना में काफी अधिक ताकत देता है। दोनों प्लेट, शीट और स्ट्रिप के लिए एएसटीएम बी550 और बार, तार और फोर्जिंग के लिए एएसटीएम बी551 द्वारा कवर किए गए हैं, जो रसायन विज्ञान, यांत्रिक गुणों और सहनशीलता को निर्धारित करते हैं। क्योंकि हेफ़नियम रासायनिक रूप से ज़िरकोनियम के समान है और इसे अलग करना महंगा है, अनुमत हेफ़नियम स्तर विनिर्देश और इसके लागत निहितार्थ का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।
ताकत और यांत्रिक व्यवहार
दोनों ग्रेडों के बीच मुख्य व्यावहारिक अंतर ताकत है। अनअलॉयड Zr702 की एनील्ड स्थिति में उपज क्षमता लगभग 200 मेगापास्कल है, जबकि Zr705 उत्पाद के रूप और ताप उपचार के आधार पर लगभग 500 मेगापास्कल या उससे अधिक तक पहुंचता है। यह अंतर Zr705 को पतले वर्गों में या उच्च डिज़ाइन दबाव पर उपयोग करने की अनुमति देता है, और कई जहाजों में कम दीवार की मोटाई प्रति किलोग्राम उच्च सामग्री लागत की भरपाई करती है। दोनों ग्रेड उपयोगी लचीलापन बनाए रखते हैं और इन्हें बनाया और वेल्ड किया जा सकता है, हालांकि Zr705 को अधिक सावधानीपूर्वक निर्माण नियंत्रण की आवश्यकता होती है क्योंकि इसकी उच्च शक्ति गर्मी उपचार और वेल्ड प्रक्रिया के प्रति अधिक संवेदनशीलता के साथ होती है। डिज़ाइन को एकल मान मानने के बजाय विशिष्ट उत्पाद रूप और स्थिति के लिए लागू कोड में स्वीकार्यताओं का पालन करना चाहिए।
प्रोसेस मीडिया में संक्षारण प्रतिरोध
दोनों ग्रेड आक्रामक मीडिया की एक विस्तृत श्रृंखला का विरोध करते हैं, जिसमें हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड समाधान, एसिटिक और फॉर्मिक एसिड जैसे कार्बनिक एसिड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, समुद्री जल और कई क्लोराइड असर वाले वातावरण शामिल हैं, और दोनों एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म बनाते हैं जो क्षतिग्रस्त होने पर स्वयं की मरम्मत करती है। इनमें से अधिकांश मीडिया में दोनों ग्रेड बहुत समान व्यवहार करते हैं, इसलिए अकेले संक्षारण प्रतिरोध शायद ही कभी चयन का निर्णय लेता है। विशिष्ट वातावरण और उच्च तापमान पर अंतर दिखाई देते हैं, जहां मिश्रधातु तत्व व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं, और हाइड्रोजन युक्त सेवा में, जहां ज़िरकोनियम हाइड्रोजन को अवशोषित कर सकता है और भंगुर हाइड्राइड बना सकता है। हाइड्रोजन पिकअप माध्यम, तापमान, सतह की स्थिति और प्रमोटरों की उपस्थिति पर निर्भर करता है, इसलिए इसे ग्रेड नाम से ग्रहण करने के बजाय वास्तविक प्रक्रिया के लिए मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
विशिष्ट सेवा और चयन मानदंड
Zr702 का उपयोग आमतौर पर हीट एक्सचेंजर्स, पाइपिंग, जहाजों, कॉलम और वाल्वों के लिए किया जाता है जहां प्रक्रिया संक्षारक होती है लेकिन यांत्रिक कर्तव्य मध्यम होता है, और जहां सरल निर्माण के साथ अधिकतम संक्षारण प्रतिरोध प्राथमिकता होती है। Zr705 को वहां चुना जाता है जहां समान संक्षारण प्रतिरोध को उच्च शक्ति के साथ जोड़ा जाना चाहिए, उदाहरण के लिए दबाव वाहिकाओं, उच्च दबाव पाइपिंग, आंदोलनकारी और यांत्रिक भार या क्षरण के अधीन घटकों में, और जहां एक पतली दीवार वजन में बचत या प्रक्रिया लाभ देती है। चयन प्रक्रिया में प्रति किलोग्राम कीमत के बजाय सामग्री, मोटाई, वेल्डिंग, निरीक्षण और किसी भी पोस्ट वेल्ड हीट ट्रीटमेंट की लागत सहित कुल स्थापित लागत की तुलना की जानी चाहिए, क्योंकि उच्च दबाव डिजाइन में पतला Zr705 अनुभाग कुल मिलाकर सस्ता हो सकता है।
निर्माण, वेल्डिंग और निरीक्षण
निर्माण के दौरान जिरकोनियम को संदूषण से बचाया जाना चाहिए, क्योंकि यह ऊंचे तापमान पर ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन और कार्बन के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है और परिणामी संदूषण सामग्री को भंगुर कर देता है। वेल्डिंग को निष्क्रिय वातावरण में सावधानीपूर्वक परिरक्षण के साथ किया जाता है और, जहां आवश्यक हो, एक अनुगामी ढाल और पर्ज किया जाता है, और वेल्ड और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र उज्ज्वल और मलिनकिरण से मुक्त होना चाहिए। काटने, पीसने और बनाने के उपकरणों को जिरकोनियम के साथ समर्पित किया जाना चाहिए या पूरी तरह से साफ किया जाना चाहिए, क्योंकि लौह संदूषण स्थानीयकृत क्षरण का कारण बनता है। निरीक्षण में डाई पेनेट्रेंट या अन्य सतह परीक्षण और, जहां निर्दिष्ट हो, वेल्ड की रेडियोग्राफिक या अल्ट्रासोनिक जांच, साथ में वितरित उत्पाद का रसायन सत्यापन शामिल है। उपकरण के जीवनकाल तक ताप संख्या, उत्पाद स्वरूप और वेल्डिंग प्रक्रिया का रिकॉर्ड रखा जाना चाहिए।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
प्रश्न: Zr702 और Zr705 के बीच क्या अंतर है?
Zr702 बिना मिश्रित ज़िरकोनियम है, जबकि Zr705 लगभग 2.0 से 3.0 प्रतिशत नाइओबियम के साथ मिश्रित है, जो Zr702 के लिए लगभग 200 मेगापास्कल के मुकाबले इसकी उपज शक्ति को लगभग 500 मेगापास्कल या उससे अधिक तक बढ़ा देता है।
प्रश्न: किस ग्रेड का संक्षारण प्रतिरोध बेहतर है?
अधिकांश रासायनिक प्रक्रिया मीडिया में दोनों बहुत समान रूप से कार्य करते हैं, इसलिए केवल संक्षारण प्रतिरोध शायद ही कभी विकल्प तय करता है और चयन आमतौर पर ताकत, दबाव और तापमान द्वारा संचालित होता है।
प्रश्न: Zr705 का चयन कब किया जाना चाहिए?
जहां ज़िरकोनियम के संक्षारण प्रतिरोध को उच्च शक्ति के साथ जोड़ा जाना चाहिए, जैसे दबाव वाहिकाओं, उच्च दबाव पाइपिंग और यांत्रिक भार के तहत घटक, अक्सर पतली दीवार की अनुमति देते हैं।
प्रश्न: कौन से मानक ज़िरकोनियम प्लेट और बार को कवर करते हैं?
एएसटीएम बी550 ज़िरकोनियम प्लेट, शीट और स्ट्रिप को कवर करता है और एएसटीएम बी551 बार, तार और फोर्जिंग को कवर करता है, और दोनों रसायन विज्ञान, यांत्रिक गुण और सहनशीलता निर्धारित करते हैं।
प्रश्न: हेफ़नियम सामग्री क्यों निर्दिष्ट की गई है?
हेफ़नियम रासायनिक रूप से ज़िरकोनियम के समान है और अलग करना महंगा है, इसलिए अधिकतम हेफ़नियम सामग्री को विनिर्देश में नियंत्रित किया जाता है और यह गुणों और सामग्री लागत दोनों को प्रभावित करता है।
प्रश्न: जिरकोनियम के साथ मुख्य निर्माण जोखिम क्या है?
ऊंचे तापमान पर ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, कार्बन और लौह द्वारा संदूषण भंगुरता और स्थानीय क्षरण का कारण बनता है, इसलिए वेल्डिंग को पूर्ण अक्रिय गैस संरक्षण और स्वच्छ, समर्पित टूलींग की आवश्यकता होती है।