مقدمة
AL-6XN ألواح الصلبعبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي فائق-.
يأتي اسم "AL-6XN" من ميزاته الرئيسية: Al للسبائك، و6 لموليبدينوم 6%، وXN للنيتروجين الإضافي. التسمية الرسمية لهذه السبيكة هي UNS N08367، ويتم بيعها أيضًا تحت أسماء مثل INCOLOY® 25-6HN و6Mo. AL-6XN هي علامة تجارية مسجلة لشركة ATI Properties, LLC، ولكن العديد من المطاحن تنتج مواد مكافئة تحت تصنيف UNS N08367.
التركيب الكيميائي للوحة AL-6XN
|
عنصر |
وزن ٪ |
ماذا يفعل |
|
النيكل (ني) |
23.5 – 25.5 |
يوفر مقاومة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. يستقر الهيكل الأوستنيتي |
|
الكروم (الكروم) |
20.0 – 22.0 |
يشكل طبقة الأكسيد السلبي التي تقاوم التآكل العام |
|
الموليبدينوم (مو) |
6.0 – 7.0 |
كتل تأليب والشقوق الهجوم من الكلوريدات |
|
النيتروجين (ن) |
0.18 – 0.25 |
يقوي السبيكة ويحسن مقاومة الحفر |
|
الكربون (ج) |
أقل من أو يساوي 0.03 |
منخفض الكربون يمنع ترسيب الكربيد أثناء اللحام |
|
المنغنيز (من) |
أقل من أو يساوي 2.00 |
يساعد في إزالة الأكسدة أثناء صناعة الصلب |
|
السيليكون (سي) |
أقل من أو يساوي 1.00 |
يحسن مقاومة الأكسدة |
|
النحاس (النحاس) |
أقل من أو يساوي 0.75 |
يعزز المقاومة لبعض الأحماض |
|
الحديد (الحديد) |
الرصيد (تقريبًا. 41–47%) |
المعدن الأساسي الذي يجمع كل شيء معًا |
مصادر البيانات: ويكيبيديا، Corrosionpedia، Fushun Special Steel، Lork Alloy
الميزة الأكثر أهمية في كيمياء AL-6XN هي مزيج الموليبدينوم العالي (6٪) والنيتروجين (0.2٪). يتم حساب PREN باستخدام الصيغة: PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. بالنسبة لـ AL-6XN، يبلغ PREN حوالي 45، وهو ما يقرب من ضعف نظيره في الفولاذ المقاوم للصدأ 316L القياسي.
الخواص الميكانيكية للوحة AL-6XN
AL-6XN ليس مقاومًا للتآكل- فحسب، بل إنه قوي جدًا أيضًا. بسبب محتواه من النيتروجين، فإنه يتمتع بقوة شد أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الشائع مع الحفاظ على ليونة ممتازة وصلابة التأثير.
الخواص الميكانيكية (درجة حرارة الغرفة، حالة التلدين)
|
ملكية |
القيمة (متري) |
القيمة (الإمبراطورية) |
|
قوة الشد (النهائية) |
680 - 770 ميجا باسكال |
98,600 - 111,600 رطل لكل بوصة مربعة |
|
قوة الخضوع (إزاحة 0.2%) |
300 - 393 ميجا باسكال |
43,500 - 57,000 رطل لكل بوصة مربعة |
|
استطالة عند الاستراحة |
35 – 50% |
35 – 50% |
|
صلابة |
أقل من أو يساوي 90 HRB |
أقل من أو يساوي 90 روكويل ب |
|
معامل المرونة |
~ 200 جيجا باسكال |
~ 29000 كيلو باسكال |
مصادر البيانات: Lork Alloy، وSeaTher Technology، وTJC Steel
ما مدى قوة AL-6XN مقارنة بـ 316L؟
تصل الضغوط المسموح بها من ASME لـ AL-6XN إلى 75% أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.
إن وعاء الضغط الذي يتطلب لوحة 316L بسمك 10 مم قد يحتاج فقط إلى لوحة AL-6XN بسمك 6 مم للتعامل مع نفس الضغط. قد تكون تكلفة المادة للكيلوغرام الواحد أعلى، لكن الوزن الإجمالي وحجم المادة المستخدمة يمكن أن يكونا أقل بكثير.
طريقة أخرى لفهم ميزة قوة AL-6XN: AL-6XN أقوى بحوالي 50% من الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي مع الحفاظ على ليونة عالية وقوة تأثير.
الخصائص الفيزيائية للوحة AL-6XN
تصف الخصائص الفيزيائية كيفية تصرف المادة بدون قوى خارجية-مثل الكثافة ونقطة الانصهار وكيفية استجابتها للحرارة والكهرباء.
|
ملكية |
قيمة |
ملحوظات |
|
كثافة |
8.03 جم/سم³ (0.290 رطل/بوصة³) |
أثقل قليلاً من 316L (~8.0 جم/سم³) |
|
نطاق الذوبان |
1370 – 1400 درجة (2500 – 2550 درجة فهرنهايت) |
نموذجي للدرجات الأوستنيتية الفائقة-. |
|
الموصلية الحرارية |
~15 وات/م·ك (في درجة حرارة الغرفة) |
أقل من الفولاذ الكربوني، مشابه لـ 316L |
|
المقاومة الكهربائية |
~0.78 µΩ·m |
غير-مغناطيسي في حالة التلدين |
|
السعة الحرارية المحددة |
~500 جول/كجم·ك |
الحرارة اللازمة لرفع درجة الحرارة |
الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة: يمكن استخدام AL-6XN بشكل مستمر حتى حوالي 800 درجة فهرنهايت (427 درجة) بموجب قواعد كود ASME. وهذا أعلى بكثير من العديد من درجات الأوستنيتي الفائقة- الأخرى، مما يجعل AL-6XN مناسبًا لتطبيقات درجات الحرارة العالية مثل المبادلات الحرارية ومعدات المعالجة التي تتعامل مع السوائل الساخنة.
الخصائص المغناطيسية: AL-6XN غير مغناطيسي في الحالة الملدنة، يشبه الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316. وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي يجب تجنب التداخل المغناطيسي فيها، مثل المعدات الإلكترونية الحساسة أو الأجهزة الطبية.
مقاومة التآكل للوحة AL-6XN
هذا هو المكان الذي يتألق فيه AL-6XN حقًا. تم تصميم هذه السبيكة في الأصل لتطبيقات مياه البحر، ولديها أكثر من 25 عامًا من الخدمة المثبتة في البيئات الأكثر تآكلًا على وجه الأرض.
ما الذي يجعل AL-6XN مقاومًا للتآكل؟
تعمل ثلاثة عناصر معًا لحماية AL-6XN:
يشكل الكروم (20-22%) طبقة أكسيد رقيقة وغير مرئية على السطح تمنع الصدأ والتآكل العام. هذه الطبقة ذاتية -تتعافى-في حالة خدشها، فإنها تتشكل بسرعة-في وجود الأكسجين.
الموليبدينوم (6-7%) هو المفتاح لمحاربة الكلوريدات. إنه يخلق حاجزًا كيميائيًا يمنع أيونات الكلوريد من اختراق طبقة الأكسيد الواقية. بدون الموليبدينوم، يمكن للكلوريدات أن تخترق وتبدأ في الحفر.
يعمل النيتروجين (0.18-0.25%) على تقوية الطبقة الواقية ويجعل المادة أكثر مقاومة للتآكل والشقوق.
أنواع التآكل الذي يقاومه AL-6XN
يخلق التآكل الحفري ثقوبًا صغيرة يمكن أن تنمو وتخترق في النهاية جدار الأنبوب أو الخزان. AL-6XN's PREN الذي يبلغ حوالي 45 يعني أنه يمكنه تحمل تركيزات ودرجات حرارة كلوريد أعلى بكثير من 316L قبل بدء الحفر. على سبيل المثال، في دراسة لحمض الأسيتيك الساخن مع الكلوريدات، بدأ 316L بالتنقير عند 3 جزء في المليون من الكلوريدات فقط، بينما تطلب AL-6XN 9 جزء في المليون - ثلاثة أضعاف نسبة تحمل الكلوريد.
يحدث تآكل الشقوق في المساحات الضيقة حيث ينحصر السائل، مثل تحت الحشيات أو بين الشفاه المثبتة بمسامير. يوفر المحتوى العالي من الموليبدينوم والنيتروجين في AL-6XN مقاومة استثنائية لهجوم الشقوق، حتى في مياه البحر الراكدة.
يحدث التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC) عندما يتحد إجهاد الشد مع البيئة المسببة للتآكل. الكلوريدات هي سبب شائع لـ SCC في الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي. إن محتوى النيكل العالي لـ AL-6XN (24%) يمنحه مناعة عملية ضد التشقق الناتج عن إجهاد الكلوريد، مما يعني أنه ببساطة لا يتشقق في بيئات كلوريد الصوديوم حيث قد يفشل 304 و316.
مزايا مادة اللوحة AL-6XN
مقاومة فائقة للكلوريد. AL-6XN يقاوم الحفر، وتآكل الشقوق، والتآكل الناتج عن الإجهاد في مياه البحر، والمحاليل الملحية، وغيرها من البيئات الغنية بالكلوريد حيث قد يفشل 316L في غضون أشهر.
قوة عالية. مع الضغوط المسموح بها من ASME بنسبة تصل إلى 75% أعلى من 316L، يسمح AL-6XN للمهندسين بتصميم معدات أخف وزنًا وأقل سمكًا دون التضحية بالسلامة أو المتانة.
بديل فعال من حيث التكلفة-لسبائك النيكل. في حين أن تكلفة AL-6XN تزيد عن 316L، فهي أرخص بكثير من السبائك التي تحتوي على نسبة عالية من النيكل مثل C-276 بينما تقدم مقاومة مماثلة للتآكل في العديد من البيئات.
قابلية اللحام ممتازة. يمكن لحام AL-6XN باستخدام التقنيات القياسية، على الرغم من أنه يجب اتباع الإجراءات المناسبة للحفاظ على مقاومة التآكل.
سجل حافل. مع أكثر من 25 عامًا من الخدمة الناجحة في مياه البحر والبيئات العدوانية الأخرى، تعد AL-6XN مادة موثوقة ومثبتة.
قابلية جيدة للتشكيل. يمكن ثني AL-6XN ولفه وتشكيله باستخدام الطرق القياسية، على الرغم من أن هناك حاجة إلى قوى أعلى بسبب قوته المتزايدة مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي القياسي.
نطاق درجة حرارة واسعة. يعمل AL-6XN بشكل جيد في درجات الحرارة المبردة التي تصل إلى 800 درجة فهرنهايت (427 درجة)، مما يغطي معظم متطلبات العمليات الصناعية.
التطبيقات الصناعية للوحة AL-6XN
تُستخدم ألواح AL-6XN في الصناعات التي تكون فيها مقاومة التآكل والقوة أمرًا بالغ الأهمية. وفيما يلي التطبيقات الأكثر شيوعا.
تطبيقات مياه البحر والبحرية
تم تطوير AL-6XN في الأصل لخدمة مياه البحر. يستخدم على نطاق واسع في:
المبادلات الحرارية والمكثفات لمياه البحر
أنظمة الأنابيب على منصات النفط والغاز البحرية
أنظمة مياه الحرائق على السفن والحفارات
معدات محطات تحلية المياه والمضخات والأنابيب التي تتعامل مع محلول الكلوريد العالي-.
المعالجة الكيميائية
تتعامل المصانع الكيميائية مع السوائل العدوانية التي تدمر الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي. تستخدم ألواح AL-6XN في:
معالجة الخزانات والسفن وخطوط الأنابيب
المبادلات الحرارية التي تتعامل مع المواد الكيميائية المسببة للتآكل
أعمدة التقطير ومعدات تقطير الزيت الطويلة
معدات التعامل مع الكلوريدات والأحماض المؤكسدة والبيئات الحمضية المختلطة
أنظمة إزالة الكبريت من غاز المداخن (FGD).
تستخدم محطات توليد الطاقة والمنشآت الصناعية أنظمة FGD لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من غازات العادم. تعتبر مواد الملاط الخاصة بجهاز الغسيل شديدة التآكل، وتحتوي على كلوريدات وأحماض عند درجات حرارة مرتفعة. تستخدم ألواح AL-6XN في:
أبراج وقنوات امتصاص FGD
أجهزة إعادة التسخين وأنابيب مياه الخدمة
فوهات الرش والمكونات الداخلية
صناعة اللب والورق
تستخدم مصانع التبييض ثاني أكسيد الكلور والمواد الكيميائية العدوانية الأخرى لتبييض اللب. تم العثور على لوحات AL-6XN في:
غسالات الترشيح، والأوعية، ولفات الضغط
معدات تبييض ثاني أكسيد الكلور
خطوط الأنابيب التي تتعامل مع سوائل نباتات التبييض
تصنيع الأدوية والصيدلة الحيوية
تتطلب صناعة المستحضرات الصيدلانية الحيوية مواد مقاومة للتآكل وتحافظ على نقاء المنتج. تستخدم ألواح AL-6XN في:
التخمير وأوعية المفاعلات الحيوية
خزانات وأنابيب العمليات الصيدلانية
معدات التعقيم
تجهيز الأغذية
حتى المنتجات الغذائية يمكن أن تكون مسببة للتآكل بشكل مدهش. على سبيل المثال، سوف يؤدي عصير الطماطم إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L عند درجات حرارة البسترة التي تبلغ 210 درجة فهرنهايت (100 درجة). يقاوم AL-6XN هذا التآكل بينما لا يزال يقدم الخصائص المفيدة للفولاذ المقاوم للصدأ.
توليد الطاقة
أنابيب المكثف في محطات الطاقة النووية والأحفورية
خدمة أنابيب المياه التي تتعامل مع مياه البحر أو المياه قليلة الملوحة
سخانات مياه التغذية والمبادلات الحرارية
المعايير والمواصفات للوحة AL-6XN
AL-6XN (UNS N08367) مغطى بالعديد من المعايير الدولية. عند شراء لوحة AL-6XN، اطلب دائمًا شهادة اختبار المطحنة (MTC) التي تؤكد الامتثال للمواصفات ذات الصلة لتطبيقك.
|
معيار |
وصف |
النماذج المعمول بها |
|
أستم B688 |
المواصفة القياسية لصفائح وصفائح وأشرطة الحديد من الكروم-النيكل-الموليبدينوم- |
لوحة، ورقة، لفائف |
|
أستم B691 |
المواصفات القياسية للقضبان والقضبان والأسلاك |
شريط، قضيب، سلك |
|
أستم B675 |
مواصفات الأنابيب الملحومة UNS N08367 |
الأنابيب الملحومة |
|
أستم B676 |
مواصفات الأنبوب الملحوم UNS N08367 |
أنبوب ملحوم |
|
أستم B690 |
مواصفات الأنابيب والأنابيب غير الملحومة UNS N08367 |
الأنابيب غير الملحومة، الأنبوب |
|
أستم B462 |
مواصفات فلنجات الأنابيب والتجهيزات |
الشفاه والتجهيزات |
|
أستم B366 |
مواصفات تجهيزات لحام سبائك النيكل المطاوع |
تجهيزات اللحام |
|
أستم B564 |
مواصفات المطروقات سبائك النيكل |
المطروقات |
|
أسمي سا-240 |
ASME اعتماد ASTM A240 لأوعية الضغط |
لوحة، ورقة، قطاع |
مصادر البيانات: مواصفات ASTM، Neonickel، HiteAlloy
تشمل أشكال المنتجات الشائعة المتوفرة لـ AL-6XN الصفائح والألواح والملفات والقضبان والأنابيب الملحومة وغير الملحومة والأنابيب والفلنجات والتجهيزات والمطروقات. يتراوح سمك اللوحة عادةً من 0.5 مم إلى 100 مم، بعرض يصل إلى 3000 مم وأطوال تصل إلى 12000 مم.
تصنيع ولحام لوحة AL-6XN
اللحام:AL-6XN لديه قابلية لحام جيدة. ويمكن لحامها باستخدام العمليات القياسية مثل TIG (GTAW)، وMIG (GMAW)، وSMAW. يساعد محتوى النيتروجين في السبيكة على استقرار منطقة اللحام والحفاظ على مقاومة التآكل.
ومع ذلك، يوصى بإجراءات اللحام المؤهلة لتحقيق أفضل النتائج. استخدم معادن الحشو المطابقة (مثل ERNiCrMo-3 أو ERNiCrMo-10) للحصول على أفضل أداء. المعالجة الحرارية بعد اللحام ليست مطلوبة بشكل عام لمعظم التطبيقات، ولكن تخفيف الضغط قد يكون مفيدًا للأقسام الثقيلة.
تشكيل:يمكن تشكيل AL-6XN على البارد عن طريق الثني أو التدحرج أو الضغط باستخدام الطرق القياسية. ومع ذلك، نظرًا لأن السبيكة تتمتع بقوة أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي، فإن الأمر يتطلب قوى أعلى لتشويهها. ينبغي تجنب الانحناء فوق قالب ذكر حاد، لأن ذلك قد يسبب تشققًا. بعد التشكيل البارد الشديد، يوصى بتخفيف الضغط أو التلدين الكامل متبوعًا بالتبريد المائي لاستعادة الخصائص الميكانيكية والتآكل.
بالقطع:يتصلب AL-6XN-بسرعة أكبر من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي القياسي. للحصول على أفضل النتائج، استخدم أدوات القطع الحادة والإعدادات الصلبة والمبرد المناسب. يوصى بسرعات قطع منخفضة وزوايا أشعل النار الإيجابية. في حالة التلدين، تكون قابلية التشغيل الآلي مماثلة لتلك الخاصة بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الموليبدينوم.
المعالجة الحرارية:يتم توفير AL-6XN عادةً في حالة التلدين بالمحلول. تبلغ درجة حرارة التلدين القياسية حوالي 2050 درجة فهرنهايت (1120 درجة)، يتبعها تبريد سريع (تبريد الماء) لمنع ترسيب المراحل غير المرغوب فيها والحفاظ على مقاومة التآكل.
خاتمة
مادة لوحة AL-6XN عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ فائق الأوستنيتي تم تصميمه خصيصًا لحل مشكلة تآكل الكلوريد. مع ما يقرب من 24% نيكل، و20% كروم، و6% موليبدينوم، بالإضافة إلى تقوية النيتروجين، فإنه يوفر مزيجًا فريدًا من الخصائص:
مقاومة استثنائية للتنقر، وتآكل الشقوق، والتآكل الناتج عن الإجهاد في مياه البحر وغيرها من البيئات الغنية بالكلوريد.
قوة عالية مع الضغوط المسموح بها من ASME بنسبة تصل إلى 75% أعلى من 316L.
قابلية تصنيع جيدة مع قابلية لحام وقابلية تشكيل ممتازة.
بديل فعال من حيث التكلفة-للسبائك باهظة الثمن المعتمدة على النيكل-مثل C-276.
تتراوح درجات الحرارة الواسعة من المبردة إلى 800 درجة فهرنهايت (427 درجة).
سواء كان تطبيقك يشتمل على أنظمة تبريد مياه البحر، أو أوعية العمليات الكيميائية، أو معدات إزالة الكبريت من غاز المداخن، أو المفاعلات الحيوية الصيدلانية، فإن AL-6XN يوفر مقاومة التآكل والقوة الميكانيكية اللازمة للخدمة طويلة المدى.
عند تحديد AL-6XN، تأكد دائمًا من أن المادة تلبي معايير ASTM أو ASME المناسبة (مثل ASTM B688 أو ASME SA-240) واطلب شهادات اختبار المطحنة الكاملة لإمكانية التتبع.
لاقتباس مفصلأو لمناقشة ما إذا كان AL-6XN مناسبًا لمشروعك، اتصل بفريق المبيعات الفني لدينا وأخبره بمتطلباتك المحددة.
