1. میٹالرجیکل استحکام: موٹی-سیکشن پلیٹ فیبریکیشن میں، ویلڈنگ کے دوران گرمی سے متاثرہ زون کے کریکنگ کو روکنے کے لیے اصل B-2 پر Hastelloy B-3 کیوں مخصوص کیا جاتا ہے؟
س: ہم 50 ملی میٹر موٹی ہیسٹیلوی پلیٹ کا استعمال کرتے ہوئے ایک بھاری-دیواری ری ایکٹر برتن بنا رہے ہیں۔ ہماری پرانی وضاحتیں B-2 کا مطالبہ کرتی ہیں، لیکن نئی نظر ثانی B-3 کو لازمی قرار دیتی ہے۔ ہم نے ماضی میں B-2 کے ساتھ کریکنگ کے مسائل کا تجربہ کیا۔ B-3 پلیٹ میں دھاتی طور پر کیا تبدیلی آئی جو ان دراڑوں کو روکتی ہے؟
A: موٹی سیکشن پلیٹ فیبریکیشن میں Hastelloy B-2 سے B-3 میں منتقلی نکل ملاوٹ کی دھات کاری میں سب سے نمایاں بہتری ہے۔ B-2 کے ساتھ آپ نے جس کریکنگ کا تجربہ کیا وہ ممکنہ طور پر آپریٹر کی غلطی نہیں تھی- یہ ایک بنیادی میٹالرجیکل کمزوری تھی جسے B-3 خاص طور پر حل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔
B-2 کمزوری:
موٹی پلیٹوں میں (12 ملی میٹر سے زیادہ)، ویلڈ سے ملحق گرمی سے متاثرہ زون (HAZ) معتدل شرح سے ٹھنڈا ہوتا ہے۔ Hastelloy B-2 دو متعلقہ مظاہر کا شکار ہے:
مختصر-رینج کی ترتیب: 550-850 ڈگری F (290-455 ڈگری) کے درجہ حرارت کی حد میں، B-2 میں ایٹم ایک ترتیب شدہ ساخت میں دوبارہ ترتیب دیتے ہیں۔ یہ مواد کو انتہائی سخت اور ٹوٹنے والا بنا دیتا ہے۔
کاربائیڈ کی بارش: B-2 ویلڈنگ کے دوران HAZ میں اناج کی حدود میں کاربائیڈز اور انٹرمیٹالک فیزز (Mu فیز) کو آسانی سے روکتا ہے۔
نتیجہ ایک HAZ ہے جو تمام لچک کھو دیتا ہے۔ جیسے جیسے ویلڈ میٹل ٹھنڈی اور سکڑتی ہے، یہ اس ٹوٹنے والے HAZ کے خلاف کھینچتی ہے، اور دانے کی حدود کے ساتھ دراڑیں-پھیلتی ہیں جو اکثر ننگی آنکھ سے نظر نہیں آتی ہیں لیکن NDT کے ذریعے ان کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔
B-3 حل (کیمسٹری کنٹرول):
Hastelloy B-3 B-2 جیسی بہترین سنکنرن مزاحمت کو برقرار رکھتا ہے لیکن کیمسٹری میں ترمیم کرتا ہے (آئرن اور کرومیم کے کنٹرول شدہ اضافے کے ساتھ، اور کاربن اور سلیکان کے سخت کنٹرول کے ساتھ) ترتیب اور بارش کی حرکیات کو تقریباً 100 کے عنصر سے سست کرنے کے لیے۔
پلیٹ فیبریکیشن کے لیے عملی مضمرات:
B-3 پلیٹ کے ساتھ، HAZ کولنگ کے دوران نرم رہتا ہے۔ ویلڈ ملحقہ بیس میٹل کو پھاڑے بغیر سکڑ سکتا ہے۔ اس کا مطلب ہے:
لچک کو بحال کرنے کے لیے کوئی لازمی پوسٹ-ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ (PWHT) کی ضرورت نہیں ہے۔
موٹے حصوں پر ملٹی-پاس ویلڈنگ محفوظ ہے۔ اس کے بعد کے پاسوں سے تھرمل سائیکلنگ پہلے کے پاسوں کو خراب نہیں کرتی ہے۔
پلیٹ کو سروس میں -بلند درجہ حرارت تک ویلڈیڈ حالت میں استعمال کیا جا سکتا ہے، بغیر سروس میں رکاوٹ کے خطرے کے-۔
2. ہائیڈروکلورک ایسڈ سروس: ایزوٹروپک ایچ سی ایل ری ایکٹرز میں، ہیسٹیلوے بی-3 پلیٹ سے کس سنکنرن کی شرح کی توقع کی جا سکتی ہے، اور موٹائی کا ڈیزائن حقیقی دنیا کی تیزابیت کو کیسے ایڈجسٹ کرتا ہے؟
سوال: ہم 150 ڈگری پر azeotropic ہائیڈروکلورک ایسڈ (تقریبا. 20% HCl) کو سنبھالنے کے لیے ایک ری ایکٹر ڈیزائن کر رہے ہیں۔ ہم نے 25 ملی میٹر موٹی Hastelloy B-3 پلیٹ کا انتخاب کیا ہے۔ ہمیں اپنی زندگی بھر کے حساب کتاب کے لیے کون سی سنکنرن کی شرح استعمال کرنی چاہیے، اور کیا ہوتا ہے اگر ٹریس فیرک آئنز (Fe+3) تیزابی ندی میں ظاہر ہوں؟
A: خالص azeotropic HCl میں 150 ڈگری پر، Hastelloy B-3 غیر معمولی کارکردگی پیش کرتا ہے۔ تاہم، نجاست کے بارے میں آپ کا سوال اہم ہے کیونکہ B-3 میں ایک مخصوص کمزوری ہے جسے حقیقی دنیا کے کیمیائی عمل میں سمجھنا ضروری ہے۔
بنیادی سنکنرن کی شرح:
خالص، آکسیجن-مفت ہائیڈروکلورک ایسڈ میں 150 ڈگری پر، Hastelloy B-3 عام طور پر 0.1 ملی میٹر فی سال (4 mpy) سے کم سنکنرن کی شرح کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ 20 سالہ ڈیزائن کی زندگی میں نسبتاً پتلی سنکنرن الاؤنسز کی اجازت دیتا ہے۔ اعلی مولیبڈینم مواد (28-30%) تیزابیت کو کم کرنے والے ماحول میں حفاظتی فلمیں بنا کر یہ مزاحمت فراہم کرتا ہے۔
فیرک آئن خطرہ ("آکسائڈائزنگ آئن" ٹریپ):
B-3 آلات کے لیے یہ واحد سب سے اہم آپریشنل غور ہے۔
میکانزم: Hastelloy B-3 کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔کم کرناتیزاب اس میں کرومیم کا مواد کم ہے (1-3%) خاص طور پر کیونکہ کرومیم خالص HCl میں نقصان دہ ہے۔ تاہم، اگر عمل کا سلسلہ آکسیڈائزنگ پرجاتیوں سے آلودہ ہو جاتا ہے-عام طور پر فیرک آئنوں (Fe+3) سے اپ اسٹریم سنکنرن، کپرک آئنز (Cu+2)، یا تحلیل شدہ آکسیجن- سنکنرن کا طریقہ کار مکمل طور پر بدل جاتا ہے۔
ناکامی کا موڈ: B-3 پر غیر فعال فلم آکسیڈائزنگ حالات کا مقابلہ نہیں کر سکتی۔ Fe+3 کی موجودگی میں، سنکنرن کی شرح آسمان کو چھو سکتی ہے۔<0.1 mm/year to >5 ملی میٹر/سال۔ یہ اکثر "چھری-لائن" یا تیزی سے عام پتلا ہونے کے طور پر دیکھا جاتا ہے۔
ڈیزائن تخفیف:
سنکنرن الاؤنس: جب کہ 0.1 ملی میٹر/سال بنیادی لائن ہے، تجربہ کار ڈیزائنرز اکثر ایک اضافی 3 ملی میٹر "جہالت کا عنصر" شامل کرتے ہیں جو کہ آکسیڈائزنگ پرجاتیوں کو متعارف کروانے والے ممکنہ عمل میں خلل ڈالتے ہیں۔
پروسیس کنٹرول: B-3 پلیٹ کے لیے اصل تحفظ اپ اسٹریم کنٹرول ہے - اس بات کو یقینی بنانا کہ تیزاب کا سلسلہ لوہے کی آلودگی اور آکسیجن کے داخلے سے پاک رہے۔
نگرانی: سنکنرن کی شرح میں اچانک اضافے کا پتہ لگانے کے لیے ری ایکٹر میں سنکنرن کی نگرانی کی تحقیقات شامل کریں جو اس بات کی نشاندہی کرے گی کہ نظام میں آکسیڈائزنگ پرجاتیوں کے داخل ہوئے ہیں۔
3. تشکیل اور گھڑنا: ہیسٹیلائے B-3 پلیٹ کو ٹھنڈا بنانے کے لیے عملی حدود کیا ہیں، اور کریکنگ کو روکنے کے لیے گرم تشکیل کب ضروری ہے؟
س: ہمیں پریشر برتن کے لیے 40 ملی میٹر موٹی Hastelloy B-3 پلیٹ کو ہیمسفریکل ہیڈ میں بنانے کی ضرورت ہے۔ ہماری دکان عام طور پر ٹھنڈا سٹینلیس سٹیل بناتی ہے۔ کیا ہم B-3 کو ٹھنڈا کر سکتے ہیں، یا ہمیں اسے گرم بنانے کی ضرورت ہے؟ خطرات کیا ہیں؟
A: نصف کرہ میں 40 ملی میٹر موٹی Hastelloy B-3 پلیٹ بنانا ایک شدید تشکیل کا عمل ہے۔ اس موٹائی پر اور اس مرکب کے ساتھ، گرم بنانے کی سختی سے سفارش کی جاتی ہے، اگر لازمی نہیں ہے۔ سرد بنانے کی کوشش کرنے سے فوری طور پر ٹوٹ پھوٹ یا تاخیر سے ناکامی کا خطرہ ہو گا۔
کام سخت کرنے کا چیلنج:
Hastelloy B-3 میں بہت زیادہ کام ہے-سخت ہونے کی شرح-آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیل سے بہت زیادہ۔ جیسے جیسے آپ پلیٹ کو ٹھنڈا کرتے ہیں، یہ تیزی سے مضبوط ہو جاتا ہے لیکن اس کی لچک بھی کھو دیتی ہے۔ نصف کرہ دار سر کی طرح گہری قرعہ اندازی کے لیے، نوکل کے رداس میں تناؤ انتہائی ہوتا ہے۔
حد کا تعین کرنا:
سٹینلیس سٹیل: اینیلنگ کی ضرورت سے پہلے اکثر 20-25% سردی کی کمی کو برداشت کر سکتا ہے۔
Hastelloy B-3: عملی سردی کی تشکیل کی حدیں عام طور پر زیادہ سے زیادہ 10-15% ہوتی ہیں۔ فلیٹ پلیٹ سے ایک نصف کرہ دار سر مقامی طور پر اس سے زیادہ ہو جائے گا، خاص طور پر منتقلی کے رداس میں۔
گرم بنانے کے پیرامیٹرز:
اگر آپ گرم شکل رکھتے ہیں تو، صحت سے متعلق اہم ہے:
درجہ حرارت کی حد: B-3 کے لیے مثالی گرم بنانے کی حد 1000 ڈگری سے 1200 ڈگری (1830 ڈگری ایف سے 2190 ڈگری ایف) ہے۔
خطرہ زون: آپ کو 550 ڈگری سے 850 ڈگری (1020 ڈگری ایف سے 1560 ڈگری ایف) کی حد سے بچنا چاہئے۔ اگر پلیٹ بننے کے دوران اس رینج کے ذریعے آہستہ آہستہ ٹھنڈا ہو جائے تو ترتیب دینا اور جھنجھوڑنا ہو سکتا ہے۔
پوسٹ-ہیٹ ٹریٹمنٹ کی تشکیل: گرم بننے کے بعد، یکساں، نرم، سنکنرن-مزاحم مائیکرو اسٹرکچر کو بحال کرنے کے لیے سر کو دوبارہ سے حل کرنا چاہیے (1060 ڈگری سے اوپر گرم اور تیزی سے بجھایا جانا چاہیے)۔ بنانے کا عمل، چاہے گرم ہی کیوں نہ ہو، غیر-اناج کے یکساں ڈھانچے بنا سکتا ہے۔
سردی کی تشکیل کی استثناء:
اگر آپ پتلی پلیٹ بنا رہے تھے (<6mm) into simple bends (e.g., for a duct), cold forming is possible. However, even then, the formed area will be work-hardened. If the component will be used in a corrosive environment, the cold-formed area (now stressed and harder) may corrode preferentially. A full solution anneal after forming is always the safest practice.
4. ASME کوڈ کی تعمیل: ASME سیکشن VIII، ڈویژن 1 کے تحت Hastelloy B-3 پلیٹ پر ڈیزائن کے دباؤ کی کون سی اقدار لاگو ہوتی ہیں، اور ویلڈنگ قابل اجازت تناؤ کو کیسے متاثر کرتی ہے؟
سوال: ہم Hastelloy B-3 پلیٹ کا استعمال کرتے ہوئے ASME سیکشن VIII، Div 1 کے لیے ایک پریشر برتن ڈیزائن کر رہے ہیں۔ ہم سیون ویلڈنگ کر رہے ہیں۔ زیادہ سے زیادہ قابل اجازت تناؤ کی قدر کیا ہے جسے ہم پلیٹ کے لیے استعمال کر سکتے ہیں، اور کیا ویلڈ جوائنٹ کی کارکردگی کا عنصر اس قدر کو کم کرتا ہے؟
A: Hastelloy B-3 پلیٹ ASME بوائلر اور پریشر ویسل کوڈ میں اچھی طرح سے نمایاں ہے۔ ایک محفوظ اور اقتصادی ڈیزائن کے لیے بیس میٹل اسٹریس ویلیوز اور ویلڈ جوائنٹ کی کارکردگی کو سمجھنا بہت ضروری ہے۔
مواد کی تفصیلات:
Hastelloy B-3 پلیٹ عام طور پر ASTM B333 (Nickel-Molybdenum Alloy Plate) میں تیار کی جاتی ہے۔ یہ تصریح ASME سیکشن II، پارٹ A کے ذریعہ قبول کی گئی ہے، اور قابل اجازت دباؤ ASME سیکشن II، حصہ D میں درج ہیں۔
قابل اجازت تناؤ کی قدریں:
کمرے کے درجہ حرارت پر B-3 پلیٹ کے لیے قابل قبول تناؤ عام طور پر 180-190 MPa (26-27.5 ksi) کے ارد گرد ہوتا ہے، جو کہ مخصوص مصنوعات کی شکل اور حرارت کے علاج پر منحصر ہے۔ یہ اقدار تناؤ کی طاقت کو 4 سے تقسیم کرنے سے، یا پیداوار کی طاقت کو 1.5 سے تقسیم کرنے سے حاصل کی گئی ہیں، جو بھی کم ہو۔
ویلڈ جوائنٹ ایفیشنسی فیکٹر (E):
یہ وہ جگہ ہے جہاں ڈیزائن انجینئر کو محتاط رہنا چاہئے۔ سیکشن II، حصہ D سے قابل قبول تناؤ کا اطلاق ہوتا ہے۔بیس دھات. جب آپ ویلڈ سیون متعارف کراتے ہیں، تو آپ کو اس بنیادی دھاتی تناؤ کو مشترکہ کارکردگی کے عنصر (E) فی UG-27 اور UW-12 سے ضرب دینا چاہیے۔
قسم 1 (مکمل RT): اگر آپ تمام زمرہ A اور B ویلڈز کا 100% ریڈیوگرافک معائنہ کرتے ہیں تو آپ جوائنٹ ایفیشینسی E=1.0. استعمال کر سکتے ہیں اس کا مطلب ہے کہ ویلڈ کو بیس میٹل کی طرح 100% مضبوط سمجھا جاتا ہے، اور آپ اپنی موٹائی کے حساب کتاب میں مکمل قابل اجازت تناؤ کی قدر استعمال کر سکتے ہیں۔
ٹائپ 2 (اسپاٹ آر ٹی): اگر آپ صرف اسپاٹ ریڈیوگرافی کرتے ہیں، تو کارکردگی E=0.85. تک گر جاتی ہے۔
قسم 3 (کوئی RT نہیں): اگر آپ کوئی ریڈیو گرافی نہیں کرتے ہیں، تو عام طور پر کیٹیگری A ویلڈز کے لیے کارکردگی E=0.70 ہوتی ہے (شیلوں میں طولانی سیون)۔
عملی مضمرات:
ایک اہم ری ایکٹر کے لیے، آپ تقریباً یقینی طور پر 100% ریڈیو گرافی (E=1.0) کی وضاحت کریں گے تاکہ قابل اجازت دباؤ کو زیادہ سے زیادہ بنایا جا سکے اور دیوار کی موٹائی کو کم سے کم کیا جا سکے۔ تاہم، ویلڈ کے طریقہ کار اور ویلڈر کا ASME سیکشن IX کے لیے اہل ہونا چاہیے، اور فلر میٹل (عام طور پر ERNiMo-7 یا ERNiMo-10) ہم آہنگ ہونا چاہیے۔
درجہ حرارت کے لیے ڈیریٹنگ:
یاد رکھیں کہ ڈیزائن کا درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ ہی قابل اجازت تناؤ کی قدریں کم ہو جاتی ہیں۔ آپ کو اپنی درخواست کے مخصوص درجہ حرارت (مثلاً، 150 ڈگری، 200 ڈگری، وغیرہ) کے لیے ASME سیکشن II، حصہ D میں موجود جدولوں سے مشورہ کرنا چاہیے۔
5. ویلڈنگ کی مرمت: اگر فیبریکیشن کے دوران Hastelloy B-3 پلیٹ میں کوئی خرابی پائی جاتی ہے، تو سنکنرن مزاحمت پر سمجھوتہ کیے بغیر ویلڈنگ کی مرمت کا صحیح طریقہ کیا ہے؟
سوال: ہمارے من گھڑت B-3 برتن کے NDT کے دوران، ہمیں پیرنٹ پلیٹ میں سطح کی ایک اتھلی خرابی (ایک گود یا شمولیت) ملی۔ ہمیں اسے پیسنے اور اسے ٹھیک کرنے کی ضرورت ہے۔ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کیا مخصوص طریقہ کار ہے کہ مرمت کے علاقے میں اصل پلیٹ کی طرح سنکنرن مزاحمت ہو؟
A: Hastelloy B-3 پلیٹ کی مرمت کی ویلڈنگ جائز ہے، لیکن اس کے لیے تفصیل پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔ خراب طریقے سے انجام پانے والی مرمت ایک "ہارڈ اسپاٹ" یا کیمیائی طور پر الگ الگ زون بنا سکتی ہے جو خدمت میں ترجیحی طور پر خراب ہو جاتی ہے۔ میٹالرجی طور پر آواز کی مرمت کے لیے یہ مرحلہ-پروٹوکول ہے۔
مرحلہ 1: نقائص کا خاتمہ اور تصدیق:
پیسنا: ایلومینیم آکسائیڈ یا سلکان کاربائیڈ کے پہیے استعمال کریں۔صرف نکل مرکب کے لیے وقف ہے۔. کبھی بھی وہ پہیے استعمال نہ کریں جو لوہے یا سٹیل پر استعمال کیے گئے ہوں، کیونکہ انبیڈڈ لوہے کے ذرات زنگ اور گڑھے کا باعث بنتے ہیں۔
این ڈی ٹی کی توثیق: پیسنے کے بعد، نقائص کو مکمل طور پر دور کرنے کی تصدیق کے لیے ڈائی پینیٹرینٹ (PT) کا معائنہ کریں۔ گہا ہموار ہونا چاہئے-کونوں کے بغیر شکل والا (تناؤ کے ارتکاز کو روکنے کے لئے ایک رداس ضروری ہے)۔
مرحلہ 2: فلر میٹل کا انتخاب:
صحیح فلر میٹل استعمال کریں: ERNiMo-7 (B-2 کے لیے) یا ERNiMo-10 (اکثر B-3 کے لیے اسٹیبلائزڈ کیمسٹری سے ملنے کے لیے تجویز کیا جاتا ہے)۔ عام مقصد کے نکل فلر کا استعمال مختلف سنکنرن خصوصیات کے ساتھ ایک کمزور زون بنائے گا۔
مرحلہ 3: ویلڈنگ کے پیرامیٹرز (ہیٹ ان پٹ کنٹرول):
کم ہیٹ ان پٹ: کم ایمپریج کے ساتھ GTAW (TIG) عمل کا استعمال کریں۔ مقصد یہ ہے کہ فلر میٹل کو ضرورت سے زیادہ بیس میٹل پگھلائے بغیر جمع کیا جائے۔ ویلڈ پول میں بیس میٹل کی زیادہ کمی مولیبڈینم-ختم شدہ زون بنا سکتی ہے جو حملے کے لیے حساس ہیں۔
انٹرپاس درجہ حرارت: انٹرپاس درجہ حرارت کو سختی سے کنٹرول کریں۔ اسے 100 ڈگری (212 ڈگری ایف) سے نیچے رکھیں۔ ضرورت سے زیادہ گرمی کا جمع ہونا مرمت کے گرمی-متاثرہ زون میں آرڈرنگ یا کاربائیڈ کی بارش کو فروغ دے سکتا ہے۔
سٹرنگر بیڈز: چوڑے ویونگ پاسز کے بجائے چھوٹے، سٹرنگر موتیوں کا استعمال کریں۔ بنائی سے گرمی کے ان پٹ اور گرمی سے متاثرہ زون کی چوڑائی-میں اضافہ ہوتا ہے۔
مرحلہ 4: پوسٹ- ویلڈ ٹریٹمنٹ (اہم مرحلہ):
ایک موٹی پلیٹ پر مرمت کے لیے، ویلڈنگ سے گرمی ایک چھوٹا HAZ بناتی ہے۔ جبکہ B-3 آرڈر کرنے کے خلاف مزاحم ہے، مرمت کے علاقے میں بقایا تناؤ اور تھوڑا سا مختلف مائکرو اسٹرکچر ہوگا۔
اگر مکمل برتن پہلے ہی حل کر دیا گیا ہے: مرمت کے علاقے کا مقامی پوسٹ-ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ (PWHT) خطرناک ہے۔ B-3 کو تناؤ سے نجات کی ضرورت نہیں ہے، اور مقامی حرارت کی کوشش کرنے سے تھرمل گریڈینٹ اور ناپسندیدہ بقایا دباؤ پیدا ہو سکتا ہے۔
بہترین عمل: مثالی منظر نامہ تمام مرمت مکمل کرنا ہے۔پہلےبرتن کا آخری حل anneal. اگر برتن دوبارہ اینیل کرنے کے لیے بہت بڑا ہے-تو مرمت اتنی کم گرمی کے ان پٹ کے ساتھ کی جانی چاہیے کہ HAZ کم سے کم ہو، اور علاقے کو -ویلڈ کی حالت-کے طور پر قبول کیا جاتا ہے بشرطیکہ فلر دھات سنکنرن مزاحمت سے مماثل ہو۔
مرحلہ 5: حتمی معائنہ:
ویلڈنگ کے بعد، مرمت کے فلش کو پیس کر ہموار کریں۔
اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ مرمت درست ہے، ایک تازہ پی ٹی امتحان کریں۔
اگر ممکن ہو تو، فیریٹسکوپ ٹیسٹ کروائیں (حالانکہ B-3 غیر مقناطیسی ہونا چاہئے؛ کوئی بھی مقناطیسی ردعمل آلودگی یا غلط مائکرو اسٹرکچر کی نشاندہی کرتا ہے)۔
