1. Hastelloy B پلیٹ کی وضاحتی خصوصیات کیا ہیں، اور کیمیکل پروسیسنگ آلات کی سخت ضروریات کو پورا کرنے کے لیے اسے کیسے تیار کیا جاتا ہے؟
Hastelloy B پلیٹ (UNS N10665) نکل-مولیبڈینم الائے کی ایک فلیٹ-رولڈ پروڈکٹ کی شکل ہے، جسے عام طور پر 3/16" (4.76mm) اور اس سے زیادہ کی موٹائی کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، جس کی چوڑائی 10" (250mm) سے زیادہ ہوتی ہے۔ یہ کیمیائی عمل کے سازوسامان جیسے کہ ری ایکٹر، پریشر ویسلز، کالم اور ٹینک بنانے کے لیے بنیادی تعمیراتی بلاک کے طور پر کام کرتا ہے۔
خصوصیات کی تعریف:
کیمیائی ساخت: برائے نام 28% Molybdenum، 65% نکل، توازن آئرن (2% زیادہ سے زیادہ) اور ٹریس عناصر کے ساتھ۔ اعلی مولیبڈینم مواد تیزاب کو کم کرنے کے لیے غیر معمولی مزاحمت فراہم کرتا ہے، خاص طور پر ہائیڈروکلورک ایسڈ کو تمام ارتکاز اور ابلنے تک کے درجہ حرارت پر۔
مائیکرو اسٹرکچر: مکمل طور پر آسنیٹک (چہرہ-مرکزی کیوبک کرسٹل ڈھانچہ)، جو کرائیوجینک درجہ حرارت سے لے کر اینیلنگ رینج تک مستحکم رہتا ہے۔ یہ ڈھانچہ بہترین فارمیبلٹی اور سختی فراہم کرتا ہے۔
سنکنرن مزاحمتی پروفائل: سٹینلیس سٹیل کے برعکس جو کہ گزرنے کے لیے کرومیم پر انحصار کرتے ہیں، B-2 کی مزاحمت اس کی "کم" حالت میں رہنے کی صلاحیت سے آتی ہے، غیر آکسیڈائزنگ ماحول میں حملے کی مزاحمت کرتی ہے۔
مینوفیکچرنگ کا عمل:
Hastelloy B پلیٹ ASTM B333 (Nickel-Molybdenum Alloy پلیٹ، شیٹ، اور پٹی کے لیے معیاری تفصیلات) کے مطابق تیار کی جاتی ہے۔
پگھلنا اور ریفائننگ: مصر دات کو الیکٹرک آرک فرنس میں پگھلا دیا جاتا ہے، پھر اسے آرگن آکسیجن ڈیکاربرائزیشن (AOD) برتن میں صاف کیا جاتا ہے تاکہ صحیح کیمسٹری حاصل کی جا سکے اور نجاست کو دور کیا جا سکے۔ اہم ایپلی کیشنز کے لیے، یہ صفائی اور یکسانیت کو بڑھانے کے لیے الیکٹرو-سلیگ ریمیلٹنگ (ESR) یا ویکیوم آرک ریمیلٹنگ (VAR) کے ذریعے اضافی ریفائننگ سے گزر سکتا ہے۔
انگوٹ کاسٹنگ: پگھلی ہوئی دھات کو کئی ٹن وزنی انگوٹوں میں ڈالا جاتا ہے۔
سلیبنگ اور کنڈیشننگ: انگوٹ کو ایک "سلیب" (مستطیل درمیانی شکل) میں گرم کیا جاتا ہے۔ کاسٹنگ سے سطح کے کسی بھی نقائص کو دور کرنے کے لیے سلیب کی سطح کنڈیشنڈ (زمین) ہے۔
ہاٹ رولنگ (پلیٹ مل): سلیب کو دوبارہ گرم کیا جاتا ہے اور اسے ریورسنگ پلیٹ مل سے گزارا جاتا ہے، جہاں اسے آخری موٹائی تک کم کر دیا جاتا ہے۔ درجہ حرارت پر B-2 کی زیادہ طاقت کی وجہ سے اس عمل کو اہم قوت کی ضرورت ہوتی ہے۔
حل اینیلنگ: گرم رولنگ کے بعد، پلیٹ کو 2050 ڈگری F - 2150 ڈگری F (1120 ڈگری - 1175 ڈگری ) پر یکساں طور پر گرم کرکے اور پھر تیزی سے پانی بجھانے کے ذریعے حل کیا جاتا ہے۔ یہ کسی بھی تیز رفتار مراحل کو تحلیل کرتا ہے اور بہترین سنکنرن-مزاحم مائکرو اسٹرکچر قائم کرتا ہے۔
ڈیسکلنگ اور پکلنگ: ہیٹ-ٹریٹڈ پلیٹ کو پرائمری سکیل کو ہٹانے کے لیے کھرچنے والا بنا دیا جاتا ہے، پھر باقی آکسائیڈ پرت کو ہٹانے اور سنکنرن-سطح کو بحال کرنے کے لیے تیزابی حمام میں اچار کیا جاتا ہے۔
فنشنگ اور معائنہ: پلیٹ کو برابر کیا جاتا ہے، آخری جہتوں میں تراشا جاتا ہے، اور اندرونی صحت کے لیے الٹراسونک ٹیسٹنگ سمیت سخت معائنہ سے گزرتا ہے۔
2. Hastelloy B پلیٹ سے کیمیائی ری ایکٹر کے برتن کو تیار کرتے وقت، گرمی-متاثرہ زون میں "چاقو-لائن اٹیک" کو روکنے کے لیے ویلڈنگ کے کون سے تحفظات اہم ہیں؟
Hastelloy B پلیٹ سے دباؤ والے برتنوں کو بنانے کے لیے پیچیدہ ویلڈنگ کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ سنکنرن کی ایک مخصوص شکل کو روکا جا سکے جسے "نائف-لائن اٹیک" کہا جاتا ہے – تیز رفتار، مقامی سنکنرن فوری طور پر ویلڈ بیڈ سے ملحق ہوتا ہے۔
میٹالرجیکل چیلنج:
جیسا کہ پچھلے سیاق و سباق میں زیر بحث آیا، Hastelloy B-2 انٹرمیٹالک مراحل (مرحلہ – Ni₄Mo یا Ni₃Mo) کی بارش کے لیے حساس ہوتا ہے جب درجہ حرارت 1200 ڈگری F سے 1600 ڈگری F (650 ڈگری سے 870 ڈگری) کے درمیان ہوتا ہے۔ موٹی پلیٹ کی ملٹی پاس ویلڈنگ کے دوران، گرمی-متاثرہ زون (HAZ) بار بار اس اہم درجہ حرارت کی حد سے گزرتا ہے۔ اگر ٹھنڈک بہت سست ہے تو، مولیبڈینم{10} سے بھرپور مراحل اناج کی حدود پر تیز ہو جاتے ہیں، ان میں سنکنرن مزاحمت کو ختم کر دیتے ہیں۔ ہائیڈروکلورک ایسڈ کے سامنے آنے پر، ان حساس اناج کی حدود پر ترجیحی طور پر حملہ کیا جاتا ہے، جس سے ویلڈ کے کنارے کے ساتھ ایک گہرا نالی پیدا ہوتا ہے - اس لیے "چھری کا حملہ"۔
اہم ویلڈنگ کے تحفظات:
کم ہیٹ ان پٹ: پلیٹ میں کل ہیٹ ان پٹ کو کم سے کم کرنے کے لیے سب سے کم ایمپریج اور سب سے زیادہ سفر کی رفتار کا استعمال کریں۔ اس سے HAZ کی چوڑائی اور حساسیت کی حد میں گزارے گئے وقت کو کم کیا جاتا ہے۔
سخت انٹر پاس ٹمپریچر کنٹرول: موٹی پلیٹ پر ملٹی پاس ویلڈز کے لیے، ویلڈ پاسز کے درمیان بیس میٹل کا درجہ حرارت سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہیے، عام طور پر 200 ڈگری ایف (93 ڈگری) سے کم۔ یہ گرمی کی تعمیر کو روکتا ہے جو حساسیت کی حد تک طویل عرصے تک نمائش کی اجازت دیتا ہے۔
بیک پُرجنگ: روٹ پاس کو ویلڈنگ کرتے وقت، ویلڈ روٹ کے آکسیکرن (شوگرنگ) کو روکنے کے لیے برتن کے اندر کی انرٹ گیس (آرگن) کو صاف کرنا ضروری ہے، جو آکسائیڈ کی شمولیت پیدا کرتا ہے جو سنکنرن کو شروع کر سکتا ہے۔
فلر میٹل سلیکشن: مماثل کمپوزیشن فلر میٹل (ER Ni-Mo-7) کا استعمال کریں جو AWS A5.14 کی وضاحتوں پر پورا اترے۔ فلر میں ویلڈ میٹل کی لچک کو بہتر بنانے کے لیے کیمسٹری میں قدرے ترمیم کی جانی چاہیے۔
پوسٹ-ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ (PWHT): زیادہ سے زیادہ سنکنرن مزاحمت کے لیے، پورے من گھڑت برتن کو حل کرنا چاہیے (2050 ڈگری ایف جس کے بعد تیزی سے بجھانا)۔ تاہم، یہ اکثر بڑے برتنوں کے لیے ناقابل عمل ہوتا ہے۔ ایک متبادل کے طور پر، کچھ فیبریکیٹر زیادہ تھرمل طور پر مستحکم Hastelloy B-3 گریڈ کا استعمال کرتے ہیں، جس میں نمایاں طور پر آہستہ بارش کائینیٹکس ہوتا ہے اور ویلڈنگ کے دوران زیادہ بخشنے والا ہوتا ہے۔
ویلڈ کے طریقہ کار کی اہلیت: پروڈکشن ویلڈنگ سے پہلے، ویلڈنگ کے طریقہ کار کی تفصیلات (WPS) کا اہل ہونا ضروری ہے۔ اس میں ویلڈمنٹ کی سنکنرن جانچ (ASTM G28 طریقہ A) شامل ہے تاکہ یہ ثابت کیا جا سکے کہ HAZ کو حساس نہیں کیا گیا ہے۔
3. Hastelloy B پلیٹ کا سنکنرن طریقہ کار "کم کرنے" بمقابلہ "آکسیڈائزنگ" تیزابی ماحول میں کیسے مختلف ہے، اور اگر ماحول غیر متوقع طور پر بدل جائے تو کیا ہوتا ہے؟
Hastelloy B پلیٹ کے سنکنرن طریقہ کار کو سمجھنے کے لیے ماحول کو کم کرنے اور آکسائڈائز کرنے کے درمیان فرق کرنے کی ضرورت ہے، کیونکہ ہر ایک میں مرکب کی کارکردگی ڈرامائی طور پر مختلف ہوتی ہے۔
کم کرنے والا ماحول (ملاوٹ کی طاقت):
ہائیڈروکلورک ایسڈ (HCl) یا سلفرک ایسڈ (H₂SO₄) جیسے تیزاب کو کم کرنے میں کم ارتکاز/آکسیڈائزرز کی عدم موجودگی میں، سنکنرن ایک میکانزم کے ذریعے آگے بڑھتا ہے جہاں ہائیڈروجن آئن ہائیڈروجن گیس میں کم ہو جاتے ہیں، اور دھات آئنوں کے طور پر تحلیل ہو جاتی ہے۔ Hastelloy B-2 یہاں پر سبقت رکھتا ہے کیونکہ:
اعلی مولبڈینم مواد مولیبڈینم آکسائڈز اور نمکیات کی ایک مستحکم، حفاظتی فلم کی تشکیل کو فروغ دیتا ہے جو تیزاب کو کم کرنے میں ناقابل حل ہے۔
کھوٹ ایک "فعال" لیکن آہستہ آہستہ سڑنے والی حالت میں رہتا ہے، ابلتے HCl میں سنکنرن کی شرح اکثر 0.1 ملی میٹر/سال سے کم ہوتی ہے۔
آکسائڈائزنگ ماحول (ملاوٹ کی کمزوری):
اگر ماحول میں آکسیڈائزنگ پرجاتیوں (مثلاً تحلیل شدہ آکسیجن، فیرک آئنز (Fe³⁺)، کپرک آئنز (Cu²⁺)، نائٹرک ایسڈ، یا کرومک ایسڈ شامل ہوں، تو سنکنرن کا طریقہ کار ڈرامائی طور پر تبدیل ہوتا ہے:
آکسائڈائزنگ ایجنٹ ماحول کی الیکٹرو کیمیکل صلاحیت کو بڑھاتے ہیں۔
اس اعلیٰ صلاحیت پر، مولیبڈینم- سے بھرپور فلم جو تیزاب کو کم کرنے میں تحفظ فراہم کرتی ہے اب مستحکم نہیں ہے۔
تاہم، Hastelloy B-2 کرومیم آکسائیڈ غیر فعال فلم بنانے کے لیے ناکافی کرومیم (1% زیادہ سے زیادہ) پر مشتمل ہے جو آکسیڈائزنگ ایسڈز میں سٹینلیس سٹیل کی حفاظت کرتی ہے۔
نتیجہ: کھوٹ بغیر کسی حفاظتی فلم کے رہ جاتا ہے اور تیزی سے، یکساں سنکنرن یا شدید پٹنگ سے گزرتا ہے۔
غیر متوقع تبدیلیوں کا خطرہ:
یہ ایک اہم آپریشنل خطرہ پیدا کرتا ہے۔ خالص ہائیڈروکلورک ایسڈ (کم کرنے) کے عمل کے سلسلے پر غور کریں۔ اگر کاربن اسٹیل کے آلات کے اپ اسٹریم سنکنرن کی وجہ سے فیرک کلورائڈ (FeCl₃) کی ٹریس مقدار ندی میں داخل ہوتی ہے، تو ماحول آکسائڈائزنگ بن جاتا ہے۔ Hastelloy B-2، جو بہترین کارکردگی کا مظاہرہ کر رہا تھا، اچانک تیز رفتاری سے خراب ہونا شروع ہو جائے گا۔ یہی وجہ ہے کہ B-2 کا استعمال کرتے وقت عمل کیمسٹری کنٹرول بالکل ضروری ہے۔ یہی وجہ ہے کہ متعلقہ الائے Hastelloy C-276 (جس میں کرومیم اور ٹنگسٹن ہوتا ہے) ایسے ماحول کے لیے موجود ہے جو کم کرنے اور آکسیڈائز کرنے والے حالات کے درمیان چکر لگا سکتے ہیں۔
4. Hastelloy B پلیٹ سے بڑے-قطر کے کالموں یا برتنوں کی تعمیر میں، مطلوبہ حل اینیلنگ اور واٹر بجھانے کے لیے کیا عملی چیلنجز ہیں؟
بڑے من گھڑت آلات جیسے ڈسٹلیشن کالم یا ری ایکٹر کے برتنوں کے لیے (ممکنہ طور پر 20-30 فٹ لمبا اور 6-10 فٹ قطر)، پوسٹ فیبریکیشن سلوشن اینیلنگ اور کونچنگ اہم لاجسٹک اور تکنیکی چیلنجز پیش کرتے ہیں۔
ضرورت:
جیسا کہ قائم کیا گیا ہے، 2050 ڈگری F پر حل اینیلنگ جس کے بعد تیزی سے بجھانا نقصان دہ تیز رفتار مراحل کو ختم کرنے اور ویلڈنگ کے بعد مکمل سنکنرن مزاحمت کو بحال کرنے کا واحد طریقہ ہے۔
عملی چیلنجز:
فرنس کے سائز کی حدیں: زیادہ تر گرمی کے علاج کی بھٹیوں میں سائز کی حد ہوتی ہے۔ ایک مکمل طور پر جمع 40 فٹ کا کالم کسی بھی دستیاب بھٹی میں فٹ نہیں ہو سکتا۔ یہ بنانے والوں کو متبادل طریقوں پر غور کرنے پر مجبور کرتا ہے:
سیکشنل فیبریکیشن: برتن کو ایسے حصوں میں بنایا جاتا ہے جو فرنس میں فٹ ہوتے ہیں، ہر سیکشن کو الگ الگ حل کیا جاتا ہے اور اسے بجھایا جاتا ہے، اور پھر سیکشنز کو کم سے کم ہیٹ ان پٹ طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے فیلڈ-ایک ساتھ ویلڈ کیا جاتا ہے (اکثر حتمی گھیرے والی سیون کو اینیل نہیں کیا جاتا ہے لیکن سیشن کے ذریعے کوالیفائیڈ کیا جاتا ہے)۔
مقامی پی ڈبلیو ایچ ٹی: نوزلز اور اٹیچمنٹ کے لیے مقامی ہیٹ ٹریٹمنٹ بینڈ استعمال کیے جا سکتے ہیں، حالانکہ یہ مکمل اینیلنگ سے کم موثر ہے۔
بجھانے والا مسخ: 2050 ڈگری ایف سے پانی کے غسل یا سپرے بجھانے میں تیزی سے بجھانا اہم تھرمل جھٹکا دیتا ہے۔ بڑے، پتلے-دیواری برتنوں کا خطرہ ہوتا ہے:
مسخ/وارپج: برتن گول یا کمان سے-باہر نکل سکتا ہے-جس کے لیے مہنگی میکینیکل سیدھی کی ضرورت ہوتی ہے۔
بقایا تناؤ: ناہموار بجھانے سے زیادہ بقایا تناؤ بند ہو سکتا ہے، جو بعد میں تناؤ کے سنکنرن کے ٹوٹنے میں معاون ہو سکتا ہے۔
علاج کے دوران مدد: 2050 ڈگری ایف پر، ہیسٹیلوی بی کی طاقت بہت کم ہے۔ برتن کو بھٹی میں اس طرح سہارا دینا چاہیے جو اسے اپنے وزن کے نیچے جھکنے یا گرنے سے روکے۔ اس کے لیے حسب ضرورت-ڈیزائن کردہ سپورٹ سیڈلز اور محتاط درجہ حرارت یکسانیت کنٹرول کی ضرورت ہے۔
آکسیکرن اور اسکیلنگ: اعلی-درجہ حرارت کا علاج ایک بھاری آکسائڈ پیمانہ پیدا کرتا ہے۔ بجھانے کے بعد، اس پیمانے کو ہٹانے اور سنکنرن-مقابلے کی سطح کو بحال کرنے کے لیے پورے برتن کو اچار (تیزاب سے صاف) یا کھرچنے والا دھماکہ کرنا چاہیے۔ بڑے برتنوں کے لیے، اس کے لیے بڑے پیمانے پر تیزابی حمام یا وسیع پیمانے پر دستی صفائی کی ضرورت ہوتی ہے، جو کہ وقت کا-ضرورت ہے اور ماحولیاتی اور حفاظتی چیلنجز پیش کرتا ہے۔
لاگت: خصوصی فرنس شیڈولنگ، کسٹم فکسچرنگ، بجھانے کی سہولیات، اور علاج کے بعد-کلیننگ کا امتزاج مکمل برتن اینیلنگ کو انتہائی مہنگا بنا دیتا ہے، جو اکثر من گھڑت لاگت میں 30-50% کا اضافہ کرتا ہے۔
5. خریداری اور من گھڑت بنانے کے دوران Hastelloy B پلیٹ پر کون سے مخصوص غیر-تباہ کن امتحان (NDE) طریقے لاگو کیے جاتے ہیں، اور وہ کن نقائص کا پتہ لگانے کے لیے بنائے گئے ہیں؟
Hastelloy B پلیٹ سے تیار کردہ سازوسامان کی نازک نوعیت کے پیش نظر، سخت غیر-تباہ کن امتحان (NDE) کا اطلاق مل (پلیٹ کی تیاری) اور فیبریکیٹر (برتن کی تعمیر) دونوں مراحل پر کیا جاتا ہے۔ تقاضوں کی وضاحت عام طور پر ASTM A435/A577 پلیٹ کے لیے اور ASME بوائلر اور پریشر ویسل کوڈ، سیکشن V اور VIII من گھڑت سامان کے لیے کرتی ہے۔
مل-سطح کا معائنہ (فی ASTM B333):
الٹراسونک ٹیسٹنگ (UT) فی ASTM A578:
مقصد: پلیٹ کی اندرونی آواز کو جانچنے کا بنیادی طریقہ۔
نقائص کا پتہ چلا: اندرونی لیمینیشن، پائپ (پنڈ کی مضبوطی سے سکڑنے والی خالی جگہیں)، غیر- دھاتی شمولیت، اور دراڑیں۔ پلیٹ کو ایک گرڈ پیٹرن میں اسکین کیا جاتا ہے، اور کسی بھی اشارے کا حوالہ سطح سے زیادہ ہوتا ہے (مثال کے طور پر، ایک فلیٹ-نیچے والا سوراخ) رد یا مرمت کا نتیجہ ہوتا ہے۔
ضرورت کی سطح: اہم سروس کے لیے، ASTM A578 (سب سے سخت کلاس) کا "لیول B" اکثر متعین کیا جاتا ہے، جس کے لیے 100% اسکیننگ کی ضرورت ہوتی ہے جس میں کسی خاص سائز سے زیادہ کوئی بھی نقص نہ ہو۔
مائع پینیٹرینٹ ٹیسٹنگ (PT) فی ASTM E165:
مقصد: سطح کے ٹوٹنے والے نقائص کے لیے پلیٹ کے کناروں اور قابل رسائی سطحوں کا معائنہ کرتا ہے۔
نقائص کا پتہ چلا: گود، سیون، دراڑیں، یا آنسو رولنگ کے دوران متعارف کرائے گئے ہیں۔
جہتی معائنہ:
موٹائی، چپٹی (کیمبر)، اور مربع پن کو ASTM B333 رواداری کے خلاف چیک کیا جاتا ہے۔
فیبریکیشن-سطح کا معائنہ (فی ASME کوڈ):
بصری امتحان (VT): ویلڈ کی تمام تیاریوں کا 100% اور تیار شدہ ویلڈز کا سطحی نقائص کے لیے بصری طور پر معائنہ کیا جاتا ہے۔
ریڈیوگرافک ٹیسٹنگ (RT) فی ASME سیکشن V، آرٹیکل 2:
مقصد: پروڈکشن ویلڈز کے اندرونی معیار کی جانچ کرنا۔
نقائص کا پتہ چلا: فیوژن کی کمی، دخول کی کمی، پوروسیٹی، سلیگ انکلوژن (اگر فلر میٹل استعمال کی گئی تھی)، اور ویلڈ میٹل اور ملحقہ HAZ کے اندر دراڑیں۔ دباؤ والے برتنوں میں کیٹیگری A اور B کے جوڑوں کے لیے اکثر مکمل ریڈیو گرافی کی ضرورت ہوتی ہے۔
ویلڈز کی مائع پینیٹرینٹ ٹیسٹنگ (PT)
مقصد: ویلڈ کیپ اور جہاں قابل رسائی ہو، ویلڈ کی جڑ میں سطح کی دراڑوں یا سوراخوں کا پتہ لگانا۔
MT پر PT کیوں: چونکہ Hastelloy B غیر-مقناطیسی ہے، میگنیٹک پارٹیکل ٹیسٹنگ (MT) استعمال نہیں کیا جا سکتا۔ پی ٹی معیاری سطح کے معائنہ کا طریقہ ہے۔
ہائیڈروسٹیٹک ٹیسٹنگ:
فیبریکیشن کے بعد، مکمل ہونے والے برتن کو پانی سے بھر دیا جاتا ہے اور مجموعی سالمیت اور لیک-کی سختی کی تصدیق کرنے کے لیے ڈیزائن کے دباؤ (یا کوڈ کی ضروریات کے مطابق) 1.3 گنا دبایا جاتا ہے۔
مثبت مواد کی شناخت (PMI):
پلیٹ کو فیبریکیشن کے لیے چھوڑنے سے پہلے اور ویلڈنگ کے بعد، X-رے فلوروسینس (XRF) تجزیہ کار کا استعمال کرتے ہوئے PMI اکثر اس بات کی تصدیق کے لیے کیا جاتا ہے کہ بیس پلیٹ اور ویلڈ فلر میٹل مخصوص گریڈ سے مماثل ہیں، مہنگے اختلاط کو روکتے ہوئے-۔
