Nikel bazlı alaşım şerit ile paslanmaz çelik şerit arasındaki temel farklar

Bir şerit bileşenin klorürlere, yüksek sıcaklıklara veya agresif proses kimyasallarına dayanması gerektiğinde, nikel bazlı alaşım ile paslanmaz çelik arasındaki seçim, tasarımın yeterli bir çalışma payına sahip olup olmadığını belirleyebilir. Nikel bazlı alaşımlar, şiddetli korozyon veya uzun süreli yüksek sıcaklığa maruz kalma durumlarında genellikle daha güçlü adaylardır; uygun bir kalite çalışma gerekliliklerini karşılıyorsa paslanmaz çelikler çoğunlukla daha ekonomiktir.

Karşılaştırma, “nikel mi çelik mi” sorusundan ibaret değildir. Her iki grupta da farklı bileşim ve özelliklere sahip kaliteler bulunur ve servis ortamı, malzeme adı kadar önemlidir. Korozyona uğramış bir şeridi değiştiren veya bir ısı transfer bileşeni belirleyen kişiler, kaynaklar ve şekillendirilmiş alanlar dâhil olmak üzere aday kaliteleri kullanım amaçlarına uygun durumlarında karşılaştırmalıdır.

Seçimi etkileyen malzeme farklılıkları

Paslanmaz çelik esas olarak demir bazlıdır ve koruyucu bir pasif film oluşturmak için kromdan yararlanır. Birçok kalite, korozyon direncini ve mekanik davranışı etkileyen nikel, molibden veya başka katkı elementleri de içerir. Nikel bazlı alaşımlarda ise temel element genellikle nikeldir; belirli korozyon direnci, ısı direnci ve dayanım bileşimlerini sağlamak için çeşitli elementler eklenir.

Ürün aramalarında Nikel Bazlı Alaşımlı Çelik Şeritler ifadesi bazen kullanılır, ancak nikel bazlı alaşımlar mutlaka çelik değildir. Teknik bir spesifikasyon için bu genel tanıma güvenmek yerine gerçek alaşım kalitesini ve ürün biçimini belirtin.

Gerçek korozyon mekanizmasından başlayın

Normal çalışma sırasında hafif bir akışkana maruz kalan bir malzeme; devreye alma, durdurma, temizleme veya birikintilerin altında yoğunlaşma sırasında çok daha zorlu bir ortamla karşılaşabilir. Korozyon verilerini karşılaştırmadan önce akışkanın bileşimini, sıcaklığı, basıncı, akış koşullarını, temizlik kimyasallarını ve beklenen maruz kalma süresini kaydedin. Hem proses tarafını hem de dış ortamı değerlendirin.

Klorürler, genel bir tanımlamanın neden yetersiz kaldığını gösteren iyi bir örnektir. Östenitik paslanmaz çelikler, belirli koşullar altında çukurcuk korozyonuna, aralık korozyonuna veya klorür kaynaklı gerilmeli korozyon çatlamasına karşı hassas olabilir. Daha yüksek alaşımlı paslanmaz çelikler veya seçilmiş nikel alaşımları daha geniş bir güvenlik payı sağlayabilir; ancak bu ailelerin hiçbiri her koşulda korozyona karşı bağışık değildir. Birikintilerin altında veya bağlantı noktalarında oluşan aralıklar, ana akışkandan daha agresif hâle gelebilir.

Asit ortamlarında da kaliteye özel değerlendirme gerekir. Konsantrasyon, sıcaklık, havalanma ve safsızlıklar, bir alaşımın korozyon davranışını değiştirebilir. Bir asit karışımı için seçilen nikel alaşımı, başka bir karışım için otomatik olarak uygun kabul edilmemelidir. Yayımlanmış uyumluluk bilgileri gerçek karışımı veya çalışma çevrimini temsil etmiyorsa, ürün kullanıma sunulmadan önce gerçek koşulları temsil eden korozyon testleri yapılmasını değerlendirin.

Sıcaklık direncini mekanik dayanımdan ayrı değerlendirin

Bir şerit oksidasyona direnç gösterse de çalışma sıcaklığındaki yük için yeterli dayanımı sağlamayabilir. Tersine, dayanıklı bir malzeme oksidasyon veya korozyon nedeniyle kesit kaybına uğrayabilir. Çevredeki gaz ya da akışkanın sıcaklığından farklı olabilecek metal sıcaklığında hem çevresel sınırı hem de mekanik gereklilikleri değerlendirin.

Uzun süreli yüksek sıcaklık uygulamalarında, uygun olduğu durumlarda sürünme veya gerilme-kopma davranışı dâhil olmak üzere ilgili yüksek sıcaklık özelliklerini inceleyin. Sıcaklık çevrimleri ek bir sorun yaratır: şerit ile bitişik parçalar arasındaki genleşme uyumsuzluğu bağlantılarda gerilmelere yol açabilir. Aday malzemelerin ısıl genleşme katsayılarını karşılaştırın ve beklenen sıcaklık aralığını ve kısıtlamaları hesaba katın.

Her nikel alaşımının aynı yüksek sıcaklık performansına sahip olduğunu varsaymayın. Örneğin Incoloy 800H, Incoloy 825 gibi korozyon odaklı bir alaşımdan farklı bir seçim değerlendirmesine tabidir. Benzer şekilde, ortam ve tasarım koşulları elveriyorsa ısıya dayanıklı bir paslanmaz çelik kalitesi yeterli olabilir.

Yalnızca şeridi değil, bitmiş bileşeni değerlendirin

Şeritler sıklıkla bükülür, oluklandırılır, preslenir, kaynaklanır veya başka bir malzemeye birleştirilir. Bu işlemler malzeme seçimini etkiler. Korozyon tablolarında iyi performans gösteren bir kalitenin, gerekli kalınlıkta dar bir geometriye şekillendirilmesi zor olabilir veya korozyon performansını korumak için ısı girdisini kontrol eden bir kaynak prosedürü gerekebilir.

Isı transfer ekipmanlarında bir ısı eşanjörü kanatçık plakası düz veya oluklu biçimde tedarik edilebilir. Bu geometriler ısı transfer yüzey alanını artırır; ancak alaşım seçimi yine de akışkanlara, metal sıcaklığına, birleştirme yöntemine ve gerekli mekanik kararlılığa bağlıdır. Listelenen malzeme seçenekleri arasında Inconel 600 ve 625, Incoloy 800H ve 825, Monel 400 ve Hastelloy C276 ve C22 bulunur; bunlar birbirinin yerine kullanılabilecek kaliteler olarak değerlendirilmemelidir.

Isıl iletkenlik de belirli kaliteler ve sıcaklıklar için geçerli veriler kullanılarak doğrudan karşılaştırılmalıdır. Korozyona dayanıklı bir alaşımın ısıl hedefe ulaşması için farklı bir kanatçık kalınlığı veya geometrisi gerekebilir. Yüzey alanı tek başına bitmiş eşanjörün performansını belirlemez; temas kalitesi, kirlenme ve akışkan akışı da önemlidir.

Karşılaştırmayı malzeme spesifikasyonuna dönüştürün

1. Maruz kalma koşullarını tanımlayın. Normal ve olağan dışı sıcaklıkları, kimyasal konsantrasyonları, temizlik çevrimlerini, birikintileri ve ıslanma-kuruma koşullarını belgeleyin. Hangi yüzeylerin maruz kaldığını ve aralıkların kaçınılmaz olup olmadığını belirleyin.
2. Belirli kalitelerden oluşan kısa bir liste hazırlayın. Uygun bir paslanmaz çelik kalitesini, aynı maruz kalma koşulları için tasarlanmış bir nikel alaşımıyla karşılaştırın. Korozyon ve yüksek sıcaklık verilerini, çalışma koşullarına mümkün olduğunca yakın koşullarda inceleyin.
3. Ürün teslim durumunu kontrol edin. Şerit kalınlığını, genişliğini, toleransları, yüzey durumunu ve gerekli temper veya ısıl işlem durumunu belirtin. Dayanım ve şekillendirilebilirlik, ürünün teslim edildiği durumda ve imalat sonrasında değerlendirilmelidir.
4. Birleştirme ve şekillendirme işlemlerini gözden geçirin. Bükme geometrisini, şekillendirme sırasını, kaynak veya sert lehim uyumluluğunu ve imalat sonrası temizleme ya da ısıl işlemin gerekip gerekmediğini doğrulayın. Bağlantıyı korozyon sınırının bir parçası olarak değerlendirin.
5. Kurulu durumdaki servis maliyetlerini karşılaştırın. Malzeme, imalat, muayene, beklenen değiştirme aralıkları ve duruş süresi varsayımlarını hesaba katın. Daha yüksek bir satın alma fiyatı kullanım koşulları nedeniyle haklı olabilir; ancak destekleyici kanıt olmadan daha uzun hizmet ömrü varsayılmamalıdır.

Görece ılımlı ve iyi tanımlanmış bir ortam için uygun bir paslanmaz çelik şerit genellikle makul bir başlangıç noktasıdır. Korozyon mekanizması, çalışma sıcaklığı veya gerekli mekanik özellikler, paslanmaz çelik adayların güvenilir sınırlarını aştığında özel olarak seçilmiş bir nikel alaşımına yönelin. Son onaydan önce, yalnızca alaşım ailesi için değil, şeridin tam boyutları ve teslim durumu için de bulunabilirliği ve özellikleri doğrulayın.