مونيل: السبيكة الموثوقة للبيئات البحرية والمياه المالحة

مياه البحر ليست بيئة واحدة. إنها مجموعة من المتغيرات التي تتحرك معًا، ويمكن لنفس السبيكة أن تجلس في نظام بحري لمدة خمسة عشر عامًا دون ثقب أو فشل في ثمانية عشر شهرًا بنفس الملوحة. السرعة، هندسة خط الحشية، المواد الصلبة العالقة، المعدن المربوط بالشفة، ودرجة حرارة السطح كلها تغير الإجابة، ولا يظهر أي منها في عبارة البيئة البحرية.

سبيكة مونيل 400 تتعامل مع مياه البحر بشكل جيد في الظروف التي تناسبها، ونشرة الشركة المصنعة محددة بشأن هذه الظروف: معدلات تآكل منخفضة جدًا في مياه البحر المتدفقة، وتآكل الشقوق والثقوب عندما تكون المياه راكدة. هذه الجملة الواحدة تحمل قيمة اختيارية أكثر من كل الصفات المكتوبة عن السبيكة، لأنها تخبر المصمم بمكان وضع المصرف وكيفية ترتيب التدفق. تحدد هذه الصفحة الدرجتين المستخدمتين في الخدمة البحرية، والمتغيرات الستة التي تحدد النتيجة، والأشكال والمواصفات التي يطلبها المشتري فعليًا.

عادةً ما تذكر الاستفسارات البحرية مونيل بدون درجة، والدرجتان الشائعتان غير قابلتين للتبديل. سبيكة 400 هي سبيكة نيكل-نحاس ذات محلول صلب تتصلب فقط بالعمل البارد. تضيف سبيكة K500 الألومنيوم والتيتانيوم إلى نفس القاعدة، ومعالجة التقادم تترسب جزيئات Ni3(Ti,Al) تحت المجهر عبر المصفوفة. يظهر الفرق في قوة الخضوع، وفي الصلابة، وفي إجراء اللحام.

يحدد الصفان الأخيران المزيد من المشتريات البحرية أكثر من صفوف القوة. سبيكة 400 ليست غير مغناطيسية بشكل موثوق في درجة حرارة الغرفة، لأن درجة حرارة كوري تقع ضمن النطاق المحيط وتتغير مع التركيب، لذلك فإن سبيكة K500 هي الدرجة المحددة عندما تكون النفاذية المنخفضة جزءًا من الوظيفة، وحتى في هذه الحالة يمكن أن يتطور السطح فيلمًا مغناطيسيًا أثناء التسخين إذا تأكسد الألومنيوم والنحاس بشكل انتقائي وتركا طبقة غنية بالنيكل، وهو تأثير يكون أكثر وضوحًا على الأسلاك الرقيقة والشرائط ويمكن إزالته عن طريق التخليل أو الغمس اللامع.

تنص نشرة الشركة المصنعة لسبيكة 400 على الوضع البحري في جملة واحدة، وهي تستحق القراءة مرتين. تظهر منتجات سبيكة 400 معدلات تآكل منخفضة جدًا في مياه البحر المتدفقة، وقد ثبت أن الظروف الراكدة تسبب تآكل الشقوق والثقوب. توصف السبيكة أيضًا بأنها مقاومة لتشقق التآكل الإجهادي والثقوب في معظم المياه العذبة والصناعية، وهذا بيان مختلف حول وسط مختلف.

ما يعنيه ذلك في الرسم هو أن المصرف والميل وإجراء الإغلاق جزء من اختيار المواد. خط مياه البحر الذي يعمل باستمرار هو مشكلة تصميم مختلفة عن خط يقف ممتلئًا لمدة أحد عشر شهرًا ويتم غسله مرة واحدة في السنة. سيحدث ثقب في الخط الثاني حيث لا يحدث في الأول، بنفس تكلفة السبيكة، والفرق غير مرئي في أمر الشراء ما لم يكتب شخص ما ملف التشغيل في الاستفسار.

ثلاثة أماكن في نظام بحري تحتفظ بالمياه بعد الإغلاق دون أن يلاحظ أحد. الأول هو تشغيل أفقي بنقطة منخفضة وبدون مصرف. الثاني هو الفجوة تحت حشية أو وصلة تراكب، حيث تخلق الهندسة شقها الخاص بغض النظر عن ما يفعله التدفق الكلي. الثالث هو جانب الغلاف لمبادل حراري معزول بينما يستمر جانب الأنبوب في العمل. كل واحد يحول مكون مياه البحر المتدفقة إلى مكون مياه بحر راكدة لجزء من حياته، وكل واحد أرخص في الإصلاح في مرحلة الرسم منه في مرحلة الفحص.

يحول الجدول التحذير العام أعلاه إلى العناصر الستة التي يجب أن يذكرها الاستفسار. كل صف يسمي الآلية والخط الذي ينتمي إلى الرسم أو الطلب.

يستحق الصف الأخير جملة خاصة به لأنه يُغفل بشكل روتيني. شفة مونيل مربوطة بشفة فولاذ كربوني في مياه البحر تجعل الفولاذ هو الأنود، والهجوم على الفولاذ يتركز بالقرب من الوصلة. النسبة أهم من فرق الجهد: مسمار فولاذ كربوني صغير في شفة مونيل كبيرة هو أنود صغير مقابل كاثود كبير، وهو أسوأ ترتيب متاح. مجموعة حشية عازلة وتغيير مادة المثبت تكلف أقل من الفحص الأول.

تدرج نشرة الشركة المصنعة أعمدة المضخات والمراوح ضمن تطبيقات سبيكة 400، وأعمدة المضخات والمكرهات ضمن تطبيقات K500. لا تدرج شفرات المراوح، والتمييز مهم لأي شخص يشتري لسفينة. شفرات المراوح تُصب في برونز النيكل والألومنيوم أو برونز المنغنيز، والعمود الذي يحملها هو المكان الذي تظهر فيه سبيكة النيكل والنحاس.

السبب ميكانيكي. تحتاج الشفرة إلى قابلية الصب، ومقطع سميك، وإجراء إصلاح يعمل في حوض بناء السفن. يحتاج العمود إلى قوة خضوع عالية في مقطع يمكن تشكيله وطحنه، ومقاومة للتآكل في حشوة محكمة، وفي بعض السفن بصمة مغناطيسية منخفضة. K500 المُقسّى إلى قوة خضوع 690 إلى 1,034 ميجا باسكال هو مادة عمود. سبيكة 400 عند 172 إلى 345 ميجا باسكال في الحالة المصقولة هي عمود إجهاد أقل، أو جذع صمام، أو مثبت.

غالبًا ما توصف سبيكة 400 بأنها غير مغناطيسية، ونشرة الشركة المصنعة أكثر حذرًا. تقع درجة حرارة كوري ضمن النطاق المحيط وتتأثر بالاختلافات في التركيب الكيميائي، لذلك تكون بعض الدفعات مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة والبعض الآخر لا. إذا كان هناك متطلب قوي للخصائص غير المغناطيسية، فإن النشرة توجه المشتري إلى سبائك مونيل أخرى.

هذا قيد تصميم وليس عيبًا. لا يمكن إصدار مكون تعتمد وظيفته على بصمة مغناطيسية منخفضة مقابل درجة تختلف حالتها المغناطيسية من دفعة إلى أخرى، لأن الشهادة لا تخبر المشتري بالحالة التي توجد فيها الدفعة. K500 هي الدرجة ذات نطاق نفاذية منشور من 1.0010 إلى 1.0019 عند 200 أورستد، مقاسة عبر أربع حالات، وتلاحظ الشركة المصنعة أنها تظل غير مغناطيسية تقريبًا في درجات الحرارة المنخفضة.

تحذير المعالجة سهل الفقد. يمكن أن يؤدي التسخين إلى أكسدة الألومنيوم والنحاس بشكل انتقائي وترك فيلم مغناطيسي غني بالنيكل على السطح، ويكون التأثير أكثر وضوحًا على الأسلاك الرقيقة والشرائط حيث تكون نسبة السطح إلى الوزن عالية. يزيل التخليل أو الغمس اللامع الفيلم ويعيد الخصائص غير المغناطيسية، لذا فإن القراءة المغناطيسية على مقطع رقيق مكتمل هي مسألة عملية قبل أن تكون مسألة مادة.

تُلحم سبيكة 400 بحشو نيكل-نحاس مطابق. للحام القوس الكهربائي بالدرع المعدني، تسمي الشركة المصنعة MONEL Welding Electrode 190، وهو AWS A5.11 فئة ENiCu-7، ولحام القوس بالتنجستن واللحام بالقوس المعدني، تسمي MONEL Filler Metal 60، وهو AWS A5.14 فئة ERNiCu-7. تم إدراج Nickel Filler Metal 61 و INCONEL Filler Metal 625 كبدائل لبعض التطبيقات، وهذا قرار يتعلق بالبيئة وليس بالراحة.

K500 تعكس عادتين تعملان على سبائك أخرى. التقادم بعد اللحام مقبول عندما تكون المادة الأساسية ملحومة في الحالة المصقولة، ويمكن أن تصل الوصلات الملحومة إلى قوة المعدن الأساسي المُقسّى دون فقدان كبير في المطيلية. يجب تجنب لحام المواد التي تم تقويتها بالفعل، لأن المطيلية تقل بشكل كبير. التسلسل العملي هو اللحام، ثم التقادم، ويجب أن يذكر الرسم ذلك أو سيقوم المصنع بالعكس.

يؤدي التقادم أيضًا إلى انكماش الجزء. ينكمش قضيب مصقول بمقدار 2.5 × 10^-4 بوصة/بوصة أثناء التقادم، وهو صغير في غلاف المضخة وكبير في عمود يتم طحنه حسب التفاوت قبل معالجة التقادم. نفس هذه الخاصية تمنح السبيكة استقرارها البعدي في التعرض طويل الأمد، وهذا هو سبب ظهورها في الأدوات الدقيقة، ولكن تسلسل التشغيل والتقادم ينتمي إلى أمر الشراء.^{QQ-N-281، مواصفات فيدرالية لألواح وشرائط وألواح وقضبان وأسلاك ومسبوكات سبيكة النيكل والنحاس.}المقارنة المهمة في نظام بحري عادة ما تكون مع الفولاذ المقاوم للصدأ، أو النيكل-النحاس، أو البرونز، وتعتمد الإجابة على المتغير الذي يحد من الأداء. يوضح الجدول الوسائط الأربعة التي تتمتع فيها سبيكة النيكل والنحاس بميزة موثقة والوسائط التي لا تتمتع فيها.

وضع سبيكة مونيل 400

الاسم التجاري لا يسافر مع المعدن. يتم طلب كل شكل مقابل مواصفات منتج، والمواصفات هي ما تصدقه المطحنة.

المواصفات

يمكن اقتباس استفسار بحري يذكر العناصر الثمانية التالية دون جولة من الأسئلة، ويمكن مقارنة الاقتباس العائد مع اقتباس آخر.

لماذا يغير الإجابة

أسئلة يطرحها المشترون

هل مونيل 400 مناسب لمياه البحر الراكدة؟

K500 عندما يحمل العمود عزم دوران وانحناءً بإجهاد لا يمكن لـ 400 المصقول تحمله. تدرج الشركة المصنعة أعمدة المضخات والمكرهات ضمن تطبيقات K500، وتصل الحالة المُقسّاة إلى قوة خضوع 690 إلى 1,034 ميجا باسكال مقابل 172 إلى 345 ميجا باسكال لقضيب 400 المصقول. يظل سبيكة 400 هو الخيار للأعمدة ذات الإجهاد الأقل، وجذوع الصمامات، والمثبتات حيث لا تكون القوة الإضافية مطلوبة وطريق اللحام الأبسط يستحق الحصول عليه.

ليس بشكل موثوق في درجة حرارة الغرفة. درجة حرارة كوري هي 21 إلى 49 درجة مئوية وتعتمد على التركيب، لذلك تكون بعض الدفعات مغناطيسية والبعض الآخر لا في درجة الحرارة المحيطة. عندما تكون النفاذية المنخفضة مطلبًا وظيفيًا، فإن K500 هي الدرجة ذات نطاق نفاذية منشور، وتوجه الشركة المصنعة المشترين الذين يحتاجون إلى سلوك غير مغناطيسي مضمون إلى سبائك مونيل أخرى.

تدرج نشرة الشركة المصنعة أعمدة المضخات والمراوح، وليس الشفرات. تُصب الشفرات في برونز النيكل والألومنيوم أو برونز المنغنيز، ويظهر سبيكة النيكل والنحاس في العمود، والمثبتات، ومكونات المضخة المحيطة بها. المواصفات التي تطلب شفرة مونيل تطلب صبًا لا تستخدم السبيكة لصنعه.

MONEL Welding Electrode 190 للحام القوس الكهربائي بالدرع المعدني، وهو AWS A5.11 فئة ENiCu-7، و MONEL Filler Metal 60 للحام القوس بالتنجستن واللحام بالقوس المعدني، وهو AWS A5.14 فئة ERNiCu-7. تم إدراج Nickel Filler Metal 61 و INCONEL Filler Metal 625 كبدائل لبعض التطبيقات، والاختيار يتبع البيئة وليس راحة الورشة.

لأن لحام جزء مُقسّى بالفعل يقلل بشكل كبير من مطيليته، بينما يسمح اللحام في الحالة المصقولة والتقادم بعد ذلك للوصلة بالوصول إلى قوة المعدن الأساسي المُقسّى. تذكر الشركة المصنعة كلا الجزأين من هذه القاعدة، ويجب أن يحمل أمر الشراء التسلسل، بما في ذلك انكماش 2.5 × 10^-4 بوصة/بوصة الذي ينتج عن التقادم.

سبيكة مونيل 400 هي سبيكة محلول صلب من النيكل والنحاس تعمل بشكل جيد في مياه البحر المتدفقة وتتعرض للهجوم في الظروف الراكدة، والفرق بين هاتين الحالتين هو قرار تصميمي. تضيف سبيكة K500 الألومنيوم والتيتانيوم ومعالجة التقادم، مما يرفع قوة الخضوع إلى النطاق الذي تحتاجه أعمدة المضخات ويجعل السلوك المغناطيسي قابلاً للتنبؤ، بتكلفة تسلسل لحام يجب كتابته.^{QQ-N-281، مواصفات فيدرالية لألواح وشرائط وألواح وقضبان وأسلاك ومسبوكات سبيكة النيكل والنحاس.}المراجع

نشرة فنية من Special Metals لسبيكة مونيل K-500، منشور SMC-062. مصدر رقم UNS N05500 ورقم Werkstoff 2.4375، نطاق الألومنيوم 2.30 إلى 3.15% ونطاق التيتانيوم 0.35 إلى 0.85%، آلية ترسيب Ni3(Ti,Al)، كثافة 8.44 جم/سم3، نطاق الانصهار 1,315 إلى 1,350 درجة مئوية، نطاق النفاذية 1.0010 إلى 1.0019 عند 200 أورستد، الفيلم المغناطيسي السطحي المتكون أثناء التسخين، انكماش 2.5 × 10^-4 بوصة/بوصة أثناء التقادم، نطاقات الشد والخضوع حسب الشكل والحالة، وقاعدة أن المواد المُقسّاة بالتقادم لا ينبغي لحامها.

ASTM B127، مواصفات قياسية لألواح وشرائط وألواح سبيكة النيكل والنحاس.

ASTM B163، B165، B725، و B730، مواصفات قياسية لأنابيب ووصلات سبيكة النيكل والنحاس في أشكال غير ملحومة وملحومة.

ASTM B865، مواصفات قياسية لقضبان وأسلاك ومسبوكات سبيكة النيكل والنحاس والألومنيوم المقسّاة بالترسيب، تغطي UNS N05500.^{QQ-N-281، مواصفات فيدرالية لألواح وشرائط وألواح وقضبان وأسلاك ومسبوكات سبيكة النيكل والنحاس.}EN 10204، وثائق الفحص، لتعريف شهادة 3.1 كوثيقة تحمل نتائج اختبار فعلية وتصدق عليها ممثل الفحص المستقل للشركة المصنعة.

التركيبات والنطاقات الميكانيكية أعلاه هي حدود المواصفات وقيم نموذجية للدرجات المسماة، وهي ليست حدود قبول لدفعة مسلّمة. يعتمد سلوك التآكل على التركيز ودرجة الحرارة والتهوية والتدفق والهندسة، لذا فإن المكون الذي يعمل في نظام مياه بحر واحد يمكن أن يفشل في نظام آخر بنفس السبيكة الاسمية ونفس الملوحة، ويجب وصف ملف التشغيل لكي يكون للمعنى أي معنى. تختلف النفاذية المغناطيسية مع التركيب والتاريخ الحراري، والقراءة على جزء مكتمل تعكس العملية وكذلك الدفعة. يتم مراجعة مواصفات المنتج، ويحكم الإصدار المسمى في أمر الشراء. لا شيء في هذه الصفحة يحل محل إصدار هندسي أو اختبار تأهيل متفق عليه بين المشتري والمورد.