Materyalê Herî Baş Ji Bo Mohra Mekanîkî ya Berxwedêr a Korozyonê Çi ye?

Pêşkêş

Hilbijartina materyalek ji bo mohra mekanîkî ya li hember korozyonê ne li ser dîtina vebijarkek "çêtirîn" a gerdûnî ye, lê li ser lihevhatina rûyên mohrkirinê, elastomeran û perçeyên metalî bi şilav, germahî, zext û şert û mercên xebitandinê re ye. Têkeliya xelet dikare xişandinê bileztir bike, êrîşa kîmyewî çêbike û temenê mohrê kurt bike, ku bibe sedema rijandinê, dema bêhnvedanê û xetereyên ewlehiyê. Ev gotar rave dike ka hilbijartinên materyalên hevpar ên wekî silîkon karbîd, tungsten karbîd, Hastelloy, PTFE û elastomerên taybetî çawa di xizmeta korozyonê de performansê dikin, û meriv çawa wan li gorî kîmyaya pêvajoyê dinirxîne da ku hûn bikaribin avahiya mohrê ya herî guncaw ji bo serîlêdana xwe nas bikin.

Çima Hilbijartina Materyalê Ji Bo Mohrên Mekanîkî yên Berxwedêrê Korozyonê Girîng e

Diyarkirinamohra mekanîkî ya li hember korozyonê berxwedêryek ji biryarên endezyariyê yên herî krîtîk di pergalên birêvebirina şilavan de ye.Morên mekanîkî wekî astengiya sereke xizmet dikindi navbera şilavên pêvajoyê yên êrîşkar û jîngeha derve de, pêşîgirtina li emisyonên xeternak û parastina pêkhateyên pompê yên navxweyî. Dema ku medyayên pir korozîf - wekî asîdên bihêz, alkaliyên kaustîk, an çareserkerên êrîşkar - têne hilberandin, marja çewtiyê hema hema tune ye. Hilweşîna materyalê dikare bi lez çêbibe, ku bibe sedema windabûna dorpêçkirinê, xetereyên jîngehê, û zirara giran a alavan.

Pêvajoya hilbijartinê têgihîştineke berfireh a metalurjî, trîbolojî û kîmyaya elastomerê hewce dike. Mohra mekanîkî ne pêkhateyeke monolîtîk e; ew komek ji rûyên zivirî û sabît, hêmanên mohrkirinê yên duyemîn û alavên metalîk e. Divê her yek ji van pêkhateyan bi awayekî serbixwe li hember hawîrdora kîmyewî li ber xwe bide di heman demê de toleransên mekanîkî yên rast di bin zext û germahiyên cûda de biparêze. Nelihevhatina materyalên rast bi kîmyaya şilava taybetî re, Dema Navînî ya Di Navbera Têkçûnan de (MTBF) bi girîngî kêm dike û xetereyên xebitandinê zêde dike.

Kîmyaya pêvajoyê, xetera rijandinê, û bandora dema bêhnvedanê

Kîmyaya pêvajoyê rêje û mekanîzmaya hilweşîna materyalan diyar dike. Şilavên pîşesaziyê dikarin astên pH-ê yên dijwar nîşan bidin, ji asîdîya pir zêde (pH < 1) bigire heya alkalîna pir zêde (pH > 13), her yek bi awayên cûda êrîşî materyalan dike. Mînakî, asîdên oksîdker ên wekî asîda nîtrîk dikarin hin pola zengarnegir pasîf bikin lê rûyên mohra karbonê yên standard bi lez hilweşînin. Wekî din, gemarên şopîner, ku pir caran di taybetmendiyên şilavên girseyî de nayên dîtin, dikarin wekî katalîzator ji bo mekanîzmayên korozyonê yên herêmî yên wekî korozyona qul an qulikan tevbigerin.

Rîska rijandinê ya bi hilbijartina şaş a materyalê ve girêdayî ji têkçûnek mekanîkî ya sade wêdetir diçe. Di pêvajoya kîmyewî û rafineriya petrokîmyayî de, divê pêkhateyên organîk ên bêaram (VOC) û gemarên hewayê yên xeternak bi tundî werin kontrol kirin. Rêziknameyên Ajansa Parastina Jîngehê (EPA) pir caran ferz dikin ku emîsyonên mohra pompê di bin sînorê 500 perçeyên di mîlyonekê de (ppm) de bimînin. Şikestinek di rûyê mohrê de ji ber korozyonê an xirabûna elastomer dikare bibe sedema binpêkirinên rêziknameyê yên tavilê, ku dibe sedema girtina awarte û destpêkirina raporên jîngehê yên mecbûrî.

Mesrefên têkçûnê yên bi lihevhatina materyalê ya nebaş ve girêdayî ne

Encamên darayî yên lihevhatina nebaş a materyalan ji lêçûna destpêkê ya kirîna mohra mekanîkî bi xwe pir zêdetir in. Dema ku mohrek ji ber êrîşa kîmyewî zû têk diçe, lêçûnên guheztina rasterast ji ber keda ku ji bo derxistina pompê, paqijkirin û ji nû ve sazkirinê hewce ye zêde dibin. Ya girîngtir, lêçûnên nerasterast ên bi dema bêçalakbûnê ya neplankirî ve girêdayî dikarin pir zêde bin. Di tesîsên hilberandina domdar ên bi hilberîna bilind de, têkçûnek pompê ya ji nişka ve dikare xeta hilberînê rawestîne, û li gorî pîşesazî û nirxa hilberê, lêçûnên dema bêçalakbûnê ji 10,000 $ heya zêdetirî 50,000 $ di saetekê de çêbike.

Herwiha, rijandina korozîf dikare bibe sedema zirarên alîgir ji bo alavên derdorê. Morkirineke xirabkirî dihêle ku kîmyewiyên êrîşkar êrîşî şafta pompê, bearingan û xaniyên motorê bikin. Tiştê ku di destpêkê de wekî têkçûna mohra herêmî dest pê dike, dikare bi lez bibe têkçûneke karesatbar a pompê ku ji nû ve avakirina çarçoveya bearingê an guheztina şaftê hewce bike. Veberhênana li materyalên guncaw ên li hember korozyonê di destpêkê de - her çend lêçûna pêkhateya destpêkê ji %200 heya %300 zêde bike - Vegera Veberhênanê (ROI) ya pir bilindtir bi dirêjkirina MTBF ji çend mehan heya çend salan dide.

Vebijarkên Materyalê ji bo Morên Mekanîkî yên Berxwedêr ên Korozyonê

Çêkirina mohreke mekanîkî ya li hember korozyonê berxwedêr, ji bo sê deverên cuda materyalên taybetî hildibijêre: rûyên mohra sereke, alavên metalî (kavil, pînên ajotinê û rijên), û hêmanên mohrkirinê yên duyemîn (O-rings û gaskets). Her herêm bi stresên xebitandinê yên bêhempa re rû bi rû ye, ev tê vê wateyê ku materyalek ku wekî O-ringek statîk bi rengek awarte baş dixebite, dibe ku ji bo rûyek mohrkirinê ya dînamîk û germê-çêker bi tevahî ne guncaw be.

Materyalên rûyê mohrkirinê yên wekî karbîda silîkonê

Rûyên mohra sereke pêkhateyên herî krîtîk in, ji ber ku ew dema ku li hember hev dizivirin fîlmek şilava mîkroskopîk diparêzin.Karbîda silîkonê (SiC)bi berfirehî wekî materyalê rûyê mohrê yê sereke ji bo karûbarê kîmyewî yê giran tê hesibandin. Bi taybetî, karbîda silîkonê ya rasterast-sinterkirî (alpha) li seranserê rêza pH-ê ya 0 heta 14 berxwedana kîmyewî ya hema hema gerdûnî pêşkêş dike û dikare li germahiyên xebitandinê heta 300°C (572°F) bisekine. Berevajî karbîda silîkonê ya bi reaksiyonê ve girêdayî, ku silîkona azad dihewîne ku dikare ji hêla kaustîkên bihêz an asîda hîdroflorîk ve were rijandin, SiC-ya alfa-sinterkirî di hema hema hemî medyayên êrîşkar de ji hêla avahîsaziyê ve sabît dimîne.

Vebijarkên din ên materyalên rûyê karbîda tungstenê (WC) û celebên cûda yên karbonê hene. Karbîda tungstenê pir domdar û li hember bandorê berxwedêr e, ji ber vê yekê ew ji bo şilavên aşîner minasib e, lê berxwedana wê ya kîmyewî bi giranî bi girêdana wê ve girêdayî ye. Karbîda tungstenê ya bi nîkelê ve girêdayî bi gelemperî li gorî guhertoyên bi kobaltê ve girêdayî di jîngehên korozîf de tê tercîh kirin, her çend ew hîn jî di asîdên bihêz de ji SiC kêmtir dimîne. Rûyên karbonê yên bi antîmonê ve dagirtî an jî bi rezînê ve dagirtî pir caran wekî zengila hevberdanê li dijî SiC têne bikar anîn ji ber taybetmendiyên wan ên xwe-rûnkirinê yên hêja, bi şertê ku şilava pêvajoyê ajanên oksîdasyonê yên bihêz ên ku êrîşî avahiya karbonê dikin tê de nebin.

Metal û alloyên berxwedêr ên korozyonê

Pêkhateyên metalî yên mohrê, di nav de plakaya rijandinê, mil û bihar, divê hem li hember korozyona yekreng û hem jî li hember êrîşên herêmî yên wekî çalên kûr û şikestina korozyona stresê (SCC) li ber xwe bidin. Her çend pola zengarnegir a 316 standarda pîşesaziyê ji bo karûbarê giştî be jî, ew pir hesas e li hember çalên ku ji ber klorîdê çêdibin. Ji bo jîngehên êrîşkar, endezyar divê li gorî Hejmara Hevsengiya Berxwedana Çalên Kur (PREN) alloyên pola bilindtir destnîşan bikin. PRENek ji 40-î jortir bi gelemperî ji bo karûbarê klorîd an asîdî ya giran hewce ye.

Hastelloy C-276 (PREN > 45) yek ji hevbendiyên nîkel-molîbden-kromê yên herî piralî ye, ku li hember gaza klorê ya şil, hîpoklorît û rêzek fireh ji asîdên organîk û neorganîk berxwedanek bêhempa pêşkêş dike. Tîtanyûm Asta 2 ji ber fîlma xwe ya oksîdê ya domdar û parastî pir caran ji bo medyayên oksîdkirinê û serîlêdanên ava deryayê tê hilbijartin, her çend ew li hember klorê hişk hesas be jî. Hevbendiya 20 bijarteyek din a hevpar e, ku bi taybetî ji bo berxwedana li hember êrîşa asîda sulfurîk di germahî û konsantrasyonên bilind de hatî çêkirin.

Elastomêr û hêmanên mohrkirinê yên duyemîn

Hêmanên mohrkirinê yên duyemîn, bi gelemperî O-rings, mohra statîk di navbera kombûna mohra mekanîkî û qalikê pompê de peyda dikin. Hilbijartina elastomer pir caran faktora sînorker di performansa kîmyewî û germî ya mohrê de ye. Fluoroelastomer (FKM), ku bi gelemperî bi navê marqeya Viton têne zanîn, ji bo gelek asîdên nerm û şilavên bingeha petrolê standard in lê di keton, amîn û alkaliyên bihêz de bi lez hilweşin.

Ji bo berxwedana korozyonê ya zêde, perfluoroelastomer (FFKM), wek Kalrez an Chemraz, pêwîst in. Têkelên FFKM berxwedana kîmyewî ya hema hema wekî PTFE pêşkêş dikin lê bîra elastîk a pêwîst ji bo mohrkirina dînamîk diparêzin. Ew dikarin li germahiyên xebitandina domdar heya 327°C (620°F) li hember çareserkerên êrîşkar, asîdên bihêz û bingehan bisekinin. Dema ku sînorkirinên budceyê rê li ber karanîna FFKM-ya tevahî digirin, FKM-ya bi PTFE-yê vegirtî an jî halqeyên O-yê yên silîkonî alternatîfek lêçûn-bandor peyda dikin, bêserûberiya kîmyewî ya kincê PTFE bi berxwedana mekanîkî ya navokek elastomer pêşkêş dikin.

Meriv Çawa Materyalên Morkirinê Ji Bo Şert û Mercên Xizmetê Dinirxîne

Nirxandina materyalên mohrkirinê hewce dike ku ji nexşeyên lihevhatina kîmyewî yên bingehîn wêdetir biçe û şert û mercên dînamîk ên jîngeha xebitandinê were analîzkirin. Materyalek ku di germahiya odeyê de ji hêla kîmyewî ve bêbandor e, dibe ku dema ku di bin bandora germahiya sürtûnê ya li ser rûyên mohrê çêdibe an jî dema ku di dema têkçûnên pêvajoyê de konsantrasyonên şilavê diguherin, zû hilweşe. Endezyar divê tevahiya çarçoveya termodînamîk û kîmyewî ya serîlêdanê binirxînin.

Guherbarên xebitandinê yên wekî konsantrasyon, klorîd û germahî

Germahî, kombûn û hebûna îyonên taybetî rêjeyên korozyonê bi awayekî berbiçav diguherînin. Bo nimûne, pola zengarnegir a 316 ji bo ava di germahiya hawîrdorê de bi tevahî qebûlkirî ye, lê heke kombûna klorîdê ji 1000 ppm derbas bibe û germahî ji 60°C (140°F) bilindtir bibe, materyal pir hesas dibe ji bo şikestina korozyona stresê (SCC) û çalên bilez. Ji ber vê yekê, sepanên ku şorava germ an ava deryayê tê de hene pir caran pola zengarnegir a super duplex an tîtanîûmê hewce dikin.

Têkeliya asîdê jî bi heman rengî girîng e. Asîda sulfûrîk profîlek korozyonê ya ne-xêzik nîşan dide: asîda sulfûrîk a şilkirî ji bo gelek metalan pir korozîf e, ku Hastelloy an Alloy 20 hewce dike, lê asîda sulfûrîk a konsantre (>90%) carinan dikare ji hêla pola karbonê ya standard ve di germahiyên hawîrdorê de ji ber çêbûna fîlimek sulfatê ya pasîfîzeker were destgirtin. Lêbelê, heke asîda konsantre şilbûnê ji hewayê bikişîne, şilbûna herêmî dê tavilê êrîşek korozîf a giran li ser alavên mohrê bide destpêkirin.

Guhertinên materyalan û faktorên berawirdkirinê

Hilbijartina materyalê îdeal pir caran hevsengkirina taybetmendiyên mekanîkî û kîmyewî yên pêşbazker vedihewîne. Her çend karbîda silîkonê ya bi alfa-sinterkirî berxwedanek bêhempa ya korozyonê peyda dike jî, ew pir şikestî ye. Ger pomp kavîtasyonek giran an jî xwarbûna şaftê bibîne, rûyên SiC dikarin bi awayekî karesatbar bişkên. Di sepanên ku şoka mekanîkî li kêleka korozyonê fikarek sereke ye, endezyar dikarin bi karanîna rûyek karbîda tungstenê ya berxwedêrtir, her çend hinekî kêmtir bêbandor a kîmyewî be jî, tawîzan bidin.

Germbûna germî faktorek din a girîng a berawirdkirinê ye. Rûyên mohrê germahiya sürtûnê ya girîng çêdikin, ku divê di nav şilava pêvajoyê de were belavkirin da ku pêşî li lerizîna şilavê bigire û bibe buhar. SiC xwedî germbûna pir baş e, germê ji rûyê mohrê pir zûtir ji seramîka alumîna an karbonê dikişîne. Ev kapasîte xetera şoka germî kêm dike û temenê elastomerên duyemîn dirêj dike.

Dema ku nûvekirina yek materyalê têrê nake

Di hin sepanên ekstrem de, nûjenkirina metalurjî û materyalên rûyê yek mohra mekanîkî ji bo garantîkirina pêbaweriyê têrê nake. Dema ku şilekek bi taybetî xeternak, jehrîn, an jî meyla polîmerîzekirinê di têkiliyê de bi oksîjena atmosferîk re hebe, sepan hewceyê...rêzkirina mohra mekanîkî ya dualîMorkirinên dualî du setên rûyên mohrê bikar tînin û di navbera wan de astengiyek an şilavek tamponê datînin.

Li gorî planên boriyên standard ên Enstîtuya Petrolê ya Amerîkî (API), wekî Plana API 53A an 54, şilaveke astengî ya zextkirî di navbera mohrên hundir û derve de tê gerandin. Ev şilav di zextek bi qasî %10 heta %15 (bi gelemperî 1.5 heta 2.0 bar) ji zexta qutiya dagirtinê ya pompê bilindtir tê parastin. Ji ber ku şilava astengî di zextek bilindtir de ye, her rijandinek li ser rûyên mohra hundir diherike nav pêvajoyê, û piştrast dike ku şilava pêvajoya korozîf qet bi pêkhateyên mohra derve re têkilî daynin an jî nekevin atmosferê. Ev stratejî dihêle ku alavên mohra derve ji materyalên standard û erzantir werin çêkirin.

Faktorên Kirîn û Pabendbûnê di Hilbijartina Materyalê de

Peydakirina mohrên mekanîkî yên li hember korozyonê, gerandina zincîrên dabînkirinê yên tevlihev, birêvebirina demên dirêjkirî yên ji bo materyalên ekzotîk, û misogerkirina pabendbûna hişk bi standardên pabendbûna pîşesaziyê ve girêdayî ye. Nebûna belgekirin û verastkirina rast a pêkhateyên materyalan dikare bibe sedema têkçûnên karesatbar û berpirsiyariyên qanûnî yên giran, nemaze di sektorên bi rêkûpêk ên wekîpetrol û gaz, dermansazî, û hilberandina kîmyewî.

Standard, belgekirin û şopandin

Serlêdanên xetereya bilind hewceyê belgekirina hişk in da ku piştrast bikin ku materyalên diyarkirî bi rastî di çêkirina mohrê de hatine bikar anîn. Di pîşesaziya petrokimyayî de, mohrên mekanîkî divê pir caran li gorî standardên API 682 Çapa 4-an bin, ku kategoriyên materyalên taybetî ji bo şert û mercên karûbarê yên cûda destnîşan dikin. Ji bo serîlêdanên ku tê de hîdrojen sulfîd (H2S) heye, pêkhateyên metalî divê li gorî NACE MR0175 / ISO 15156 bin da ku pêşî li şikestina stresa sulfîd bigirin.

Ji bo misogerkirina şopandinê, endezyarên kirînê pir caran ji bo hemî beşên metalî yên şilkirî Raporên Testa Materyalê (MTR) dixwazin. Wekî din, tesîs dikarin piştî wergirtina mohrê ceribandina Nasnameya Materyalê ya Erênî (PMI) pêk bînin. PMI analîzkerên fluoresansa tîrêjên X (XRF) bikar tîne da ku pêkhateya hêmanî ya alloyan bi awayekî bê-wêranker piştrast bike, û piştrast bike ku dabînker bi xeletî pola zengarnegir a 304 li şûna Hastelloy C-276 ya daxwazkirî neguhertiye.

Kapasîteya dabînker û rîskên çavkaniyê

Çavkaniya alloyên eksotîk û elastomerên performansa bilind xetereyên xwerû bi xwe re tîne.

Meriv Çawa Têkeliya Materyalê ya Çêtirîn Hildibijêre

Xalên Sereke

• Encam û sedemên herî girîng ji bo mohra mekanîkî ya berxwedêr a korozyonê
• Berî ku hûn pabend bibin, taybetmendî, lihevhatin û kontrolên rîskê yên ku hêjayî pejirandinê ne
• Gavên pratîkî yên din û hişyarî xwendevan dikarin tavilê serlêdan bikin

Pirsên Pir tên Pirsîn

Ji bo mohreke mekanîkî ya li hember korozyonê berxwedêr bi gelemperî kîjan materyalê rûyê mohrê çêtirîn e?

Karbîda silîkonê ya bi alfa-sinterkirî pir caran hilbijartina herî baş e ji ber ku ew gelek asîd, alkalî û germahiyên bilind ji rûyên karbonê yên standard çêtir birêve dibe.

Kengê divê ji rûyên karbîda tungsten an karbonê dûr bisekinin?

Di şilavên oksîdker ên bihêz an jî yên pir korozîf de ji karbona standard dûr bisekinin. Li cihê ku êrîşa kîmyewî gengaz e, bi karbîda tungstenê baldar bin; berî hilbijartinê lihevhatina şilavê kontrol bikin.

Ma hemû rûyên mohra silîkon karbîdê bi heman rengî li hember korozyonê berxwedêr in?

Na. Bi gelemperî SiC-ya bi alfa-sinterkirî berxwedana kîmyewî ya çêtir ji SiC-ya bi reaksiyonê ve girêdayî pêşkêş dike, nemaze di kaustîkên bihêz û hin karûbarên kîmyewî yên êrîşkar de.

Ji bilî rûyan, divê kîjan beşên din ên mohrê li hember korozyonê li ber xwe bidin?

Parçeyên metalî û elastomeran jî kontrol bikin. Divê kanî, rijên û halqeyên O bi şilava pêvajoyê, germahî û zextê re li hev bikin, an na mohr dikare bi rûyên premium jî xera bibe.

Ma Victor Seals dikare ji bo lihevhatina mohrên berxwedêr ên korozyonê bi modelên pompeyên OEM re bibe alîkar?

Belê. Victor Seals ji bo gelek marqeyên pompên pîşesaziyê mohrên mekanîkî yên cîgir û yên lihevhatî yên OEM peyda dike, û alîkariya tîmên lênêrînê dike ku materyalên guncaw ji bo karên korozîf hilbijêrin.