Beth Sy'n Isel-Corydiad Dŵr Môr Alloy-Dur Gwrthiannol?
Mae dur sy'n gallu gwrthsefyll cyrydiad dŵr môr isel yn deulu o ddur adeileddol wedi'u aloi fel bod haen rwd amddiffynnol, gryno yn ffurfio mewn atmosfferau dŵr môr a morol yn lle'r rhwd mandyllog, rhydd a gynhyrchir gan ddur carbon plaen. Mae cyfanswm y cynnwys aloi yn fwriadol isel, fel arfer ymhell o dan 2%, sy'n cadw'r gost yn agos at gost dur carbon wrth roi bywyd gwasanaeth sawl gwaith yn hirach yn yr amgylchedd morol. Y cyfuniad hwnnw yw pam y defnyddir y graddau hyn ar gyfer porthladdoedd, strwythurau alltraeth a seilwaith arfordirol lle mae mynediad archwilio a chynnal a chadw yn anodd ac yn ddrud.
Nid yw'r graddau yn ddur di-staen ac nid ydynt yn stopio cyrydu. Maen nhw'n dibynnu ar haen ocsid sy'n atgyweirio'n araf, ac ar gyfer strwythurau parhaol maen nhw'n dal i gael eu defnyddio ynghyd â gorchuddion ac amddiffyniad cathodig.
Sut mae'r Elfennau Alloying yn Gweithio
Daw'r ymwrthedd cyrydiad o ryngweithio nifer o ychwanegiadau yn ystod y broses gyrydu yn hytrach nag o unrhyw un elfen.
| Elfen | Swyddogaeth |
|---|---|
| Copr a ffosfforws | Hyrwyddo haen rwd gryno, ymlynol wedi'i chyfoethogi â chyfansoddion copr a ffosfforws sy'n selio mandyllau rhwd cyffredin |
| Cromiwm | Y brif elfen atgyfnerthu ffilm mewn graddau modern, gan gynyddu dwysedd a sefydlogrwydd yr haen amddiffynnol |
| Nicel | Yn cyfoethogi'r haen rhwd ymhellach ac yn gwella perfformiad mewn amlygiad atmosfferig morol |
| Molybdenwm | Cownteri yn pylu mewn amodau-llawn clorid ac yn helpu i adfer safleoedd tyllau cynnar |
| Alwminiwm | Yn ffurfio ffilm ocsid trwchus sy'n ychwanegu rhwystr ffisegol, yn enwedig yn y system cromiwm-molybdenwm-alwminiwm |
Y system ffosfforws sy'n cario copr-a ddatblygwyd yn yr Unol Daleithiau ym 1951 oedd y dur masnachol cyntaf sy'n gallu gwrthsefyll cyrydiad. Roedd ei gynnwys ffosfforws o 0.08 i 0.15% yn rhoi perfformiad parth sblash rhagorol ond yn gwneud weldio yn anodd, ac yn gyffredinol ni chafodd platiau dros tua 20 mm o drwch eu weldio. Gostyngodd datblygiad Japan yn y 1960au ffosfforws i 0.03 % neu lai a symudodd i system aloi wedi'i seilio ar gromiwm o tua 1 % cromiwm, mewn-cromiwm-ffosfforws, copr-cromiwm{{16}alwminiwm{{1}alwminiwm{17}alwminiwm. copr{18}}cromiwm-amrywiadau molybdenwm, a adferodd weldadwyedd tra'n cadw perfformiad cyrydiad cryf. Dilynodd system alwminiwm cromiwm Ewropeaidd yr un egwyddor, ac arweiniodd ymchwil Tsieineaidd a ddechreuodd yng nghanol y 1960au at y system alwminiwm cromiwm, sydd bellach wedi'i safoni yn GB/T 30070 ar gyfer plât dur sy'n gwrthsefyll cyrydiad dŵr môr, gyda'r enghraifft gradd 10Cr.Mo sefydledig.
Parthau Cyrydiad Morol
| Parth | Lleoliad | Ymddygiad cyrydiad |
|---|---|---|
| Awyrgylch morol | Uwchben cyrhaeddiad sblash | Aer llawn halen, ymosodiad cymedrol a chymharol unffurf |
| Parth sblash | Ychydig uwchben y llinell ddŵr, wedi'i wlychu gan donnau | Y parth mwyaf ymosodol, gyda-beicio sych gwlyb, effaith tonnau a digonedd o ocsigen |
| Parth llanw | Rhwng llanw uchel ac isel | Trochi ac amlygiad bob yn ail, wedi'i gymedroli gan gyplu galfanig â'r rhan danddwr |
| Parth ymgolli'n llwyr | O dan y llanw isel | Ymosodiad cyfyngedig o ocsigen a gweddol unffurf, gyda biobaeddu yn creu celloedd lleol |
| Parth mwd gwely'r môr | Claddu mewn gwaddod | Ocsigen isel a chyfradd gyffredinol isel, ond gall bacteria sy'n lleihau sylffad achosi ymosodiad lleol |
Oherwydd bod un radd yn ymddwyn yn wahanol ar draws y parthau hynny, dylid gosod lwfans cyrydiad, manyleb cotio a dyluniad amddiffyn cathodig fesul parth yn hytrach na'i gymhwyso'n unffurf. Mae'r parth sblash bron bob amser yn derbyn y lwfans cyrydiad trymaf a'r system cotio fwyaf cadarn.
Graddau a Systemau Alloy
| System | Sail aloi | Nodiadau |
|---|---|---|
| Copr{0}}ffosfforws-nicel | Cu, P, Ni | Y system wreiddiol; perfformiad parth sblash ardderchog ond weldadwyedd cyfyngedig ar adrannau trwchus |
| Yn seiliedig-cromiwm | Cr gyda Cu, P, Al neu Mo | Ffosfforws is ar gyfer gwell weldadwyedd, tua 1 % cromiwm fel y brif elfen sy'n gwrthsefyll cyrydiad |
| Alwminiwm cromiwm | Cr, Al | Ychwanegiad alwminiwm ar gyfer sefydlogrwydd haen rhwd ychwanegol |
| Cromiwm-molybdenwm-alwminiwm | Cr, Mo, Al | Wedi'i safoni yn GB/T 30070 ar gyfer -plât sy'n gwrthsefyll cyrydiad dŵr môr; y system Tsieineaidd sefydledig a ddefnyddir ar gyfer pibellau dŵr môr, adeiladu llongau ac offer petrocemegol arfordirol |
Wrth ddewis gradd, mae tri ffactor yn rheoli'r dewis: y safon lywodraethol, a all ar gyfer prosiectau Tsieineaidd fod yn GB/T 30070 ar gyfer -plât gwrthsefyll cyrydiad dŵr môr neu GB/T 712 ar gyfer dur strwythurol peirianneg llongau a chefnforoedd; cryfder y cynnyrch sy'n ofynnol gan y dyluniad strwythurol; a chyrydedd y parth gosod gwirioneddol. Dylid gwirio tystysgrif archwilio'r felin yn erbyn y safon yn hytrach na dibynnu ar enw'r radd yn unig.
Gofynion Weldio ac Amddiffyn
Roedd cynnwys ffosfforws uchel y system nicel copr wreiddiol yn fasnach fwriadol rhwng perfformiad cyrydiad a risg cracio weldio, a dyma'r rheswm pam mae graddau modern yn cadw lefelau ffosfforws yn isel. Lle mae'r cemeg yn caniatáu weldio, mae'r arfer yn dilyn y rheolau cyffredinol ar gyfer dur adeileddol aloi isel: nwyddau traul hydrogen isel megis y math E5015, rhag-gynhesu rheoledig, a lleddfu straen ar ôl weldio lle bo'n ofynnol gan y trwch a'r fanyleb lywodraethol. Dylai'r weithdrefn weldio fod yn gymwys ar y radd wirioneddol cyn ei gynhyrchu, oherwydd bod yr ychwanegiadau aloi yn newid ymateb y parth yr effeithir arno gan wres.
Nid yw'r duroedd hyn yn disodli haenau amddiffynnol neu amddiffyniad cathodig mewn strwythurau morol parhaol; maent yn lleihau canlyniad torri'r haenau ac yn ymestyn yr egwyl rhwng cylchoedd cynnal a chadw. Lle na ellir goddef haen rhwd o gwbl, megis mewn tiwbiau cyfnewidydd gwres, mewnolion pwmp a seddi falf, dur di-staen neu blât wedi'i orchuddio yw'r dewis gorau o hyd. Rhoddir canllawiau dylunio ar gyfer systemau diogelu gan ddogfennau fel DNV-RP-B401 ar gyfer dylunio amddiffyn cathodig, EN 10225 ar gyfer duroedd strwythurol weldadwy ar gyfer strwythurau alltraeth sefydlog, ac ISO 12944-9 ar gyfer systemau paent amddiffynnol ar gyfer strwythurau alltraeth, tra bod ISO 15156 / NACE MR0175 yn mynd i'r afael â gwasanaeth morol sur.
Cymwysiadau a Therfynau Ymarferol
Strwythurau'r harbwr: glanfeydd, glanfeydd, morgloddiau a stanciau gorchuddion
Coesau platfform alltraeth ac aelodau parth sblash
Pontydd arfordirol, pierau a systemau dŵr oeri gweithfeydd pŵer arfordirol
Pibellau cymeriant a gollyngfa dŵr môr, a chynhalwyr piblinellau tanfor
Platio cragen y llong yn y parthau llanw a sblash
Mae'r graddau hyn yn lleihau'r gyfradd cyrydiad yn sylweddol o'i gymharu â dur carbon, yn ffurfio haen rhwd sy'n atgyweirio'n fwy sefydlog ac yn rhannol hunan-atgyweirio, ac yn goddef gweithdrefnau weldio safonol pan fo'r cynnwys ffosfforws yn isel. Fodd bynnag, ni fyddant yn cyfateb i ymwrthedd cyrydiad dur di-staen, ni fyddant yn cael gwared ar dyllu mewn amodau gweithredol uchel llonydd-clorid neu facteria, ac nid ydynt yn perfformio cystal ym mhob parth: y parth sblash yw lle maent yn ychwanegu'r gwerth mwyaf.
FAQ
C: Beth yw dur sy'n gallu gwrthsefyll cyrydiad dŵr môr isel?
Dur strwythurol gydag ychwanegiadau bach o gopr, ffosfforws, cromiwm, nicel, molybdenwm ac alwminiwm sy'n ffurfio haen rhwd amddiffynnol mewn dŵr môr, ar gost sy'n agos at gost dur carbon.
C: Pa mor hir mae'n para na dur carbon mewn dŵr môr?
Mewn amodau parth sblash ymosodol mae'r gyfradd cyrydu fel arfer sawl gwaith yn is na chyfradd dur carbon plaen, sy'n cyfateb i fywyd gwasanaeth hirach. Mae'r union gyfradd yn dibynnu ar dymheredd, halltedd, llif a biobaeddu.
C: A oes angen cotio a diogelu cathodig o hyd ar y dur hwn?
Oes. Mae'r aloi yn arafu'r cyrydiad ond nid yw'n ei atal, felly mae angen gorchuddion amddiffynnol ac amddiffyniad cathodig o hyd ar strwythurau parhaol, gyda'r dur yn lleihau canlyniad methiant cotio lleol.
C: Beth yw 10CrMoAl?
10CrMoAl yw'r cromiwm Tsieineaidd sefydledig-molybdenwm-cyrydiad dŵr môr alwminiwm-gradd dur sy'n gwrthsefyll cyrydiad yn GB/T 30070, a ddefnyddir ar gyfer pibellau dŵr môr, adeiladu llongau ac offer petrocemegol arfordirol.
C: Pam mae ffosfforws yn gyfyngedig mewn graddau modern?
Mae ffosfforws uchel yn gwella ymwrthedd cyrydiad ond yn cynyddu tueddiad i gracio weldio ac yn cyfyngu ar weldio rhannau trwchus, felly mae graddau modern yn ei gadw ar lefelau isel ac yn dibynnu ar gromiwm yn lle hynny.
C: A all dur sy'n gwrthsefyll cyrydiad dŵr y môr ddisodli dur gwrthstaen?
Mae'n ddeunydd strwythurol sy'n perfformio'n well na dur carbon mewn gwasanaeth morol, ond mae angen dur di-staen a phlât wedi'i orchuddio o hyd ar gyfer cyfnewidwyr gwres, mewnolwyr pwmp a dyletswyddau eraill lle na ellir derbyn haen rhwd.
