ວັດສະດຸໃດທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບການຜະລິດຫຼອດເລືອນເຫຼັກທີ່ຖືກເຊື່ອມທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ?

ເກນສຳຫຼັບການປະເມີນຜົນການປະຕິບັດທີ່ສຳຄັນ ສຳລັບວັດຖຸທີ່ເຮັດຈາກແຜ່ນເຫຼັກທີ່ມີຮູບແບບຄອຍລ໌ (Metal-Bellows) ທີ່ຖືກເຊື່ອມໂດຍວິທີການເຊື່ອມ

ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ສາມາດຮັບປະກັນໄດ້ຈາກການເຄື່ອນໄຫວຢ້ຳຄືນ (Cyclic Fatigue Life) ເທືອບກັບຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກິນ (Corrosion Resistance): ການເລືອກເອົາທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນການອອກແບບແຜ່ນເຫຼັກທີ່ມີຮູບແບບຄອຍລ໌ (Metal-Bellows) ທີ່ຖືກເຊື່ອມ

ເມື່ອວິສະວະກອນເຮັດວຽກກັບທໍ່ຫຍຸ້ນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍການເຊື່ອມ, ພວກເຂົາຈະເຈີບປຸ້ນກັບບັນຫາພື້ນຖານໜຶ່ງ: ວັດສະດຸທີ່ສາມາດຢູ້ຢືນໄດ້ໃນຈຳນວນວຟົງຂອງຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ເກີດຂຶ້ນຊ້ຳໆ ເຊັ່ນ: ອະລໍ່ຍີ່ທີ່ມີເນື້ອໃນເປັນນິກເກີນ (nickel-based superalloys) ມັກຈະບໍ່ສາມາດຕ້ານການກັດກິນໄດ້ດີ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ເຫຼັກສະແຕນເລດທີ່ຕ້ານການກັດກິນໄດ້ດີ ມັກຈະບໍ່ສາມາດຮັບມືກັບການປ່ຽນແປງຄວາມກົດດັນຊ້ຳໆໄດ້ໂດຍບໍ່ເກີດການເສື່ອມສະຫຼາຍເທື່ອໃດໆ. ບັນຫານີ້ກາຍເປັນບັນຫາໃຫຍ່ໃນປັ້ມທີ່ໃຊ້ໃນການປຸງແຕ່ງເຄມີ ໂດຍທີ່ທໍ່ຫຍຸ້ນຕ້ອງຮັບມືກັບເຄມີທີ່ຮຸນແຮງ ແລະ ການປ່ຽນແປງຄວາມກົດດັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງທັງວັນ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ເຫຼັກສະແຕນເລດອອສະເຕນິດ (austenitic stainless steels) ເຊັ່ນ: 304L ມີຄວາມເໝາະສົມໃນການນຳໃຊ້ທີ່ບໍ່ຕ້ອງການຈຳນວນວຟົງຫຼາຍນັກ (ເຊັ່ນ: ປະມານ 10,000 ວຟົງ), ແຕ່ຕ້ອງລະວັງເມື່ອມີນ້ຳເຄືອງ ຫຼື ຄລໍໄຣດ໌ (chlorides) ເຂົ້າຮ່ວມ ເນື່ອງຈາກວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະແ cracks ໃຕ້ຄວາມເຄັ່ງຕຶງໃນສະພາບການດັ່ງກ່າວ. ສ່ວນ Inconel 625 ນັ້ນສາມາດຢູ້ຢືນໄດ້ເຖິງຫຼາຍກວ່າ 100,000 ວຟົງເຖິງແມ່ນວ່າອຸນຫະພູມຈະສູງເຖິງເທິງ 600 ອົງສາເຊີເລີອດ (Celsius). ແຕ່ເຮົາຕ້ອງເວົ້າຕາມຄວາມຈິງວ່າ ບໍ່ມີໃຜຢາກຈ່າຍເງິນເຖິງສາມເທົ່າຂອງລາຄາເຫຼັກທົ່ວໄປ ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄວາມໝັ້ນຄົງດັ່ງກ່າວ. ດັ່ງນັ້ນ ພວກເຮົາຈະເຮັດແນວໃດ? ອັນນີ້ແທ້ໆແລ້ວຂຶ້ນກັບການວິເຄາະວ່າ ຜະລິດຕະພັນນີ້ຈະຕ້ອງຢູ້ຢືນໄດ້ດົນປານໃດ ແລະ ຈະຖືກນຳໃຊ້ໃນສະພາບແວດລ້ອມປະເພດໃດ. ຖ້າຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງເປັນບັນຫາຫຼັກ, ຄວນເລືອກວັດສະດຸທີ່ຕ້ານການເສື່ອມສະຫຼາຍຈາກຄວາມເຄັ່ງຕຶງ (fatigue-resistant) ໄດ້ດີ. ແຕ່ຖ້າມີການປະທົບຕໍ່ດ້ວຍເຄມີທີ່ເປັນກົດ ຫຼື ນ້ຳເຄືອງ ການຕ້ານການກັດກິນຈະກາຍເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະເຮັດໃຫ້ອາຍຸການໃຊ້ງານສັ້ນລົງກໍຕາມ.

ຂໍ້ກຳນົດຄວາມເປັນຢູ່ທີ່ດີຂອງການເຊື່ອມ: ວິທີທີ່ຄວາມສະຖຽນຂອງເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຮ້ອນ (HAZ) ກຳນົດຄວາມເໝາະສົມຂອງວັດສະດຸ

ເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຮ້ອນ ຫຼື HAZ ແມ່ນເຂດທີ່ຢູ່ລອບໆ ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ ໂດຍທີ່ຄຸນສົມບັດຂອງໂລຫະປ່ຽນແປງໄປເນື່ອງຈາກການສຳຜັດກັບຄວາມຮ້ອນ. ສິ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນເຂດນີ້ຈະກຳນົດຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຂອງທໍ່ເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ເຮັດຈາກໂລຫະໃນໄລຍະຍາວ. ເມື່ອໂຄງສ້າງຈຸລະພາກເສື່ອມເສຍໃນເຂດ HAZ, ບັນຫາຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ການແຕກ, ວັດຖຸເປັນເປີ້ນ, ຫຼື ຈຸດທີ່ເກີດການກັດກ່ອນ (corrosion spots) ຈະເລີ່ມປາກົດຂຶ້ນ ໂດຍເປັນພິເສດເມື່ອອົງປະກອບນັ້ນຖືກເອົາໄປໃຊ້ໃນສະພາບທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງຊ້ຳໆກັນ. ໂລຫະສະແຕນເລດ 304 ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປມີເນື້ອໃນຂອງຄາບອນສູງ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ບັນຫາໃນຂະນະການເຊື່ອມຕໍ່ ເນື່ອງຈາກການເກີດຂຶ້ນຂອງ chromium carbides ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດເຂດທີ່ອ່ອນແອຕໍ່ການກັດກ່ອນ. ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ຜູ້ຜະລິດຫຼາຍຄົນຫັນໄປໃຊ້ໂລຫະສະແຕນເລດທີ່ຖືກສະຖຽນ (stabilized grades) ແທນ. ຊະນິດທີ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເຊັ່ນ: 321 ທີ່ເພີ່ມ titanium ແລະ 347 ທີ່ເພີ່ມ niobium ຈະສ້າງ carbides ທີ່ເสถຍນກວ່າ ເຊິ່ງຊ່ວຍຮັກສາການແຈກຢາຍ chromium ໃນວັດຖຸໄດ້ຢ່າງເໝາະສົມ ແລະ ຮັກສາຄວາມເປັນເອກະລາດຂອງເຂດ HAZ ໄວ້. ເຕັກນິກການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍ laser ຍັງມີຂໍ້ດີອີກຢ່າງໜຶ່ງ ເນື່ອງຈາກມັນສາມາດຫຼຸດຂະໜາດຂອງເຂດ HAZ ໄດ້ປະມານ 60% ເມື່ອທຽບກັບວິທີການດັ້ງເດີມ ເຊິ່ງຊ່ວຍຄວບຄຸມການເຕີບໂຕຂອງ grain ແລະ ຫຼຸດຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ເຫຼືອຄ້າງ (residual stresses). ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ລະບົບເຊື້ອເພິງຂອງຍານອາວະກາດ, ບໍ່ມີໃຜສາມາດຮັບເອົາຄວາມບໍ່ເສຖຽນຂອງເຂດ HAZ ໄດ້. ວິສະວະກອນຈະດຳເນີນການທົດສອບຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: microhardness mapping ແລະ dye penetrant inspections ເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າຂໍ້ຕໍ່ຈະເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງສອດຄ່ອງ ແລະ ມີປະສິດທິພາບດີ ໃນທຸກສະພາບການໃຊ້ງານ.

ເຫຼັກສະຕາເລດທີ່ບໍ່ເປື່ອຍ: ອະລ່ອຍທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສຳລັບການຜະລິດເບີລ໌ວຟອມເຫຼັກທີ່ຖືກເຊື່ອມ

304L ແລະ 316L: ການຮັກສາດຸລະພາບລະຫວ່າງລາຄາ, ຄວາມງ່າຍດາຍໃນການຂຶ້ນຮູບ ແລະ ຄວາມງ່າຍດາຍໃນການເຊື່ອມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມກົດດັນຕ່ຳ ແລະ ປານກາງ

ສຳລັບ bellows ເຫຼັກທີ່ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍວິທີການເຊື່ອມ ແລະ ສາມາດໃຊ້ງານໄດ້ໃນຄວາມກົດດັນຕ່ຳ ແລະ ປານກາງ (ຕ່ຳກວ່າ 500 psi), ເຫຼັກສະແຕນເລດ austenitic ປະເພດ 304L ແລະ 316L ມີຄວາມສອດຄ່ອງທີ່ດີລະຫວ່າງລາຄາ, ຄວາມງ່າຍດາຍໃນການຂຶ້ນຮູບ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການເຊື່ອມ. ອັດຕາເນື້ອເຫຼັກຄາບອນທີ່ຕ່ຳຫຼາຍໃນເຫຼັກ 304L (ປະມານ 0.03% ຫຼື ຕ່ຳກວ່າ) ສາມາດປ້ອງກັນການກໍ່ຕົວຂອງ carbides ດ້ວຍຕົວເອງຕາມເສັ້ນແຖວຂອງ grain ໃນເວລາເຊື່ອມ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ມີການປ້ອງກັນການກັດກຣ່ອນທີ່ດີຂຶ້ນ ແລະ ຈຸດເຊື່ອມທີ່ແຂງແຮງຂຶ້ນ ບໍ່ວ່າຈະໃຊ້ເຕັກນິກການເຊື່ອມດ້ວຍ laser ຫຼື TIG. ວັດສະດຸນີ້ຍັງເຮັດວຽກໄດ້ດີໃນການດຶງເອົາ (deep drawing) ແລະ ສາມາດຮັບມືກັບຮູບຮ່າງທີ່ສັບສົນ ແລະ ມີການປ່ຽນຮູບຫຼາຍຄັ້ງ (convoluted shapes) ທີ່ຈຳເປັນໃນການອອກແບບຫຼາຍຊະນິດ. ເມື່ອຜູ້ຜະລິດເພີ່ມ molybdenum ໃນປະລິມານ 2 ເຖິງ 3 ເປີເຊັນເພື່ອຜະລິດເຫຼັກ 316L, ມັນຈະມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກຣ່ອນແບບ pitting ແລະ crevice corrosion ທີ່ດີຂຶ້ນຫຼາຍ. ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ເຫຼັກປະເພດນີ້ມັກຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ ເຊັ່ນ: ລະບົບຕິດຕັ້ງທາງທະເລ, ອຸປະກອນໃນອຸດສາຫະກຳຢາ, ແລະ ລະບົບວັດແທກທາງທະເລ. ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຂອງຫຼື ຂອງເຫຼວທີ່ບໍ່ມີຄວາມຮຸນແຮງເປັນພິເສດ, ການປ່ຽນໄປໃຊ້ເຫຼັກ 304L ແທນທີ່ຈະໃຊ້ 316L ມັກຈະຊ່ວຍປະຢັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໄດ້ປະມານ 15 ເຖິງ 20 ເປີເຊັນ ໂດຍຍັງຮັກສາປະສິດທິພາບການປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫຼໄດ້ຢ່າງດີເລີດໃນລະບົບ HVAC, ວາວຄວບຄຸມຂະບວນການ (process control valves), ແລະ ເຄື່ອງມືວັດແທກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

321 ແລະ 347: ອັນດັບທີ່ຖືກສະຖຽນເພື່ອໃຊ້ໃນການເຊື່ອມຕໍ່ແບບຄວາມຮ້ອນສູງ ແລະ ວຟິງທີ່ມີວຟິງຫຼາຍຄັ້ງ ໂດຍໃຊ້ທໍ່ເຫຼັກທີ່ມີຮູບແບບຄືນຄືນ

ເຫຼັກສະຕາຍເລດທີ່ບໍ່ເປື່ອນຊື້ນ ເຊັ່ນ: 321 ທີ່ຖືກເຮັດໃຫ້ຄົງທີ່ດ້ວຍທີເຕນຽມ ແລະ 347 ທີ່ຖືກເຮັດໃຫ້ຄົງທີ່ດ້ວຍໄນໂບເລີ້ມ ສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາຈຳນວນຫຼາຍທີ່ເກີດຂື້ນກັບເຫຼັກສະຕາຍເລດອັດສະເຕນິດທີ່ມາດຕະຖານເມື່ອຖືກນຳໃຊ້ໃນການປະຕິບັດທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຢ້ຳຄືນເປັນຈຳນວນຫຼາຍທີ່ອຸນຫະພູມສູງ, ໂດຍເປັນພິເສດໃນການໃຊ້ງານທີ່ມີອຸນຫະພູມເກີນ 400 ອົງສາເຊັນຕີເགຣດ. ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ເປັນພິເສດແມ່ນວ່າ ອົງປະກອບທີ່ເຮັດໃຫ້ຄົງທີ່ນີ້ຈະຈັບກາກົນໄວ້ໃນຮູບແບບຂອງຄາບໄບດ໌ທີ່ຄົງທີ່ໃນຂະນະທີ່ເກີດຂະບວນການຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມ ຫຼື ການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ້ຳຄືນ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍປ້ອງກັນບັນຫາທີ່ເກີດຂື້ນເປັນປະຈຳ ເຊັ່ນ: ການຫຼຸດລົງຂອງຄຣອມຽມ ແລະ ການເກີດບັນຫາການອ່ອນຕົວທີ່ເສັ້ນແຕກຂອງເມັດ. ວັດສະດຸທັງສອງຊະນິດນີ້ຮັກສາຄຸນສົມບັດການຕ້ານການກັດກາຍໄວ້ໄດ້ດີ ແລະ ຍັງຮັກສາຄຸນສົມບັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ດີຢູ່ເຖິງແມ່ນວ່າຈະໄດ້ຜ່ານການອັດ-ຜ່ອນເປັນຈຳນວນຫຼາຍຫຼາຍຄັ້ງ (ເຖິງ 10,000 ຄັ້ງ) ໃນສ່ວນປະກອບຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ຕູ້ໄຫຼ່ເຄື່ອງຈັກ, ສ່ວນຕໍ່ຂະຫຍາຍຂອງເຄື່ອງຈັກທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍກຳລັງຈົນ, ແລະ ອຸປະກອນຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຕ່າງໆ. ຊະນິດ 321 ມີຄຸນສົມບັດຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ດີຢູ່ຈົນເຖິງອຸນຫະພູມປະມານ 800°C, ໃນຂະນະທີ່ຊະນິດ 347 ມີຄວາມດີເລີດກວ່າເກົ່າ ໂດຍສາມາດຕ້ານການເກີດການເຄື່ອນຕົວຢ່າງຊ້າ (creep deformation) ແລະ ການກັດກາຍທີ່ເສັ້ນແຕກຂອງເມັດໄດ້ຈົນເຖິງປະມານ 900°C. ການທົດສອບທີ່ດຳເນີນການໃນສະພາບການເຮັດໃຫ້ເກົ່າໄວ້ຢ່າງເລືອນໄວ (accelerated aging) ບອກເຖິງວ່າ ຊະນິດທີ່ຖືກເຮັດໃຫ້ຄົງທີ່ເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຫຼຸດຄວາມສ່ຽງໃນການເກີດແຕກເປັນເສັ້ນ (fatigue crack initiation) ໄດ້ປະມານ 40% ເມື່ອທຽບກັບຊະນິດທີ່ບໍ່ໄດ້ຖືກເຮັດໃຫ້ຄົງທີ່. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ວິສະວະກອນສາມາດເຊື່ອຖືວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ເພື່ອໃຫ້ມີປະສິດທິພາບການປິດຜົນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ໃນເຂດທີ່ສຳຄັນ ເຊັ່ນ: ອຸປະກອນຜະລິດພະລັງງານ ແລະ ລະບົບຄວບຄຸມອຸນຫະພູມໃນອຸດສາຫະກຳການບິນ.

ອະລໍຢ່າທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງສຳລັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຕ້ອງການຄວາມເຂັ້ມງວດ: Inconel, Hastelloy, ແລະ Titanium ໃນ Bellows ເຫຼັກທີ່ຖືກເຊື່ອມ

Inconel 625 ແລະ 718: ຮັກສາຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ການເກີດຄວາມເຄີຍລ້ຳໃນອຸນຫະພູມເທິງ 600°C ໂດຍມີຄຸນນະພາບຂອງບ່ອນເຊື່ອມດ້ວຍເລເຊີ່ທີ່ສອດຄ່ອງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ

ສະເລີດທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງທີ່ປະກອບດ້ວຍນິເກີລ໌ ແລະ ເຄີເຊີ່ຽມ Inconel 625 ແລະ 718 ມີປະສິດທິພາບທີ່ດີເລີດໃນດ້ານຄວາມສະຖຽນຕົວທາງຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການເກີດຄວາມເຫຼື່ອຍລ້າຈາກການເຄື່ອນໄຫວຢ້ຳໆ ໂດຍເປີດເຜີຍຄວາມສຳຄັນເປັນພິເສດສຳລັບທໍ່ເຫຼັກທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍການເຊື່ອມທີ່ຕ້ອງເຮັດວຽກຢ່າງເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ອຸນຫະພູມເທິງ 600 ອົງສາເຊີເລັຍ. ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ວັດຖຸເຫຼົ່ານີ້ເດັ່ນອອກມາແມ່ນກົນໄກການເຮັດໃຫ້ແຂງຂຶ້ນດ້ວຍເຟດີ້ງ gamma double prime ທີ່ໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານທີ່ດີເລີດຕໍ່ການເກີດການລ່າຊ້າ (creep) ແລະ ບັນຫາຄວາມເຫຼື່ອຍລ້າຈາກການປ່ຽນແປງທາງຄວາມຮ້ອນ-ເຄື່ອນໄຫວ (thermal mechanical fatigue). ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ມີຄຸນຄ່າເປັນຢ່າງຍິ່ງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການສູງເຊັ່ນ: ຕູ້ເກັບອາກາດຮ້ອນຈາກເຄື່ອງຈັກທີ່ມີອຸນຫະພູມປ່ຽນແປງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ລະບົບຂັບເຄື່ອນຂອງກ້ານຄວບຄຸມເຄື່ອງປ່ອງນິວເຄີຍ (nuclear reactor control rod drive systems), ແລະ ສ່ວນປະກອບຕ່າງໆຂອງອຸປະກອນຜະລິດພະລັງງານທີ່ເຮັດວຽກທີ່ອຸນຫະພູມສູງ. ໃນຂະນະທີ່ຜະລິດຊິ້ນສ່ວນເຫຼົ່ານີ້, ເຕັກນິກການເຊື່ອມດ້ວຍເລເຊີ (laser welding) ສາມາດສ້າງຈຸດເຊື່ອມທີ່ມີການເບິ່ງເທິງເສຍຮູບໝາຍນ້ອຍທີ່ສຸດ ແລະ ຮັກສາເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຮ້ອນໃຫ້ຄ່ອຍແຄບ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ຄຸນສົມບັດຫຼັກຂອງສະເລີດເດີມຈະບໍ່ຖືກປ່ຽນແປງຫຼັງຈາກການເຊື່ອມ, ໂດຍຮັກສາທັງຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄວ້ໄດ້ຢ່າງເຕັມທີ່. ຜົນທີ່ໄດ້ຮັບ? ເສັ້ນເຊື່ອມທີ່ບໍ່ກາຍເປັນຈຸດອ່ອນເທື່ອໃດໆຕາມເວລາ, ເຮັດໃຫ້ຊິ້ນສ່ວນເຫຼົ່ານີ້ມີອາຍຸການໃຊ້ງານຍາວນານກວ່າສະເລີດທີ່ມີມາດຕະຖານທົ່ວໄປຢ່າງຫຼາຍ ໃນເງື່ອນໄຂການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຢ້ຳໆທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນການນຳໃຊ້ຈິງ.

Hastelloy C-276 ແລະ ໂທເນียม ຊັ້ນ 9: ອຸປະກອນແທັງຄວາມຮ້ອນທີ່ຕ້ານການກັດກ່ອນ ທີ່ຜະລິດດ້ວຍວິທີການເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍເຫຼັກທີ່ມີຮູບແບບຄື້ນສຳລັບລະບົບເຊມີຄອນດູເຄີ ແລະ ລະບົບອາວະກາດ

ການປະສົມທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງໂມລິບດີນັມ, ນິກເກີລ໌ ແລະ ເຄີມຽມໃນ Hastelloy C-276 ໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານທີ່ສູງຫຼາຍຕໍ່ຮູບແບບຕ່າງໆຂອງການກັດກຣ່ອນ ລວມທັງການກັດກຣ່ອນເປັນຈຸດ (pitting), ການກັດກຣ່ອນໃນຊ່ອງແຄບ (crevice corrosion) ແລະ ການແ cracks ຈາກຄວາມເຄັ່ນຕຶງ-ການກັດກຣ່ອນ (stress-corrosion cracking). ວັດຖຸນີ້ຮັກສາຄຸນສົມບັດໄດ້ຢ່າງດີເດັ່ນເຖິງແມ່ນຈະຖືກສຳຜັດກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງເຊັ່ນ: ດຳເນີນການໃນວິທີທີ່ມີ ອາຊິດ hydrochloric ຮ້ອນ ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງຄໍລີນໃນປະລິມານສູງ. ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້, ວິສະວະກອນມັກຈະກຳນົດໃຫ້ໃຊ້ອາລ໌ລອຍນີ້ສຳລັບຊິ້ນສ່ວນໃນອຸປະກອນຜະລິດເຊມີຄອນດັກເຕີ ທີ່ມີຂະບວນການ etching, ແລະ ສຳລັບ bellows ພາຍໃນຫ້ອງສູນຍາກ (vacuum chambers) ທີ່ສຳຜັດກັບກາຊ halogen ທີ່ມີຄວາມຮຸນແຮງໃນເວລາປະຕິບັດງານ. ໃນດ້ານອື່ນ, Titanium Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) ໃຫ້ຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແຕ່ກໍມີຄຸນຄ່າເທົ່າທຽບກັນ. ມັນເຮັດວຽກໄດ້ດີຢ່າງຍິ່ງໃນການນຳໃຊ້ກັບນ້ຳທະເລ ແລະ ຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໂຄງສ້າງໄວ້ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີ oxidizers ທີ່ເຂັ້ມແຂງ ໃນຂະນະທີ່ໃຫ້ການຫຼຸດນ້ຳໜັກປະມານ 40% ເມື່ອທຽບກັບເຫຼັກສະຕີນທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປ. ເນື່ອງຈາກເຫດຜົນນີ້, ຜູ້ຜະລິດອາວະກາດມັກເລືອກໃຊ້ Ti-3Al-2.5V ສຳລັບຊິ້ນສ່ວນເຊັ່ນ: actuator ຮາງນ້ຳມັນຂອງເຮືອບິນ (aircraft hydraulic actuators) ແລະ bellows ຂອງລະບົບເຕີມນ້ຳມັນທີ່ອາດຈະສຳຜັດກັບເຄມີການລະລາຍນ້ຳກ້ອນ (de-icing chemicals) ຫຼື ຈື່ມື້ນຳໃຊ້ໃນນ້ຳເຄືອງເທິງ (saltwater) ໃນເວລາເກີດເຫດສຸກເສີນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວັດຖຸທັງສອງຊະນິດນີ້ກໍມີບັນຫາບາງຢ່າງ. ຕ້ອງໃຊ້ວິທີການເຊື່ອມທີ່ເປັນພິເສດເພື່ອຮັກສາໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ (microstructure) ແລະ ປ້ອງກັນບັນຫາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ galvanic coupling ເມື່ອປະສົມກັບເຄື່ອງປະກອບອື່ນໆໃນການປະກອບທີ່ສັບສົນ. ຄຳພິຈາລະນາເຫຼົ່ານີ້ກາຍເປັນສຳຄັນເປັນຢ່າງຍິ່ງເມື່ອອອກແບບລະບົບທີ່ຕ້ອງການມາດຕະຖານຄວາມສຸດທິສູງຫຼາຍ (ultra high purity standards) ຫຼື ປະຕິບັດງານໃນສະພາບທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການດ້ານຄວາມປອດໄພທີ່ຮຸນແຮງ.

ກອບການເລືອກວັດຖຸ: ການຈັບຄູ່ອະລໍຍ່າງທີ່ເຮັດດ້ວຍເຫຼັກທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ແລະມີຮູບແບບຄືນ (Welded Metal-Bellows) ກັບປັດໄຈຂອງການນຳໃຊ້

ການເລືອກອະລໍຍ່າງທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບ welded metal-bellows ຕ້ອງມີການປະເມີນຄວາມເໝາະສົມຂອງສີ່ປັດໄຈທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ: ອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກທີ່ສູງທີ່ສຸດ ແລະ ຕ່ຳທີ່ສຸດ, ການສຳຜັດກັບສານເຄມີ, ຄວາມຕ້ອງການຄວາມເຄັ່ນຂອງວັດຖຸໃນການເຄື່ອນທີ່ເປັນວຟິງ (cyclic stress), ແລະ ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມກົດດັນ.

ອຸນຫະພູມ: ເຫຼັກສະແຕນເລດ austenitic (ເຊັ່ນ: 321, 347) ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າ 400–500°C; ອະລໍຍ່າງນິກເກີນເຊັ່ນ Inconel 718 ສາມາດຮັກສາຄວາມແຂງແຮງຕໍ່ການເຄື່ອນທີ່ເປັນວຟິງ (fatigue strength) ໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງກວ່າ 600°C. ການຈັບຄູ່ສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວຈາກຄວາມຮ້ອນ (CTE) ກັບຊິ້ນສ່ວນອື່ນໆທີ່ຢູ່ຕິດກັນ ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງເພື່ອປ້ອງກັນການແ cracks ທີ່ເກີດຈາກຄວາມເຄັ່ນເນື່ອງຈາກການປ່ຽນອຸນຫະພູມ (thermal cycling).

ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເກີດການກັດກ່ອນ: Hastelloy C-276 ມີປະສິດທິພາບດີເດັ່ນໃນການຕ້ານກັບ ອັດຊິດທີ່ມີຄຸນສົມບັດຫຼຸດທອນ (reducing acids) ແລະ ຮາໂລເຈນ (halogens) ໃນຂະບວນການຜະລິດເຄື່ອງຈັກເຊມີຄອນດັກເຕີ; ໂລຫະທີເຕນຽມ Grade 9 ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ອັດຊິດທີ່ມີຄຸນສົມບັດເຮັດໃຫ້ເກີດການເກີດອົກຊີໄດ (oxidizers) ແລະ ນ້ຳເກືອ (seawater) ໃນລະບົບການບິນ ແລະ ລະບົບທາງທະເລ.

ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ເກີດຈາກການເຄື່ອນທີ່ເປັນວຟິງ: ຄວາມບໍ່ສະອາດສູງຂອງ 316L ສາມາດຮັບປະກັນໄດ້ 10⁵ ວົງຈອນທີ່ການເບື່ອນ 15% ໃນສ່ວນທີ່ປິດຜັນຄວາມດັນຕ່ຳ; Inconel 625 ສາມາດຮັບປະກັນໄດ້ 100,000 ວົງຈອນທີ່ອຸນຫະພູມແລະຄວາມດັນສູງ. ການຈຳລອງດ້ວຍ FEA ແລະການທົດສອບຄວາມເຖື່ອນທາງດ້ານຮ່າງກາຍຄວນດຳເນີນການເພື່ອຢືນຢັນອາຍຸການທີ່ຄາດຄະເນໄວ້ກ່ອນການຮັບຮອງ.

ຄວາມດັນ & ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການເຊື່ອມ: ອະລໍ່ຢືນທີ່ມີຄວາມຫນາດບາງຕ້ອງໄດ້ຮັບການກວດສອບເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມຮ້ອນ (HAZ) ເປັນຢ່າງເຂັ້ມງວດ—ລວມທັງການວິເຄາະໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ (metallography) ແລະການວັດແທກຄວາມແຂງຈຸລະພາກ (microhardness profiling)—ເພື່ອກວດຫາການເກີດຄວາມອ່ອນແອ (sensitization) ຫຼືການແ cracks ຈຸລະພາກ. ການເຊື່ອມດ້ວຍເລເຊີ (laser welding) ແນະນຳໃຫ້ໃຊ້ຢ່າງເຂັ້ມງວດສຳລັບທຸກໆອະລໍ່ຢືນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການເບື່ອນ ແລະຮັກສາຄວາມຕໍ່ເນື່ອງທາງກົນຈັກທົ່ວທັງເຂດທີ່ເຊື່ອມ.

ໂຄງສ້າງທີ່ອີງໃສ່ຄ່າເປັນຕົວເລກນີ້ (parametric framework) ຮັບປະກັນວ່າ bellows ເຫຼັກທີ່ເຊື່ອມແລ້ວຈະໃຫ້ຜົນການປະຕິບັດທີ່ຄາດຄະເນໄດ້ ແລະເຊື່ອຖືໄດ້ ໂດຍການຈັດສອດຄຸນສົມບັດພາຍໃນຂອງວັດສະດຸເຂົ້າກັບເງື່ອນໄຂການໃຊ້ງານຈິງໃນທີ່ຕັ້ງ—ໂດຍບໍ່ຕ້ອງອອກແບບເກີນຄວາມຈຳເປັນ ຫຼື ຕັດທອນຄວາມເຂັ້ມແຂງໃນບັນຫາການລົ້ມສະຫຼາກທີ່ສຳຄັນ.

ຄໍາ ຖາມ ທີ່ ມັກ ຖາມ

Bellows ເຫຼັກທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍການເຊື່ອມແລະໃຊ້ເພື່ອຫຍັງ?

ບໍລິເວນທີ່ມີຮູບແບບຄື້ນເຫຼັກທີ່ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍວິທີການເຊື່ອມແລະຖືກນຳໃຊ້ໃນການປະຕິບັດງານທີ່ຕ້ອງການຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງໃຕ້ສະພາບການທີ່ມີການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນ ແລະ ອຸນຫະພູມ ເຊັ່ນ: ປັ້ມເຄມີ, ລະບົບ HVAC, ວາວຄວບຄຸມຂະບວນການ, ລະບົບເຊື້ອໄຟຂອງຍານອາວະກາດ, ແລະ ລະບົບທີ່ເປີດອາກາດຂອງລົດ.

ເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຮ້ອນ (HAZ) ໃນການເຊື່ອມແມ່ນຫຍັງ?

ເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຮ້ອນ (HAZ) ແມ່ນເຂດຂອງເຫຼັກທີ່ຢູ່ລ້ອມຮອບບໍລິເວນທີ່ຖືກເຊື່ອມ ໂດຍທີ່ຄຸນສົມບັດຂອງເຫຼັກນີ້ໄດ້ປ່ຽນແປງໄປເນື່ອງຈາກຄວາມຮ້ອນທີ່ເກີດຂຶ້ນຈາກການເຊື່ອມ. ເຂດນີ້ອາດຈະປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງເມັດ (grain structure) ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຈຸດອ່ອນຖ້າບໍ່ໄດ້ຈັດການຢ່າງເໝາະສົມ.

ເປັນຫຍັງຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກິນຈຶ່ງສຳຄັນໃນບໍລິເວນທີ່ມີຮູບແບບຄື້ນເຫຼັກ?

ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກິນເປັນສິ່ງທີ່ສຳຄັນຫຼາຍໃນບໍລິເວນທີ່ມີຮູບແບບຄື້ນເຫຼັກ ເນື່ອງຈາກພວກມັນມັກຈະເຮັດວຽກຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີເຄມີທີ່ຮຸນແຮງ, ເກືອ, ຫຼື ຕົວເຮັດໃຫ້ເກີດການເກີດອົກຊີເດຊັນ. ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກິນທີ່ດີຈະຊ່ວຍຍືດເວລາອາຍຸການໃຊ້ງານ ແລະ ຮັກສາຄວາມເໝາະສົມຂອງຊິ້ນສ່ວນ.

ບໍລິເວນທີ່ມີຮູບແບບຄື້ນເຫຼັກທີ່ເຮັດຈາກສະຕີນເລດສາມາດນຳໃຊ້ໃນອຸນຫະພູມສູງໄດ້ຫຼືບໍ່?

ເຫຼັກສະແຕນເລດປະເພດບາງຢ່າງ, ເຊັ່ນ 321 ແລະ 347, ຖືກສ້າງຄວາມ ຫມັ້ນ ຄົງເພື່ອທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງແລະວົງຈອນຄວາມກົດດັນຊ້ໍາຊ້ອນ, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນ ເຫມາະ ສົມກັບການ ນໍາ ໃຊ້ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງດູດນ້ ໍາ ທີ່ອຸນຫະພູມສາມາດເພີ່ມຂື້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.