በኢንዱስትሪ ቁሳቁሶች ዓለም, በተለይም በቧንቧ ማምረት, የቁሳቁስ ጥንካሬ ጥያቄ በጣም አስፈላጊ ነው. ብዙውን ጊዜ ወደ ንጽጽር የሚመጡ ሁለት ቁሳቁሶች ናቸው የኒኬል ቅይጥ እና አይዝጌ ብረት. ሁለቱም በጥሩ የዝገት መቋቋም እና በጥንካሬነታቸው ይታወቃሉ፣ ነገር ግን ወደ ጥንካሬ ሲመጣ፣ በተለይም በፓይፕ አፕሊኬሽኖች ውስጥ፣ መልሱ ሁልጊዜ ቀላል አይደለም።
የኒኬል ውህዶች እና አይዝጌ አረብ ብረቶች በልዩ ባህሪያት ምክንያት በተለያዩ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ. ሆኖም ግን, የጥንካሬ ባህሪያቸው, በተለይም በፓይፕ ቅርጽ, በበርካታ ሁኔታዎች ላይ በመመርኮዝ በከፍተኛ ሁኔታ ሊለያይ ይችላል. ይህ ጽሑፍ ጥያቄውን ለመዳሰስ ያለመ ነው-የኒኬል ቅይጥ ከማይዝግ ብረት የበለጠ ጠንካራ ነው, በተለይም የቧንቧ ጥንካሬን ግምት ውስጥ በማስገባት?
በኒኬል ቅይጥ እና አይዝጌ ብረት መካከል ያለውን የጥንካሬ ልዩነት ለመረዳት በመጀመሪያ የኬሚካላዊ ቅንጅቶቻቸውን መመርመር አለብን.
የኒኬል ውህዶች በዋነኛነት በኒኬል የተዋቀሩ ናቸው፣ ከፍተኛ መጠን ያለው ክሮሚየም እና ብዙ ጊዜ ሞሊብዲነም አላቸው። በእነዚህ ውህዶች ውስጥ ያለው የኒኬል ይዘት በአብዛኛው ከ30% እስከ 75% ይደርሳል፣የክሮሚየም ይዘት ከ0% ወደ 35%፣ እና ሞሊብዲነም ከ0% እስከ 32% ይደርሳል።
በርካታ የኒኬል ውህዶች ዓይነቶች አሉ ፣ እያንዳንዱም ልዩ ጥንቅር አለው
1. ሞኔል፡- ኒኬል-መዳብ ቅይጥ
2. ኢንኮኔል፡- የኒኬል-ክሮሚየም ቅይጥ
3. ኢንኮሎይ፡- የኒኬል-ክሮሚየም-ብረት ቅይጥ
4. ሃስቴሎይ፡- ኒኬል-ሞሊብዲነም-ክሮሚየም ቅይጥ
በሌላ በኩል አይዝጌ ብረት በዋነኝነት በብረት ላይ የተመሰረተ ቅይጥ ነው. በውስጡ ቢያንስ 10.5% ክሮሚየም ይዟል, እሱም በላዩ ላይ የክሮሚየም ኦክሳይድ መከላከያ ሽፋን ይፈጥራል, ይህም የዝገት መቋቋምን ይሰጣል. በአይዝጌ ብረት ውስጥ ያለው የኒኬል ይዘት እንደየደረጃው ከ0% እስከ 30% ሊደርስ ይችላል።
ከማይዝግ ብረት የተሰሩ የተለመዱ ደረጃዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ:
1. 304፡ 18% ክሮሚየም እና 8% ኒኬል ይዟል
2. 316፡ 16% ክሮሚየም፣ 10% ኒኬል እና 2% ሞሊብዲነም ይዟል።
3. 321፡ ከ304 ጋር የሚመሳሰል ነገር ግን በቲታኒየም የተረጋጋ
በአይዝጌ ብረት ውስጥ ያለው የብረት ይዘት በአብዛኛው ከ 45% እስከ 86% ይደርሳል, ይህም ከኒኬል ውህዶች በእጅጉ ይበልጣል.
የቁሳቁስን ጥንካሬ ስንወያይ 'ጥንካሬ' ስንል ምን ማለታችን እንደሆነ መግለፅ በጣም አስፈላጊ ነው።በቁሳቁስ ሳይንስ ጥንካሬ የተለያዩ ባህሪያትን ሊያመለክት ይችላል፣ነገር ግን በዋነኛነት የምናተኩረው በጥንካሬ ጥንካሬ እና ጥንካሬ ላይ ነው።
የቁሳቁስ ሳይንስ ጥንካሬ የቁሳቁስን ያለችግር የተተገበረውን ሸክም የመቋቋም ችሎታን ያመለክታል። ይህ በተለያዩ መንገዶች ሊለካ ይችላል, ይህም የመሸከምና ጥንካሬ (ቁሳቁሱ ከመበላሸቱ በፊት በሚዘረጋበት ጊዜ ሊቋቋመው የሚችለውን ከፍተኛ ጭንቀት) እና ጥንካሬን (ቁሳቁሱ በፕላስቲክ መልክ መበላሸት የሚጀምርበት ጭንቀት) ጨምሮ.
የኒኬል ውህዶችን እና አይዝጌ ብረትን የመሸከም ጥንካሬን ስናነፃፅር የኒኬል ውህዶች ብዙውን ጊዜ በተለይም በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ጠርዙን እናገኛለን ።
1. ኒኬል አሎይስ (ለምሳሌ ኢንኮኔል 625)
ኢንኮኔል 625፣ ታዋቂው የኒኬል ቅይጥ፣ እንደ ህክምናው ከ103-160 ksi (714-1,103 MPa) የሚደርስ የመጠን ጥንካሬ አለው።
2. አይዝጌ ብረት (ለምሳሌ፡ 304 ክፍል)
304 አይዝጌ ብረት፣ በጣም ከተለመዱት ደረጃዎች አንዱ፣ ወደ 73.2 ksi (505 MPa) የመጠን ጥንካሬ አለው።
ይህ ንጽጽር እንደሚያሳየው የኒኬል ውህዶች፣ በተለይም እንደ ኢንኮኔል ያሉ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ውህዶች፣ በተጨባጭ ጥንካሬ ረገድ ከተለመዱት ከማይዝግ ብረት ደረጃዎች የበለጠ ጠንካራ ሊሆኑ ይችላሉ።
የኒኬል ውህዶች የምርት ጥንካሬ በአጠቃላይ ከአውስቴኒቲክ አይዝጌ አረብ ብረቶች የበለጠ ነው. ይህ ማለት የኒኬል ውህዶች በፕላስቲክ መልክ መበላሸት ከመጀመራቸው በፊት ከፍተኛ ጭንቀትን ይቋቋማሉ.
የሁለቱም የኒኬል ውህዶች እና አይዝጌ አረብ ብረት ጥንካሬ በተቀጣጣይ ንጥረ ነገሮች ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ሊያሳድር ይችላል. ለምሳሌ, በሁለቱም ቁሳቁሶች ውስጥ ሞሊብዲነም መጨመር ጥንካሬያቸውን ሊጨምር ይችላል. የኒኬል ውህዶች ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያላቸውን እነዚህ የማጠናከሪያ አካላት ይይዛሉ ፣ ይህም በብዙ ሁኔታዎች ለላቀ ጥንካሬያቸው አስተዋጽኦ ያደርጋል።
በኒኬል ውህዶች እና አይዝጌ ብረት መካከል በጣም ጉልህ ከሆኑት ልዩነቶች አንዱ ከፍ ባለ የሙቀት መጠን አፈፃፀም ነው።
በክፍል ሙቀት ውስጥ ሁለቱም የኒኬል ውህዶች እና አይዝጌ ብረት ጥሩ ይሰራሉ, የኒኬል ውህዶች ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ ጥንካሬ ያሳያሉ. ነገር ግን, ልዩነቱ ከፍ ባለ የሙቀት መጠን ላይ እንደታየው ግልጽ ላይሆን ይችላል.
1. የኒኬል አሎይስ የላቀ ጥንካሬ ማቆየት
የኒኬል ውህዶች በከፍተኛ ሙቀት አካባቢዎች ውስጥ በእውነት ያበራሉ። ከአይዝጌ አረብ ብረቶች በጣም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መጠን ጥንካሬያቸውን እና የዝገት መከላከያቸውን ይጠብቃሉ. ለምሳሌ ኢንኮኔል 625 መዋቅራዊ አቋሙን እየጠበቀ እስከ 1800°F (982°C) በሚደርስ የሙቀት መጠን መስራት ይችላል።
2. አይዝጌ ብረት ገደቦች
ከማይዝግ ብረት የተሰሩ አንዳንድ ደረጃዎች በመጠኑ ከፍተኛ ሙቀቶች ጥሩ አፈጻጸም ቢኖራቸውም፣ በአጠቃላይ ከኒኬል ውህዶች በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ጥንካሬ እና የዝገት መቋቋምን ማጣት ይጀምራሉ። ለምሳሌ፣ 304 አይዝጌ ብረት ከፍተኛው የስራ ሙቀት 1697°F (925°C) አካባቢ አለው፣ ከዚያ ውጭ አፈፃፀሙ በከፍተኛ ሁኔታ እየቀነሰ ይሄዳል።
ይህ የላቀ ከፍተኛ ሙቀት ጥንካሬ ማቆየት የኒኬል ውህዶች በአብዛኛው ከማይዝግ ብረት ይልቅ በከፍተኛ ሙቀት አፕሊኬሽኖች ውስጥ በተለይም እንደ ኤሮስፔስ፣ ኬሚካል ማቀነባበሪያ እና ዘይት እና ጋዝ ባሉ ኢንዱስትሪዎች የሚመረጡበት ቁልፍ ምክንያቶች አንዱ ነው።
ከጥንካሬ ጋር በቀጥታ የተገናኘ ባይሆንም የዝገት መቋቋም ለቧንቧዎች ቁሳቁስ ምርጫ ወሳኝ ነገር ነው እና በጊዜ ሂደት የቁሳቁስ ጥንካሬ ላይ በተዘዋዋሪ ሊጎዳ ይችላል።
ሁለቱም የኒኬል ውህዶች እና አይዝጌ ብረት ለክሮሚየም የዝገት የመቋቋም ችሎታ አላቸው። ክሮሚየም በእቃው ወለል ላይ ተገብሮ ኦክሳይድ ሽፋን ይፈጥራል፣ ይህም ተጨማሪ ከመበላሸት ይጠብቀዋል።
የኒኬል ውህዶች በአጠቃላይ ከማይዝግ ብረት ጋር ሲነፃፀሩ በተለይም የበለጠ ጠበኛ በሆኑ አካባቢዎች ውስጥ የላቀ የዝገት መከላከያ ይሰጣሉ። ይህ የሆነበት ምክንያት ከፍተኛ የኒኬል ይዘት እና ብዙ ጊዜ ከፍ ያለ የሞሊብዲነም ይዘት ነው።
የተለያዩ አካባቢዎች እነዚህን ቁሳቁሶች በተለያየ መንገድ ሊነኩ ይችላሉ፡-
- በባህር አካባቢ፣ እንደ ሞኔል ያሉ ኒኬል-መዳብ ውህዶች በተለየ ሁኔታ ጥሩ ይሰራሉ።
- በጣም ኦክሳይድ በሚፈጥሩ አካባቢዎች ሁለቱም ከፍተኛ የኒኬል ውህዶች እና አይዝጌ አረብ ብረቶች በደንብ ሊሠሩ ይችላሉ።
- አካባቢዎችን በመቀነስ፣ በተለይም ሰልፈርን የያዙ፣ የኒኬል ውህዶች ብዙውን ጊዜ ከማይዝግ ብረት ይበልጣሉ።
የኒኬል ውህዶች የላቀ የዝገት የመቋቋም ችሎታ በጊዜ ሂደት ከዝገት ጋር የተገናኘ የመዳከም ዕድላቸው አነስተኛ ስለሆነ በቆሻሻ አካባቢዎች ውስጥ ለረጅም ጊዜ ጥንካሬያቸው አስተዋጽኦ ያደርጋል።
ከቀላል የጥንካሬ መለኪያዎች በተጨማሪ የኒኬል ውህዶችን እና አይዝጌ ብረትን በተለይም ለቧንቧ አፕሊኬሽኖች ሲወዳደሩ ሌሎች የሜካኒካል ባህሪያት አስፈላጊ ናቸው.
ሁለቱም የኒኬል ውህዶች እና አይዝጌ ብረት በጥቅሉ ductile ናቸው፣ ይህ ማለት ሳይሰበሩ በሚሸከሙት ውጥረት ውስጥ ሊለወጡ ይችላሉ። ይህ ንብረት የግፊት መለዋወጥን ለመቋቋም ለሚፈልጉ ቧንቧዎች ወሳኝ ነው።
የኒኬል ውህዶች ብዙውን ጊዜ ከአውስቴኒቲክ አይዝጌ አረብ ብረቶች የበለጠ ጠንካራ ጥንካሬን ሊያገኙ ይችላሉ ፣ ይህም መልበስን መቋቋም በሚችሉ መተግበሪያዎች ውስጥ ጠቃሚ ሊሆን ይችላል።
በብስክሌት ጭነት አፕሊኬሽኖች ውስጥ ለሚጠቀሙት ቁሳቁሶች ድካም መቋቋም ወሳኝ ነው. የኒኬል ቅይጥ, በተለይም በዝናብ-ጠንካራ ዝርያዎች, ብዙውን ጊዜ ከማይዝግ ብረት ጋር ሲወዳደር የላቀ የድካም መቋቋምን ያሳያሉ.
ክሪፕ፣ የቁስ አካል በቋሚነት በሜካኒካል ጭንቀቶች ውስጥ በቋሚነት የመበላሸት ዝንባሌ በተለይ ለከፍተኛ ሙቀት አፕሊኬሽኖች አስፈላጊ ነው። የኒኬል ውህዶች በአጠቃላይ ከማይዝግ ብረቶች በተለይም ከፍ ባለ የሙቀት መጠን ጋር ሲነፃፀሩ የላቀ የመቋቋም ችሎታ ያሳያሉ።
የኒኬል ቅይጥ ቱቦዎች ከማይዝግ ብረት የተሰሩ ቱቦዎች ጋር ያለውን ጥንካሬ ግምት ውስጥ በማስገባት በርካታ ምክንያቶች ወደ ጨዋታ ይመጣሉ።
ከፍተኛ ጥንካሬ ስላላቸው፣ በተለይም ከፍ ባለ የሙቀት መጠን፣ የኒኬል ቅይጥ ቱቦዎች ተመሳሳይ መጠን ካላቸው ከማይዝግ ብረት የተሰሩ ቱቦዎች የበለጠ ከፍተኛ ጫናዎችን ይቋቋማሉ።
የኒኬል ውህዶች የላቀ ጥንካሬ ተመሳሳይ የግፊት ደረጃን በሚጠብቅበት ጊዜ ቀጭን የቧንቧ ግድግዳዎችን ሊፈቅድ ይችላል. ይህ ክብደትን በሚነኩ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ወይም ቦታ በፕሪሚየም በሚሆንበት ጊዜ ጠቃሚ ሊሆን ይችላል።
ሁለቱም የኒኬል ውህዶች እና አይዝጌ ብረት ሊጣመሩ ይችላሉ ፣ ግን የኒኬል ውህዶች ብዙውን ጊዜ የበለጠ ልዩ የመገጣጠም ዘዴዎችን ይፈልጋሉ። የመገጣጠሚያው ጥንካሬ ለጠቅላላው የቧንቧ ጥንካሬ ወሳኝ ነው, እና የቁሳቁስን ውስጣዊ ጥንካሬ ለመጠበቅ ትክክለኛ የመገጣጠም ሂደቶችን መከተል አለበት.
በኒኬል ቅይጥ እና በአይዝጌ ብረት ቧንቧዎች መካከል ያለው ምርጫ ብዙውን ጊዜ ወደ ልዩ የመተግበሪያ መስፈርቶች ይወርዳል.
የኒኬል ቅይጥ ቱቦዎች ብዙውን ጊዜ የሚመረጡት ለ:
1. ከፍተኛ ሙቀት ያላቸው አካባቢዎች, ለምሳሌ በጄት ሞተሮች ወይም በኢንዱስትሪ ምድጃዎች ውስጥ
2. እንደ ኬሚካል ማቀነባበሪያ ፋብሪካዎች ያሉ በጣም የሚበላሹ ቅንጅቶች
3. እንደ ዘይት እና ጋዝ ያሉ ልዩ ኢንዱስትሪዎች ቧንቧዎች ለሁለቱም ለከፍተኛ ሙቀት እና ለመበስበስ ሊጋለጡ የሚችሉባቸው ኢንዱስትሪዎች
ከማይዝግ ብረት የተሰሩ ቱቦዎች በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉት በ:
1. መካከለኛ የዝገት መቋቋም በሚያስፈልግበት ጊዜ አጠቃላይ ዓላማ መተግበሪያዎች
2. የምግብ እና የመጠጥ ኢንዱስትሪ, ንጽህና እና የዝገት መቋቋም አስፈላጊ ናቸው
3. ፋርማሲዩቲካል ማምረቻ, ንጽህና እና ቀላልነት የጽዳት ወሳኝ ናቸው
አፈጻጸሙ ወሳኝ ቢሆንም ወጪው ብዙውን ጊዜ የቁሳቁስ ምርጫን የሚወስን ነው።
የኒኬል ውህዶች በአጠቃላይ ከፍተኛ የኒኬል ይዘት እና ውስብስብ የምርት ሂደቶች ምክንያት ከማይዝግ ብረት የበለጠ ውድ ናቸው.
የኒኬል ቅይጥ ቧንቧዎችን ማምረት ልዩ የመገጣጠም ቴክኒኮችን እና መሳሪያዎችን ስለሚያስፈልገው በጣም ውድ ሊሆን ይችላል.
ምንም እንኳን ከፍተኛ የመነሻ ወጪዎች ቢኖሩም ፣ የኒኬል ቅይጥ ቧንቧዎች ረዘም ላለ ጊዜ የአገልግሎት ዘመናቸው እና የመተካት ፍላጎታቸው በመቀነሱ ፣ በተለይም በአስቸጋሪ አካባቢዎች ውስጥ ለአንዳንድ መተግበሪያዎች በረዥም ጊዜ የበለጠ ወጪ ቆጣቢ ሊሆኑ ይችላሉ።
በኒኬል ቅይጥ እና ከማይዝግ ብረት የተሰሩ ቱቦዎች መካከል መምረጥ የሚከተሉትን ከግምት ውስጥ ማስገባት አለበት-
አፕሊኬሽኑ ከፍተኛ ሙቀትን የሚያካትት ከሆነ, በተለይም ከ 1000 ° F (538 ° ሴ) በላይ ከሆነ, የኒኬል ውህዶች ብዙውን ጊዜ የተሻሉ ናቸው.
በጣም ብስባሽ ለሆኑ አካባቢዎች፣ በተለይም አሲዶችን በመቀነስ፣ የኒኬል ውህዶች በአጠቃላይ የተሻለ አፈፃፀም ይሰጣሉ።
ከፍተኛ ግፊት ያላቸው መተግበሪያዎች ከኒኬል ውህዶች የላቀ ጥንካሬ ሊጠቀሙ ይችላሉ።
አፕሊኬሽኑ የኒኬል ውህዶችን ከፍተኛ አፈፃፀም የማይፈልግ ከሆነ፣ የአይዝጌ ብረት ዝቅተኛ ዋጋ የበለጠ ኢኮኖሚያዊ ምርጫን ያደርገዋል።
በማጠቃለያው 'የኒኬል ቅይጥ ከማይዝግ ብረት የበለጠ ጠንካራ ነው?' ብለው ሲጠይቁ መልሱ በአጠቃላይ አዎ ነው ፣ በተለይም ከፍተኛ የሙቀት ጥንካሬን እና የዝገት መቋቋምን ከግምት ውስጥ በማስገባት። የኒኬል ውህዶች ከአብዛኞቹ አይዝጌ አረብ ብረቶች ጋር ሲነፃፀሩ ከፍተኛ የመሸከምያ ጥንካሬ፣ የተሻለ ከፍተኛ ሙቀት ያለው አፈፃፀም እና የላቀ የዝገት መከላከያ ይሰጣሉ።
ይሁን እንጂ ጥንካሬ በኒኬል ቅይጥ እና በአይዝጌ ብረት ቧንቧዎች መካከል በሚመርጡበት ጊዜ ሊታሰብበት የሚገባው አንድ ነገር ብቻ ነው. ልዩ የመተግበሪያ መስፈርቶች፣ የክወና ሙቀት፣ የሚበላሽ አካባቢ፣ የግፊት ፍላጎቶች እና የበጀት ገደቦች፣ ሁሉም በምርጫ ሂደት ውስጥ ሚና መጫወት አለባቸው።
የኒኬል ውህዶች የበለጠ ጠንካራ ሊሆኑ ቢችሉም፣ አይዝጌ ብረት ለብዙ አፕሊኬሽኖች በጣም ጥሩ እና የበለጠ ኢኮኖሚያዊ ምርጫ ነው። ዋናው ነገር የማመልከቻዎን ልዩ ፍላጎቶች በጥንቃቄ መገምገም እና ለተለየ ሁኔታዎ ምርጡን የአፈፃፀም እና ወጪ ቆጣቢነት የሚያቀርበውን ቁሳቁስ መምረጥ ነው።
