Samsetning og einkunnagreining
Zr702, nefnt UNS R60702, er óblandað sirkon sem inniheldur um 99,2 prósent sirkon með litlum stýrðum viðbættum af tini, járni og króm og hafníuminnihaldi sem venjulega er takmarkað við 4,5 prósent. Zr705, sem kallast UNS R60705, er málmblönduð með um 2,0 til 3,0 prósent níóbíum, sem gefur það verulega meiri styrk en óblandaða einkunn án mikils taps á sveigjanleika eða tæringarþoli. Bæði falla undir ASTM B550 fyrir plötu, plötu og ræmur og ASTM B551 fyrir stangir, vír og smíðar, sem ákvarða efnafræði, vélræna eiginleika og vikmörk. Vegna þess að hafníum er efnafræðilega svipað og sirkon og er dýrt að aðskilja það, er leyfilegt hafníummagn mikilvægur hluti af forskriftinni og kostnaðaráhrifum hennar.
Styrkur og vélræn hegðun
Helsti hagnýti munurinn á þessum tveimur einkunnum er styrkur. Óblandaður Zr702 hefur uppskerustyrk upp á um það bil 200 megapascal í glæðu ástandi, en Zr705 nær um 500 megapascal eða meira eftir vöruformi og hitameðferð. Sá munur gerir Zr705 kleift að nota í þynnri hlutum eða við hærri hönnunarþrýsting og í mörgum skipum vegur minni veggþykktin upp á móti hærri efniskostnaði á hvert kílógramm. Báðar gerðir halda gagnlegri sveigjanleika og hægt er að móta þær og sjóða, þó að Zr705 krefjist vandlegrar framleiðslustýringar vegna þess að meiri styrkleiki hans fylgir meira næmi fyrir hitameðhöndlun og suðuaðferð. Hönnun ætti að fylgja leyfilegum leyfum í viðeigandi kóða fyrir tiltekið vöruform og ástand frekar en að gera ráð fyrir einu gildi.
Tæringarþol í vinnslumiðlum
Báðar flokkarnir standast fjölbreytt úrval af árásargjarnum miðlum, þar á meðal salt- og brennisteinssýrulausnum, lífrænum sýrum eins og edik- og maurasýru, vetnisperoxíði, sjó og mörgum klóríðberandi umhverfi, og bæði mynda verndandi oxíðfilmu sem lagast sjálf þegar hún skemmist. Í flestum þessara miðla hegða sér einkunnirnar tvær mjög svipaðar, þannig að tæringarþol ein og sér ræður sjaldan valinu. Mismunur kemur fram í sérstöku umhverfi og við háan hita, þar sem málmblöndunarefnið getur haft áhrif á hegðun, og í þjónustu sem inniheldur vetni, þar sem sirkon getur tekið í sig vetni og myndað brothætt hýdríð. Vetnisupptaka fer eftir miðlinum, hitastigi, yfirborðsástandi og tilvist hvata, þannig að það verður að meta það fyrir raunverulegt ferli frekar en gera ráð fyrir út frá einkunnarheitinu.
Dæmigert þjónustu- og valviðmið
Zr702 er almennt notað fyrir varmaskipti, lagnir, ílát, súlur og lokar þar sem ferlið er ætandi en vélrænni skyldan í meðallagi og þar sem hámarks tæringarþol með einföldum tilbúningi er í forgangi. Zr705 er valinn þar sem sameina þarf sama tæringarþol og meiri styrkleika, til dæmis í þrýstihylkjum, háþrýstirörum, hrærivélum og íhlutum sem verða fyrir vélrænu álagi eða veðrun, og þar sem þynnri veggur gefur þyngdarsparnað eða vinnslukosti. Valferlið ætti að bera saman heildaruppsettan kostnað, þar á meðal efni, þykkt, suðu, skoðun og kostnað við hvers kyns hitameðferð eftir suðu, frekar en kílóverðið, því þynnri Zr705 hlutinn getur verið ódýrari í heildina í háþrýstingshönnun.
Framleiðsla, suðu og skoðun
Vernda verður sirkon gegn mengun meðan á framleiðslu stendur, vegna þess að það hvarfast auðveldlega við súrefni, köfnunarefni, vetni og kolefni við hærra hitastig og mengunin sem myndast gerir efnið stökkt. Suðu fer fram í óvirku andrúmslofti með varkárri vörn og, þar sem þörf krefur, slóðhlíf og hreinsun, og suðu- og hitaáhrifasvæðið verður að vera bjart og laust við mislitun. Skurðar-, mala- og mótunarverkfæri ættu að vera tileinkuð sirkon eða hreinsa vandlega, þar sem járnmengun veldur staðbundinni tæringu. Skoðun felur í sér litarefnis- eða önnur yfirborðsskoðun og, þar sem tilgreint er, röntgen- eða ómskoðun á suðu, ásamt efnafræðilegri sannprófun á afhentri vöru. Geyma skal skrár yfir hitanúmerið, vöruformið og suðuaðferðina út líftíma búnaðarins.
Algengar spurningar
Sp.: Hver er munurinn á Zr702 og Zr705?
Zr702 er óblandað sirkon, en Zr705 er blandað með um það bil 2,0 til 3,0 prósent níóbíum, sem hækkar uppskeruþol þess í um það bil 500 megapascal eða meira á móti um 200 megapascal fyrir Zr702.
Sp.: Hvaða bekk hefur betri tæringarþol?
Í flestum efnavinnslumiðlum virka þessir tveir mjög svipaðir, þannig að tæringarþol ein og sér ræður sjaldan valinu og valið er yfirleitt knúið áfram af styrk, þrýstingi og hitastigi.
Sp.: Hvenær ætti að velja Zr705?
Þar sem tæringarþol sirkon þarf að sameina með meiri styrkleika, svo sem þrýstihylki, háþrýstirör og íhluti undir vélrænu álagi, sem gerir oft þynnri vegg.
Sp.: Hvaða staðlar ná yfir sirkonplötu og stöng?
ASTM B550 nær yfir sirkonplötu, plötu og ræmur og ASTM B551 nær yfir stangir, vír og smíðar, og bæði setja efnafræði, vélræna eiginleika og vikmörk.
Sp.: Af hverju er innihald hafníums tilgreint?
Hafnium er efnafræðilega svipað og sirkon og dýrt að aðskilja, þannig að hámarks hafníuminnihald er stjórnað í forskriftinni og hefur það bæði áhrif á eiginleika og efniskostnað.
Sp.: Hver er helsta framleiðsluáhættan með sirkon?
Mengun af súrefni, köfnunarefni, vetni, kolefni og járni við hærra hitastig veldur stökkun og staðbundinni tæringu, þannig að suðu þarf fulla vernd gegn óvirku gasi og hreinum, sérstökum verkfærum.