ටර්බෝ එන්ජින් සඳහා කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහයක් සාදා ගන්නේ කෙසේද?
කොබෝල්ට් මත පදනම් වූ මිශ්ර ලෝහ, ඉහළ උෂ්ණත්ව, ඔක්සිකරණය, උණුසුම් විඛාදනයට සහ ගෙවී යාමට ඇති ප්රතිරෝධය හේතුවෙන්, ටර්බෝචාජර් සංරචක සඳහා ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ද්රව්ය ලෙස පුළුල් ලෙස පිළිගැනේ - මෝටර් රථ ටර්බෝචාජර් සහ ගෑස් ටර්බයින යන දෙකම. ටර්බෝචාජර් පරිසරවලදී, ද්රව්ය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ශක්තිය පවත්වා ගත යුතු අතර, නැවත නැවතත් තාප සිසිලන චක්රවලට ඔරොත්තු දිය යුතු අතර, ඉරිතැලීම් හෝ පිරිහීමට ඔරොත්තු දීම සඳහා ක්ෂුද්ර ව්යුහාත්මකව ස්ථායීව පැවතිය යුතුය.
කෙසේ වෙතත්, ටර්බෝ යන්ත්රෝපකරණ යෙදීම් සඳහා කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහ නිර්මාණය කිරීම යනු අනෙකුත් මූලද්රව්ය සමඟ කොබෝල්ට් "මිශ්ර කිරීම" පමණක් නොවේ. මෙම ක්රියාවලියට සංයුති නිර්මාණය, සංශුද්ධතාවය පාලනය, නිරවද්ය ද්රවාංක ක්රම, වාත්තු කිරීම හෝ සැකසීමේ ශිල්පීය ක්රම, තාප පිරියම් කිරීම සහ තත්ත්ව පරීක්ෂාව ඇතුළත් වේ. තාක්ෂණික නමුත් ප්රවේශ විය හැකි ප්රවේශයක් සහිත, ටර්බෝ යන්ත්රෝපකරණ සංරචක සඳහා සුදුසු කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහ නිර්මාණය කිරීමේදී සම්බන්ධ වන ප්රධාන පියවර සහ මූලධර්ම මෙම ලිපියෙන් සාකච්ඡා කෙරේ.
-
1. ටර්බෝ එන්ජිමක ද්රව්ය අවශ්යතා තේරුම් ගන්න.
මිශ්ර ලෝහයක් නිර්මාණය කිරීමට පෙර, ටර්බයින් රෝදය, තුණ්ඩ මාර්ගෝපදේශක වේන්, නිවාස හෝ ඝර්ෂණ සංරචක වැනි අපේක්ෂිත ටර්බෝචාජර් සංරචකවල ක්රියාකාරී අවශ්යතා තීරණය කරන්න. සාමාන්යයෙන්, කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහ තෝරා ගනු ලබන්නේ:
1. උණුසුම් ශක්තිය: ඉහළ ක්රියාකාරී උෂ්ණත්වවලදී ඉක්මනින් මෘදු නොවේ.
2. ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය: හානිය වේගවත් කරන බිඳෙනසුලු කබොලක් පහසුවෙන් සෑදෙන්නේ නැත.
3. උණුසුම් විඛාදන ප්රතිරෝධය: සල්ෆර්, ලුණු හෝ ඉන්ධන අපද්රව්ය දූෂක ඇති විට වැදගත් වේ.
4. ඇඳුම් ප්රතිරෝධය: අංශු ඛාදනය හෝ ඝර්ෂණ ස්පර්ශය අත්විඳින කොටස් මත.
5. ක්ෂුද්ර ව්යුහාත්මක ස්ථායිතාව: තාප හා තෙහෙට්ටුව ඉරිතැලීම් අවදානම අඩු කරයි.
ටර්බෝචාජ් කරන ලද එන්ජින්වල උෂ්ණත්වය අතිශයින් ඉහළ විය හැකි අතර, වේගවත් උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් තාප ආතතීන් ඇති කළ හැකිය. එබැවින්, මිශ්ර ලෝහ මෙහෙයුම් චක්රය පුරාවට ස්ථායී සහ ශක්තිමත් විය යුතුය.
-
2. කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහයේ වර්ගය තීරණය කරන්න: “Co–Cr–W” හෝ “Co–Ni–Cr” පවුල
කර්මාන්තයේ දී, කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහ බොහෝ විට ස්ටෙලයිට් (සාමාන්යයෙන් Co–Cr–W–C) හෝ Co–Ni–Cr විචලනයන් වැනි පවුල් සඳහා යොමු වන අතර එමඟින් විඛාදන ප්රතිරෝධය සහ තද බව සමතුලිත වේ.
– ක්රෝමියම් (Cr): ආරක්ෂිත ඔක්සයිඩ් තට්ටුවක් සෑදීමට උපකාරී වන නිසා ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඔක්සිකරණ සහ විඛාදන ප්රතිරෝධය වැඩි කරයි.
– ටංස්ටන් (W) / මොලිබ්ඩිනම් (Mo): ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ශක්තිය සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය වැඩි කරන අතර ඝන ද්රාවණ ශක්තිමත් කරයි.
– කාබන් (C): කාබයිඩ් සාදයි (උදා: M\_7C\_3, M\_23C\_6) එය ඇඳුම් ප්රතිරෝධය වැඩි කරයි, නමුත් අධික ලෙස යෙදුවහොත් ද්රව්යය වඩාත් බිඳෙන සුළු විය හැකිය.
– නිකල් (Ni): තද බව සහ වැඩ කිරීමේ හැකියාව වැඩි කරයි, බොහෝ විට යාන්ත්රික ගුණාංග සමතුලිත කිරීමට භාවිතා කරයි.
– යකඩ (Fe): අපිරිසිදු ද්රව්යයක් හෝ ලාභ මිශ්ර ලෝහ මූලද්රව්යයක් ලෙස පෙනෙන්නට පුළුවන, නමුත් ඉතා ඉහළ මට්ටම් ඉහළ උෂ්ණත්ව ක්රියාකාරිත්වය අඩු කළ හැකිය.
අතිශයින් උණුසුම් ටර්බෝචාජ් කරන ලද යෙදුම් සඳහා, සංයුති සාමාන්යයෙන් නිර්මාණය කර ඇත්තේ පහසුවෙන් වෙන් කිරීමට හෝ ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය අඩු කිරීමට හේතු විය හැකි මූලද්රව්ය කෙරෙහි දැඩි පාලනයක් සහිතවය. සංයුතියට අමතරව, සංශුද්ධතාවය ද ඉතා වැදගත් වේ: සල්ෆර්, පොස්පරස්, ඔක්සිජන් සහ නයිට්රජන් පාලනය කළ යුත්තේ ඒවාට ඇතුළත් කිරීම් හෝ ධාන්ය මායිම් බිඳෙනසුලු බව ඇති කළ හැකි බැවිනි.
-
3. අමුද්රව්ය සකස් කිරීම සහ සංශුද්ධතාවය පාලනය කිරීම
බොහෝ විට අවසාන ගුණාත්මකභාවය තීරණය කරන ආරම්භක අදියර වන්නේ අමුද්රව්ය තෝරා ගැනීමයි:
1. ප්රධාන පදනම ලෙස පිරිසිදු කොබෝල්ට් (ඉන්ගෝට් හෝ කැතෝඩ).
2. ෆෙරෝක්රෝම් හෝ පිරිසිදු ක්රෝමියම්, මෙන්ම ලෝහ හෝ ප්රධාන මිශ්ර ලෝහ ආකාරයෙන් W/Mo.
3. කාබයිඩ් අන්තර්ගතය පාලනය කිරීම සඳහා කාබන් සාමාන්යයෙන් ප්රධාන මිශ්ර ලෝහයක් හෝ මනින ලද ද්රව්යයක් හරහා එකතු කරනු ලැබේ.
4. ක්රියාවලි මාර්ගය අනුව ඔක්සිකාරක නාශක (උදා: ඔක්සිජන් බන්ධනය කරන ඇතැම් මූලද්රව්ය) භාවිතා කළ හැක.
සියලුම ද්රව්ය ඉලක්කගත සංයුතියට අනුව හරියටම කිරා මැන බැලිය යුතුය. අමුද්රව්යවල තෙතමනය, මලකඩ හෝ තෙල් දූෂණය ද්රාවිත වායූන් සහ ඇතුළත් කිරීම් වැඩි කළ හැකි අතර එමඟින් ටර්බෝ සංරචකවල තෙහෙට්ටුවට ප්රතිරෝධය අඩු වේ.
-
4. ද්රවාංක ක්රමය: උසස් තත්ත්වයේ රික්ත ප්රේරණය හෝ ESR
ටර්බෝචාජර් සඳහා කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහ උසස් තත්ත්වයේ අවශ්ය වන බැවින්, උණු කිරීමේ ක්රියාවලිය සාමාන්යයෙන් වායුව සහ ඇතුළත් කිරීම් පාලනය කළ හැකි තාක්ෂණය භාවිතා කරයි.
අ) රික්ත ප්රේරණය උණු කිරීම (VIM)
රික්තය තුළ ප්රේරක දියවීම උපකාරී වේ:
– ද්රාවිත ඔක්සිජන් සහ වායූන් අඩු කිරීම,
- දූෂණය අවම කිරීම,
- වඩාත් නිවැරදි සංයුතිය නිපදවයි.
ද්රව්යය ක්රමයෙන් කබොලට හඳුන්වා දී, උණු කර, පසුව මිශ්ර ලෝහ මූලද්රව්ය අනුපිළිවෙලට එකතු කරනු ලැබේ, එවිට ඒවා සම්පූර්ණයෙන්ම දිය වී වාෂ්ප වීම හෝ ඔක්සිකරණය නොවේ.
b) ඉලෙක්ට්රෝ ස්ලැග් නැවත උණු කිරීම (ESR) / රික්ත චාප නැවත උණු කිරීම (VAR)
තීරණාත්මක නිෂ්පාදන සඳහා, VIM ඉන්ගෝට් බොහෝ විට ESR හෝ VAR මගින් අනුගමනය කරනු ලැබේ:
– ලෝහමය නොවන ඇතුළත් කිරීම් අඩු කරන්න,
- ඉන්ගෝට් ව්යුහය පිරිපහදු කරන්න,
- වෙන්වීම අඩු කරන්න.
ලෝහ පිරිසිදුකම වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ESR ඉතා ඵලදායී වන අතර, විශිෂ්ට සමජාතීයතාවයක් ඉල්ලා සිටින ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත මිශ්ර ලෝහ සඳහා VAR ජනප්රිය වේ.
-
5. වාත්තු කිරීම සහ සෑදීම: ඉන්ගෝට් සිට සංරචක හැඩය දක්වා
දියවීමෙන් පසු, ද්රව්යය මාර්ග කිහිපයක් හරහා අපේක්ෂිත හැඩයට සාදනු ලැබේ:
අ) නිරවද්ය වාත්තු කිරීම (ආයෝජන වාත්තු කිරීම)
කුඩා ටර්බයින තල හෝ සංකීර්ණ හැඩැති සංරචක වැනි සංකීර්ණ ජ්යාමිතීන් සඳහා සුදුසු වේ. එහි වාසි:
- ඉහළ විස්තර,
- අවම යන්ත්රෝපකරණ,
- නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාව.
කෙසේ වෙතත්, සිදුරු බව, හැකිලීම සහ වෙන් කිරීම අඩු මට්ටමක තබා ගැනීම සඳහා වාත්තු කිරීමේදී ඉතා දැඩි පාලනයක් අවශ්ය වේ.
ආ) ව්යාජ හෝ උණුසුම් වැඩ කිරීම
සංරචක ඉඩ දෙන්නේ නම්, ව්යාජ ලෙස සකස් කිරීම සැපයිය හැක්කේ:
– ඝන ධාන්ය ව්යුහය,
- වඩා හොඳ තෙහෙට්ටුව ගුණ,
- සාමාන්ය වාත්තු කිරීමට වඩා අඩු සිදුරු.
ඇතැම් කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහ සාමාන්ය වානේ මිශ්ර ලෝහවලට වඩා "වැඩ කිරීමට අපහසු" බැවින්, උණුසුම් ඉරිතැලීම් වැළැක්වීම සඳහා උණුසුම් වැඩ කරන උෂ්ණත්ව පරාමිතීන් සහ විරූපණ අනුපාතය නිරවද්ය විය යුතුය.
ඇ) කුඩු ලෝහ විද්යාව / HIP (උණුසුම් සමස්ථානික පීඩනය)
ඉතා ඉහළ අවශ්යතා සඳහා (උදා: 100% ට ළඟා වන ඝනත්වයන් සහ සියුම් ක්ෂුද්ර ව්යුහයන්), කුඩු + HIP ප්රවේශයක් වඩාත් කැමති විය හැකිය. මෙම ක්රමය මිල අධිකයි, නමුත් එය අභ්යන්තර සිදුරු අඩු කරන අතර ගුණාංගවල අනුකූලතාව වැඩි දියුණු කරයි.
-
6. තාප පිරියම් කිරීම: ක්ෂුද්ර ව්යුහය ස්ථාවර කර ගුණාංග ප්රශස්ත කරයි.
කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහවල තාප පිරියම් කිරීම නියාමනය කිරීම අරමුණු කරයි:
- කාබයිඩ් බෙදා හැරීම,
- ධාන්ය ප්රමාණය,
- අවශේෂ ආතතිය,
- ශක්තිය හා දෘඪතාව අතර තුලනය.
පොදුවේ ගත් කල, පියවරවලට ඇතුළත් විය හැකිය:
1. ඇතැම් අවධීන් විසුරුවා හැර ව්යුහය සමාන කිරීම සඳහා විසඳුම් ප්රතිකාර කිරීම.
2. ශක්තිය සහ දෘඪතාව වැඩි කිරීම සඳහා පාලිත අවක්ෂේපිත/කාබයිඩ් සෑදීමට වයසට යාම.
3. වාත්තු කිරීම, යන්ත්රෝපකරණ හෝ වෙල්ඩින් ක්රියාවලීන්ගෙන් ඉතිරි වන ආතතිය අඩු කිරීම සඳහා ආතතිය සමනය කිරීම.
එක් එක් මිශ්ර ලෝහය තාප පිරියම් කිරීමට වෙනස් ලෙස ප්රතිචාර දක්වන බැවින්, උෂ්ණත්ව හා කාල පරාමිතීන් නිශ්චිත සංයුතිය මත පදනම්ව තීරණය කළ යුතුය.
-
7. යන්ත්රෝපකරණ, නිම කිරීම සහ ආලේපනය (විකල්ප)
කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහ දෘඩ, නම්යශීලී සහ තාප ප්රතිරෝධී බැවින් ඒවා යන්ත්රගත කිරීම බොහෝ විට අපහසු වේ. පොදු උපාය මාර්ග අතරට:
- සුදුසු මෙවලම් භාවිතා කරන්න (කාබයිඩ් හෝ නිශ්චිත වර්ගය),
- සිසිලනය සහ කැපීමේ වේග පාලනය,
- කම්පනය අවම කරන්න.
අතිශයින් උණුසුම් පරිසරවල සේවා කාලය වැඩි කිරීම සඳහා, ටර්බෝ සංරචක සමහර විට ඔක්සිකරණ/තාප-ප්රතිරෝධී ආලේපන (උදා: තාප බාධක ආලේපන) හෝ නිශ්චිත ප්රදේශවල දෘඪ මුහුණත සමඟ ප්රතිකාර කරනු ලැබේ. තාප චක්රීකරණයේදී පීල් වීම වැළැක්වීම සඳහා ආලේපන යෙදීම ප්රසාරණ සංගුණකවල අනුකූලතාව සහ ඇලවීම සලකා බැලිය යුතුය.
-
8. තත්ත්ව පරීක්ෂාව: ටර්බෝ පරිසරයන් සඳහා යෝග්යතාවය සහතික කිරීම
ටර්බෝ ආන්තික තත්වයන් යටතේ ක්රියාත්මක වන නිසා, තත්ත්ව පරීක්ෂාව නොසලකා හැරිය නොහැක. සාමාන්ය පරීක්ෂණවලට ඇතුළත් වන්නේ:
- නිශ්චිත සංයුතිය සහතික කිරීම සඳහා රසායනික විශ්ලේෂණය (OES/XRF).
- කාබයිඩ්, සිදුරු බව, වෙන් කිරීම සහ ධාන්ය ප්රමාණය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා ක්ෂුද්ර ව්යුහ (ලෝහ විද්යාත්මක) පරීක්ෂණය.
- කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සහ අවශ්ය නම් ඉහළ උෂ්ණත්වයේ දී දෘඪතාව සහ ආතන්ය පරීක්ෂණ.
- උසස් ටර්බයින යෙදුම් සඳහා රිංගා යාම සහ තෙහෙට්ටුව පරීක්ෂා කිරීම.
– අභ්යන්තර/මතුපිට දෝෂ හඳුනා ගැනීම සඳහා විකිරණවේදය, අතිධ්වනික හෝ විනිවිද යාම වැනි NDT (විනාශකාරී නොවන පරීක්ෂණ).
ටර්බෝ සංරචක සඳහා ඉහළ මට්ටමේ අනුකූලතාවයක් අවශ්ය වේ; කුඩා දෝෂ පවා ඉහළ වේගයකින් ධාවනය වන විට ඉරිතැලීම් බවට පත්විය හැකිය.
-
9. කර්මාන්ත ආරක්ෂාව සහ අනුකූලතා වාර්තාව
කොබෝල්ට් සහ එහි මිශ්ර ලෝහ මූලද්රව්ය කිහිපයක් සඳහා K3 අවධානය අවශ්ය වේ:
- ඇඹරීමේදී ඇතිවන කොබෝල්ට් දූවිලි ආශ්වාස කළහොත් හානිකර විය හැක,
– අධි අවදානම් උණු කිරීමේ ක්රියාවලිය,
- අපද්රව්ය සහ ස්ලැග් පාරිසරික රෙගුලාසිවලට අනුකූලව කළමනාකරණය කළ යුතුය.
කාර්මික පරිමාණයෙන්, ටර්බෝ සංරචක සඳහා මිශ්ර ලෝහ නිෂ්පාදනය සාමාන්යයෙන් තත්ත්ව ප්රමිතීන් සහ කළමනාකරණ පද්ධති (උදා: ද්රව්ය ප්රමිතීන්, NDT ක්රියා පටිපාටි, සොයා ගැනීමේ හැකියාව තාප අංක) අනුගමනය කරයි, මන්ද ආරක්ෂාව සහ විශ්වසනීයත්වය යන අංශ ප්රධාන ප්රමුඛතා වේ.
-
නිගමනය
ටර්බෝ යන්ත්රෝපකරණ සඳහා කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහ නිෂ්පාදනය කිරීම යනු සංයුති නිර්මාණය සහ දැඩි ලෝහ විද්යාත්මක ක්රියාවලි පාලනය ඒකාබද්ධ කරන ක්රියාවලියකි. ප්රධාන පියවර අතරට යෙදුම් අවශ්යතා තීරණය කිරීම, මිශ්ර ලෝහ නිර්මාණය (සාමාන්යයෙන් පාලිත W/Mo, Ni, සහ C එකතු කිරීම් සමඟ පදනම් වූ Co–Cr), උසස් තත්ත්වයේ උණු කිරීම (VIM/ESR/VAR), නිරවද්ය වාත්තු කිරීම/ව්යාජ/HIP හරහා සෑදීම, ක්ෂුද්ර ව්යුහය ස්ථාවර කිරීම සඳහා තාප පිරියම් කිරීම සහ ද්රව්යය අධික උෂ්ණත්වයන්ට සහ බරට ඔරොත්තු දීමට සූදානම් බව සහතික කිරීම සඳහා ගැඹුරු පරීක්ෂණ ඇතුළත් වේ.
නිවැරදි ප්රවේශය සමඟින්, කොබෝල්ට් මිශ්ර ලෝහවලට තාපය, ඔක්සිකරණය, උණුසුම් විඛාදනය සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධයේ උසස් සංයෝජනයක් සැපයිය හැකිය - දිගුකාලීන විශ්වසනීයත්වයක් අවශ්ය ටර්බෝ සංරචක සඳහා ඒවා ඉහළම තේරීමක් බවට පත් කරයි.
-
ඔබට අවශ්ය නම්, මිශ්ර ලෝහ “සංයුති දිශාවන්”, වඩාත් සුදුසු නිෂ්පාදන ක්රියාවලි ප්රවාහයන් සහ එක් එක් සංරචක සඳහා නිර්දේශිත පරීක්ෂණ වර්ග ඇතුළුව, මෝටර් රථ ටර්බෝචාජර් (විවිධ උෂ්ණත්ව හා තත්වයන්) හෝ කාර්මික වායු ටර්බයින සඳහා වඩාත් නිශ්චිත අනුවාදයන් මට නිර්මාණය කළ හැකිය.
