معدات التعدين الفولاذ المقاوم للصدأ: 420 مقابل 17-4PH مقابل 2205

ثلاث سبائك، وثلاث دورات عمل للتعدين

نادرا ما تفشل معدات التعدين لسبب واحد. يمكن أن تظهر ورقة انسيابية واحدة كشطًا رطبًا في مضخة الملاط، وتأثيرًا وتعرضًا للغاز الحامض على سلسلة الحفر، وكيمياء عدوانية في مثخن المخلفات، ولا توجد درجة واحدة من الفولاذ المقاوم للصدأ تغطي الثلاثة. مجموعة الاختيار العملية ضيقة: الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي 420 المقوى للأجزاء التي تهيمن عليها التآكل، والتصلب بالترسيب 17-4PH لمكونات الحفر والأدوات عالية القوة، والدوبلكس 2205 حيث تهاجم كيمياء الكلوريد والحمض والسيانيد حدود الاحتواء.

تتميز كل درجة بالقوة والمتانة وقابلية اللحام ومقاومة التآكل بنسب مختلفة. يشتري الفولاذ المارتنسيتي الصلابة على حساب هامش التآكل، ويشتري الفولاذ المتصلب بالترسيب القوة على حساب قابلية اللحام وحدود الخدمة الحامضة، ويشتري الفولاذ المزدوج مقاومة التآكل والقوة معًا ولكنه يتطلب لحامًا منضبطًا وتحكمًا في مدخلات الحرارة.

تصلب 420 للتآكل الرطب وأجزاء التآكل

الصف 420 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مصنوع من الكروم المارتنسيتي المستقيم مغطى بمعايير ASTM A276 وASTM A182 ومسجل باسم UNS S42000، مع ما يقرب من 12-14% من الكروم والكربون بنسبة 0.15% كحد أدنى في التحليل القياسي. يرفعه التصلب إلى نطاق 52-55 HRC، حيث يكتسب مكانه في معالجة المعادن: بطانات المزلق، وقمم الأعاصير، ورحلات التصنيف، وحلقات تآكل المضخة، وأجهزة معالجة الملاط. تشير المقارنات الميدانية مع ألواح الكربون التقليدية المقاومة للتآكل والمروية عادةً إلى ميزة عمر الخدمة تبلغ حوالي ثلاث مرات في خدمة الملاط الناعم.

هناك مصائد اختيار تستحق وضع علامة عليها. يضيف متغير التشغيل الحر 420F الكبريت للتحكم في الرقائق؛ إنها تعمل بشكل أفضل، لكن مقاومتها للتآكل لا تتم ترقيتها عن المعيار 420، لذا فهي تنتمي إلى الأجهزة منخفضة الخدمة وليس في مسار التآكل المبلل. كما أن الصلابة ليست هي الرافعة الوحيدة: أقل من الرقم الهيدروجيني 4 تقريبًا، أو حيث تتركز الكلوريدات في الجيوب الراكدة، حتى جزء 52 HRC سوف يحفر، ويصبح الطباعة على الوجهين هي الإجابة الأفضل على الرغم من صلابته المنخفضة.

17-4PH لمكونات الحفر والأدوات عالية القوة

17-4PH عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ من مادة المارتنسيتية المتصلبة بالترسيب، محدد بموجب ASTM A564 وASTM A693، النوع 630، UNS S17400. في حالة H900، يبلغ الحد الأدنى لقوة الشد 1,310 ميجا باسكال مع الحد الأدنى لقوة الخضوع بالقرب من 1,170 ميجا باسكال، ولهذا السبب تظهر في أدوات الحفر الاتجاهي، والغواصات، ومفاصل الأدوات، والمسامير الهيكلية عالية التحميل حيث يجب أن يحمل الفولاذ المقاوم للتآكل أيضًا حملًا ميكانيكيًا ثقيلًا.

الخدمة الحامضة هي حيث يحتاج الصف إلى الرعاية. بموجب ممارسة ISO 15156، فإن حدود الصلابة البالغة 33 HRC كحد أقصى تقيد المعالجة الحرارية المسموح بها للتعرض لكبريتيد الهيدروجين الرطب، لذا فإن H900 غير مقبول تلقائيًا في البئر الحامض. السبيكة مغناطيسية أيضًا، وهو عيب وليس ميزة في مجموعات القياس أثناء الحفر: يتم اختيار درجات الأوستنيتي غير المغناطيسية لأطواق المسح بحيث لا يفسد مجال السلسلة قراءات الاتجاه.

دوبلكس 2205، وكيفية المقارنة بين الدرجات الثلاثة

تم تحديد دوبلكس 2205 تحت ASTM A240 وASTM A182 وASTM A479 ومسجل باسم UNS S32205، مع حوالي 22% كروم و3.1% موليبدينوم و0.17% نيتروجين. يقترب الرقم المكافئ لمقاومة التنقر من 35، مما يسمح لها بالبقاء على قيد الحياة في النهاية العدائية لجدول التدفق: دوائر ترشيح السيانيد، وتصريف المناجم الحمضية، وخزانات أكثر سماكة حيث يمكن أن يتأرجح الرقم الهيدروجيني عبر الحملة. من خلال الجمع بين الأوستينيت والفريت المتساوي تقريبًا، فإنه يوفر قوة إنتاج أعلى بكثير من عائلات 304 و316 مع الحفاظ على مقاومة التشقق والتآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد.

يصف	420 تصلب	17-4PH (H900)	دوبلكس 2205
مرجع قياسي	أستم A276، أستم A182	أستم A564 نوع 630	أستم A240، أستم A182، أستم A479
رقم يو إن إس	S42000	S17400	S32205
البنية المجهرية	مارتنسيتي	مارتنسيتيك المتصلب لهطول الأمطار	دوبلكس الأوستينيت بالإضافة إلى الفريت
صلابة أو قوة	52-55 HRC معالج حرارياً	الحد الأدنى من الشد 1310 ميجا باسكال	قوة الخضوع فوق 304 و 316
تأليب المقاومة	معتدل	معتدل	PREN بالقرب من 35
أفضل ملاءمة	المزالق، والبطانات، وأجزاء التآكل	أدوات الحفر، الغواصات، دبابيس	الخزانات والمكثفات ودوائر الترشيح

غالبًا ما تعتمد الحالة التجارية على الوزن: يمكن تصنيع أغطية الخزانات والمثخنات التي تم تصنيعها مسبقًا من الفولاذ الكربوني المبطن بالمطاط في لوحة 2205 مع انخفاض كبير في كتلة القشرة. العقوبة هي الانضباط في التصنيع، حيث يجب التحكم في مدخلات الحرارة ودرجة الحرارة البينية واختيار الحشو المحمل بالنيكل للحفاظ على توازن الفريت والأوستينيت ومقاومة التآكل التي تبرر الدرجة.

تخفيف التآكل والتآكل والإصلاح الميداني

عندما يعمل التآكل والتآكل معًا، غالبًا ما تكون هندسة السطح أرخص من ترقية المكون بأكمله. تنتج Boriding طبقة بوريد تقترب من 1500 فولت عالي على الأسطح المبللة مثل دافعات المضخة، ولوحة التآكل المحملة بالكربيد المصنوعة من خلال التصنيع الإضافي تضع الطور الصلب في منطقة التأثير تمامًا دون تقصف اللوحة بأكملها. يتم تطبيق الحماية الكاثودية على خطوط أنابيب الملاط المدفونة أو المغمورة حيث من المحتمل تلف الطلاء.

لقد تحرك الإصلاح بشكل حاسم نحو اللحام بالترسيب. تعمل الكسوة بالليزر مع سبيكة مطابقة على استعادة التسامح على الأعمدة وأجسام المضخات ذات التخفيف المنخفض ومدخلات الحرارة المحدودة، وترسب الرذاذ البارد معدنًا كثيفًا على المقاطع الرقيقة دون تشويه، ويربط اللحام بالتحريك الاحتكاكي الأجزاء الهيكلية المتشققة في الحالة الصلبة، مما يتجنب خطر التصلب والتكسير الناتج عن إصلاح القوس على هذه الدرجات.

الأسئلة المتداولة

س: لماذا يتم استخدام مادة 420 المقوية في قطع التآكل الخاصة بمعالجة المعادن؟
إنه يعالج بالحرارة في نطاق 52-55 HRC، ويتعامل مع الملاط الناعم بشكل أفضل من ألواح الكربون التقليدية المقاومة للتآكل في المقارنات الميدانية، ويحافظ على مصفوفة حاملة للكروم تتحمل مياه المعالجة المسببة للتآكل بشكل طفيف.

س: متى يفضل 17-4PH لمكونات الحفر؟
عند الحاجة إلى حمل ميكانيكي عالي ومقاومة التآكل معًا: يوفر H900 قوة شد لا تقل عن 1,310 ميجا باسكال مع إنتاجية تقترب من 1,170 ميجا باسكال، وغواصات مناسبة، ومفاصل الأدوات، والمسامير الهيكلية بدلاً من أطواق المسح.

س: أين يتفوق دوبلكس 2205 في التعدين؟
في دوائر ترشيح السيانيد، تتعامل خزانات تصريف المناجم الحمضية وخزانات المكثفات، حيث يكون الرقم المكافئ لمقاومة الحفر بالقرب من 35 والمقاومة الجيدة للتآكل الناتج عن الإجهاد والتكسير، مع تقلبات الأس الهيدروجيني التي لا تستطيع درجات المارتنسيت تحملها.

س: كيف يتم تخفيف هجوم التآكل والتآكل؟
من خلال الجمع بين هندسة الأسطح واختيار المواد: طبقات محفورة بالقرب من 1500 فولت عالي على دافعات المضخة، ولوحة تآكل مصنعة ومحملة بالكربيد في مناطق التأثير، والحماية الكاثودية على خطوط أنابيب الملاط.

س: ما هي تقنيات الإصلاح الميداني التي تناسب معدات التعدين؟
الكسوة بالليزر مع سبيكة مطابقة للأعمدة وأجسام المضخات، والرذاذ البارد لإصلاح الألواح ذات المقطع الرقيق دون تشويه، واللحام بالتحريك الاحتكاكي للأعضاء الهيكلية المتشققة.