Monel 400 در خدمات اکسیژن: الزامات تمیزی و تست سوختگی بر اساس ASTM G94

مونل 400(UNS N04400) یکی از فلزات ارجح برای سرویس اکسیژن است زیرا مقاومت اشتعال بسیار بالایی دارد و در صورت اشتعال، سرعت انتشار (سوختن) شعله بسیار پایینی دارد. با این حال، استفاده ایمن از آن بیش از همه به تمیزی دقیق - بدون روغن، گریس، یا ذرات - و تأیید سازگاری تحت ASTM G94 با آزمایش‌های احتراق و سوختگی مانند ASTM G124 (اشتعال خودکار) و ASTM G125 (نرخ سوختن) بستگی دارد.

در یک جمله: Monel 400 را برای کارکرد اکسیژن فقط با اجزای تمیز شده با سطوح تمیزی ASTM G93 / CGA G{4}}4.1 و واجد شرایط تست سوختگی/اشتعال مرجع G94- مشخص کنید، زیرا فلز تمیز - نه فقط انتخاب فلز - چیزی است که از آتش‌سوزی اکسیژن جلوگیری می‌کند.

چرا انتخاب مواد در سرویس اکسیژن اهمیت زیادی دارد؟

در یک محیط غنی شده با اکسیژن-تقریباً هر فلزی می‌تواند بسوزد اگر شرایط به اندازه کافی شدید باشد، بنابراین انتخاب مواد به علاوه تمیزی تعیین می‌کند که آیا یک اشتعال کوچک به یک آتش‌سوزی فاجعه‌بار تبدیل می‌شود یا خیر. برخی از فلزات (تیتانیوم، فولاد کربنی) شعله های آتش را بسیار راحت تر از دیگران (مس، مونل 400) مشتعل و منتشر می کنند.

اکسیژن به شدت از احتراق پشتیبانی می کند: نشت، ضربه ذرات یا یک آلاینده می تواند گرمای کافی برای احتراق فلز آزاد کند. هنگامی که یک فلز مشتعل می‌شود، سؤال این است که آیا شعله حفظ می‌شود و منتشر می‌شود یا خیر که به سرعت سوخت آلیاژ و انرژی احتراق بستگی دارد، که هر دو بر اساس فشار مواد و اکسیژن بسیار متفاوت هستند.

• آلاینده ها:آلاینده‌های هیدروکربنی (روغن، گریس) با انرژی کم مشتعل می‌شوند - رایج‌ترین عامل تحریک اکسیژن-.
• فشار:در اکسیژن با فشار بالا، حتی فلزات معمولی "ایمن" می توانند بسوزند. فشار متغیر کلیدی است.
• راهنمایی:چارچوب استاندارد برای قضاوت در مورد همه اینها ASTM G94 است.

چرا Monel 400 به طور گسترده در خدمات اکسیژن استفاده می شود؟

Monel 400 (Ni-Cu, UNS N04400) برای سرویس اکسیژن مورد علاقه است زیرا ماتریس نیکل-مس آن در برابر اشتعال مقاوم است، برای شروع سوختن به انرژی بالایی نیاز دارد، و - بحرانی - انتشار سریع شعله را مانند فولاد تیتانیوم یا کربن حفظ نمی کند.

دو ویژگی آن را برجسته می کند:

آستانه اشتعال بالا:دمای خود اشتعال مونل 400 در اکسیژن بالا است و دمای سطح بالا را بدون اینکه در فشارهای متوسط{1}}خود اشتعال یابد، تحمل می کند.

میزان سوختگی پایین:حتی اگر به صورت موضعی مشتعل شود، مونل 400 سرعت سوختن (شعله-تکثیر) بسیار پایینی دارد و تمایل دارد خود-خاموش شود و آسیب را محدود کند.

به همین دلیل است که Monel 400 (و آلیاژهای مس- نیکل مربوطه) در شیرهای اکسیژن، رگلاتورها، منیفولدها و لوله‌هایی که تیتانیوم ممنوع و فولاد کربنی خطرناک است ظاهر می‌شوند.

چگونه Monel 400 با سایر فلزات در اکسیژن مقایسه می شود؟

خطر آتش‌سوزی نسبی اکسیژن-از بالاترین تا کمترین تقریباً تیتانیوم و آلومینیوم (بسیار زیاد) - فولاد کربنی - ضد زنگ 316 - آلیاژهای مس - Monel 400 - مس است. Monel 400 در میان ایمن ترین فلزات ساختاری قرار دارد زیرا استحکام را با انتشار کم سوختگی ترکیب می کند.

رتبه بندی خطر وابسته به فشار است: در فشار اکسیژن بسیار بالا، حتی Monel 400 به تمیزی معتبر و محدودیت سرعت جریان- نیاز دارد. همیشه با آزمایش مبتنی بر G94 برای سرویس خاص تأیید کنید.

ASTM G94 چیست و چه مواردی را پوشش می دهد؟

ASTM G94 چتر 'راهنمای استاندارد برای ارزیابی سازگاری مواد در اکسیژن-جوهای غنی شده' است. این یک تست را تجویز نمی کند، بلکه شما را به روش های تست احتراق و سوختگی (G124، G125، G{4}}، G63، G120، G131) بر اساس مولفه، فشار و حالت خرابی هدایت می کند.

برای اجزای Monel 400، رایج‌ترین ویژگی‌ها صفحه-سوختگی (G125) و احتراق خودکار-بررسی دما (G124) است که توسط تمرین پاکیزگی G93 پشتیبانی می‌شود.

چه سطوح تمیزی برای اجزای اکسیژن Monel 400 مورد نیاز است؟

اجزای سرویس اکسیژن-باید طبق استاندارد ASTM G93 / CGA G-محدودیت 4.1 - اساساً عاری از روغن، گریس و ذرات - با سطوح پذیرش معمولی مانند باقیمانده غیرفرار (NVR) در حدود 100 میلی گرم در هر متر مربع یا کمتر از حدود 100 میلی گرم در هر متر به ازای هر ft2 سطح، و در حدود 100 میلی گرم در هر متر به ازای هر ft2 سطح، تمیز شوند. محدودیت های تعداد ذرات

محدودیت‌های دقیق به فشار اکسیژن و کلاس سرویس بستگی دارد (CGA G-4.1 کلاس‌های تمیزی را تعریف می‌کند). تنفس پرفشار/اکسیژن صنعتی سخت ترین است. همیشه سطح تمیزی را در سفارش خرید مشخص کنید.

تست سوختگی در ASTM G125 چیست و برای Monel 400 چه چیزی را نشان می دهد؟

ASTM G125 حدود آتش یک ماده را اندازه گیری می کند - اساساً آیا و با چه سرعتی می سوزد - با مشتعل کردن نمونه در جریان اکسیژن تحت فشار. مونل 400 معمولاً سرعت سوختن بسیار پایینی را نشان می‌دهد یا خود خاموش می‌شود، که این موضوع را به عنوان یک فلز کم خطر- برای اکسیژن تأیید می‌کند.

نحوه عملکرد آزمون به زبان ساده:

• راه اندازی:یک نمونه شکل در یک محفظه اکسیژن با فشار بالا قرار می‌گیرد.
• احتراق:یک منبع احتراق کنترل شده (به عنوان مثال، سیم داغ یا فیوز) شعله را در یک انتها روشن می کند.
• اندازه گیری:ناظران اندازه گیری می کنند که آیا شعله پخش می شود و با چه سرعتی ("نرخ سوختن").
• نتیجه:فلزاتی که به آهستگی منتشر می شوند یا متوقف می شوند دارای خطر کم هستند. آنهایی که به شدت می سوزند خطر بالایی دارند.

Monel 400 به طور مداوم به عنوان یک مشعل پایدار ضعیف رتبه بندی می کند - شعله آن یا منتشر نمی شود یا به سرعت می میرد - که دلیل اصلی آن برای دریچه های اکسیژن، تنظیم کننده ها و منیفولدها است.

آزمایش دمای خود اشتعال در ASTM G124 چیست؟

ASTM G124 دمای خود اشتعال را تعیین می کند - دمایی که در آن یک ماده خود-در اکسیژن گازی بدون جرقه خارجی مشتعل می شود. ارزش Monel 400 در فشارهای عملی بالا می ماند، به این معنی که سطوح داغ و گرمایش فشرده را بسیار بهتر از فولاد یا تیتانیوم تحمل می کند.

دمای خودسوختگی دقیق وابسته به فشار است و در پایگاه‌های اطلاعاتی سازگاری اکسیژن منتشر شده است. آنها مقادیر غربالگری هستند، نه محدودیت های طراحی. برای طراحی نهایی، از داده های G124 برای فشار واقعی اکسیژن استفاده کنید و تمیزی را تأیید کنید.

چگونه فشار اکسیژن خطر سوختگی مونل 400 را تغییر می دهد؟

خطر سوختگی و احتراق با فشار اکسیژن و خلوص - به شدت افزایش می‌یابد، بنابراین اگرچه Monel 400 کم-خطر است، اما در فشار بالا همچنان به تمیزی معتبر، سرعت جریان کنترل‌شده و حذف ذرات نیاز دارد. یک آستانه عملی رایج این است که بالاتر از حدود 200-300 psig (1.4-2.1 مگاپاسکال) اکسیژن، تمیز کردن دقیق و محدودیت سرعت بدون توجه به آلیاژ اجباری می شود.

فشار:فشار جزئی O2 بالاتر، انرژی احتراق را کاهش می دهد و سرعت سوختگی را برای تمام فلزات افزایش می دهد.

خلوص:اکسیژن خالص (پزشکی/صنعتی) شدیدتر از هوا یا هوای غنی شده با اکسیژن-است.

سرعت:جریان سریع ذراتی را تسریع می کند که می توانند در برخورد با دیوار یا شیر جرقه بزنند.

قانون:حتی Monel 400 نیز از همین قانون پیروی می‌کند: تمیز + کند + ذرات{3}} بدون بالا رفتن فشار.

برای قطعات اکسیژن مونل 400 چه روش تمیزکاری باید رعایت شود؟

اجزای اکسیژن Monel 400 را به ازای ASTM G93 / CGA G-4.1 تمیز کنید: چربی زدایی، شستشو، آبکشی، خشک کردن و بسته بندی در کیسه های{4} تایید شده تمیز کنید، سپس قبل از نصب، NVR و روغن/گریس را با آزمایش پاک کردن یا استخراج حلال بررسی کنید.

چربی زدایی:روغن/گریس حجیم را با یک حلال تایید شده (بقایای-هالوژن، کم-) پاک کنید.

شستشو:با آب تمیز/مواد شوینده بشویید و از مواد حاوی کلرید{0}} روی مونل اجتناب کنید.

شستشو/خشک کردن:شستشوی نهایی با آب فیلتر شده (ب{0}}بدون ذرات) یا حلال؛ با هوای تمیز و بدون روغن-خشک کنید.

تأیید کنید:آزمایش یا تجزیه و تحلیل استخراج حلال{0}}برای NVR و باقیمانده هیدروکربن را پاک کنید.

محافظت کنید:برای جلوگیری از آلودگی مجدد، در کیسه های مهر و موم شده با برچسب "اکسیژن{0}}تمیز" ذخیره و ارسال کنید.

چه شیوه های طراحی سیستم های اکسیژن Monel 400 را ایمن نگه می دارد؟

فراتر از مواد و تمیز کردن، سیستم‌های اکسیژن مونل 400 ایمن از سوراخ‌های صاف، بدون پاها یا تله‌های مرده، سرعت جریان کنترل‌شده، -صندلی بدون جرقه، و طراحی فیلتر ذرات - استفاده می‌کنند، نه فقط از آلیاژ، از اشتعال جلوگیری می‌کند.

کدام استانداردها و مشخصات بر سرویس اکسیژن مونل 400 حاکم است؟

اسناد حاکم عبارتند از ASTM G94 (راهنمای سازگاری)، ASTM G93 / CGA G-4.1 (تمیز کردن)، ASTM G124 / G125 (آزمایش های احتراق/سوختگی)، و دستورالعمل های سیستم اکسیژن EIGA / CGA. خود مواد توسط ASTM B165/B164 برای فرم های محصول Monel 400 پوشش داده شده است.

سوالات متداول مونل 400 در سرویس اکسیژن

بله. Monel 400 یکی از فلزات ساختاری ترجیحی برای اکسیژن است، زیرا در برابر اشتعال مقاوم است و سرعت سوختگی بسیار پایین-خود خاموش می‌شود. ایمنی هنوز به تمیزی دقیق و طراحی معتبر نیاز دارد.

برای قطعات اکسیژن مونل 400 چه تمیزی لازم است؟

تمیز به ASTM G93 / CGA G-4.1: بدون روغن و گریس (معمولا<= 350 mg/m2), with low nonvolatile residue (about <= 100 mg/ft2) and minimal particulates; verify by wipe or solvent-extraction test.

تست رایت ASTM G94 شامل چه مواردی است؟

G94 راهنمای انتخاب تست مناسب است. آزمایش سوختگی واقعی معمولاً ASTM G125 است که نمونه را در اکسیژن تحت فشار مشتعل می کند و اندازه گیری می کند که آیا و با چه سرعتی می سوزد - Monel 400 انتشار کم یا بدون انتشار را نشان می دهد.

آیا مونل 400 می تواند در اکسیژن بسوزد؟

در اصل هر فلزی می تواند در شرایط شدید در اکسیژن بسوزد. Monel 400 آستانه احتراق بالا و سرعت انتشار شعله بسیار پایین- دارد، بنابراین بسیار ایمن تر از فولاد تیتانیوم یا کربنی است، اما همچنان به سرویس تمیز و کنترل شده نیاز دارد.

فشار چگونه بر مونل 400 در اکسیژن تأثیر می گذارد؟

خطر با فشار و خلوص اکسیژن افزایش می یابد. بالاتر از حدود 200 -300 psig (1.4-2.1 مگاپاسکال) تمیز کردن دقیق و محدودیت سرعت جریان برای همه آلیاژها از جمله Monel 400 الزامی است.

در صورت جوشکاری لوله اکسیژن مونل 400 از چه فیلری استفاده می شود؟

نیکل-پرکننده مس ERNiCu-7 / ENiCu-7; سپس جوش باید تا سطح اکسیژن تمیز شود، زیرا پاشش جوش و آلودگی خطر اشتعال هستند.