Monel 400 dalam Perkhidmatan Oksigen: Keperluan Kebersihan dan Ujian Pembakaran setiap ASTM G94 - Pengetahuan

Monel 400(UNS N04400) ialah salah satu logam pilihan untuk perkhidmatan oksigen kerana ia mempunyai rintangan pencucuhan yang sangat tinggi dan, jika dinyalakan, kadar perambatan (bakaran) nyalaan yang sangat rendah; penggunaannya yang selamat, walau bagaimanapun, bergantung terutamanya pada kebersihan yang ketat - tiada minyak, gris atau zarah - dan pada pengesahan keserasian di bawah ASTM G94 dengan ujian penyalaan dan pembakaran seperti ASTM G124 (pencucuhan automatik) dan ASTM G125 (kadar terbakar).

Monel 400 in Oxygen Service

Dalam satu ayat: tentukan Monel 400 untuk tugas oksigen sahaja dengan komponen yang dibersihkan kepada ASTM G93 / CGA G-4.1 tahap kebersihan dan layak oleh ujian pembakaran/pencucuhan rujukan G94-, kerana logam bersih - bukan sahaja pilihan logam - adalah perkara yang menghalang kebakaran oksigen.

Dalam persekitaran-oksigen yang diperkaya hampir mana-mana logam boleh terbakar jika keadaan cukup teruk, jadi pilihan bahan serta kebersihan menentukan sama ada pencucuhan kecil menjadi kebakaran yang dahsyat; sesetengah logam (titanium, keluli karbon) menyala dan menyebarkan nyalaan jauh lebih mudah daripada yang lain (kuprum, Monel 400).

Oksigen menyokong pembakaran secara agresif: kebocoran, kesan zarah atau bahan cemar boleh membebaskan haba yang mencukupi untuk menyalakan logam. Setelah logam menyala, persoalannya ialah sama ada nyalaan itu mengekalkan dan merambat - yang bergantung pada kadar pembakaran aloi dan tenaga pencucuhan, yang kedua-duanya sangat berbeza mengikut tekanan bahan dan oksigen.

Bahan cemar:Bahan cemar hidrokarbon (minyak, gris) menyala pada tenaga rendah - oksigen paling biasa-pencetus api.
Tekanan:Dalam-oksigen tekanan tinggi, logam yang biasanya 'selamat' pun boleh terbakar; tekanan adalah pembolehubah utama.
Panduan:Rangka kerja standard untuk menilai semua ini ialah ASTM G94.

Monel 400 (Ni-Cu, UNS N04400) diutamakan untuk perkhidmatan oksigen kerana nikelnya-matriks tembaga tahan pencucuhan, memerlukan tenaga tinggi untuk mula terbakar dan - secara kritikal - tidak mengekalkan perambatan nyalaan pantas seperti yang boleh dilakukan oleh titanium atau keluli karbon.

Dua sifat menjadikannya menonjol:

Ambang penyalaan tinggi:Suhu auto pencucuhan Monel 400 dalam oksigen adalah tinggi dan ia bertolak ansur dengan suhu permukaan yang tinggi tanpa-menyala sendiri pada tekanan sederhana.

Kadar pembakaran rendah:Walaupun jika dinyalakan secara setempat, Monel 400 mempunyai kadar pembakaran (penyebaran-nyalaan) yang sangat rendah dan cenderung untuk-memadamkan sendiri, mengehadkan kerosakan.

Inilah sebabnya mengapa Monel 400 (dan aloi kuprum-nikel yang berkaitan) muncul dalam injap oksigen, pengawal selia, manifold dan paip di mana titanium akan dilarang dan keluli karbon akan berisiko.

Oksigen relatif-risiko kebakaran daripada yang paling tinggi ke yang paling rendah ialah secara kasarnya titanium dan aluminium (sangat tinggi) - keluli karbon - tahan karat 316 - aloi kuprum - Monel 400 - kuprum; Monel 400 terletak di antara logam struktur paling selamat kerana ia menggabungkan kekuatan dengan perambatan pembakaran rendah.

logam	Bahaya pencucuhan relatif/terbakar	Pembakaran berterusan dalam O2?	Keputusan perkhidmatan oksigen biasa-
Titanium (Gr 2/5)	Sangat tinggi	Ya, cergas	Elakkan dalam oksigen
Aloi aluminium	tinggi	Ya (secara pukal/zarah)	Elakkan dalam oksigen
Keluli karbon	Sederhana-Tinggi	Ya pada tekanan tinggi	Gunakan dengan berhati-hati, bersih
Tahan karat 316	Sederhana	Mungkin pada tekanan tinggi	Digunakan secara meluas, bersih
Tembaga	rendah	Tidak / sangat rendah	Diterima
Monel 400 (N04400)	rendah	Tidak / sangat rendah	Diutamakan
Inconel 600/625	Rendah-Sederhana	rendah	Diterima untuk suhu tinggi

Kedudukan bahaya bergantung kepada tekanan-: pada tekanan oksigen yang sangat tinggi malah Monel 400 memerlukan kebersihan dan had halaju aliran-yang disahkan. Sentiasa sahkan dengan ujian berasaskan G94 untuk perkhidmatan tertentu.

ASTM G94 ialah payung 'Panduan Standard untuk Menilai Keserasian Bahan dalam Oksigen-Atmosfera Diperkaya'; ia tidak menetapkan ujian tunggal tetapi mengarahkan anda ke kaedah ujian pencucuhan dan pembakaran yang betul (G124, G125, G86, G63, G120, G131) berdasarkan komponen, tekanan dan mod kegagalan.

kaedah ASTM	Apa yang dinilainya
ASTM G94	Panduan keseluruhan; memilih ujian keserasian-oksigen yang sesuai
ASTM G124	Suhu autopencucuhan bahan dalam oksigen gas
ASTM G125	Had api bahan cecair dan pepejal ('kadar terbakar') dalam oksigen gas
ASTM G86	Kepekaan penyalaan kepada kesan mekanikal dalam oksigen cecair
ASTM G63	Rintangan kepada hentaman oleh objek pepejal dalam oksigen cecair
ASTM G120	Kesan mekanikal dan pencucuhan geseran dalam oksigen gas
ASTM G131 / G132	Pemeriksaan pencucuhan geseran dalam oksigen
ASTM G93	Kaedah pembersihan dan tahap kebersihan untuk peralatan oksigen

Untuk komponen Monel 400, kelayakan yang paling biasa ialah skrin kadar terbakar-(G125) dan pemeriksaan suhu-autocucuhan (G124), disokong oleh amalan kebersihan G93.

Oksigen-komponen perkhidmatan mesti dibersihkan kepada ASTM G93 / CGA G-4.1 had - pada asasnya bebas daripada minyak, gris dan zarah - dengan tahap penerimaan biasa seperti sisa tak meruap (NVR) pada atau di bawah kira-kira 100 mg setiap ft2 permukaan dan lebih kurang minyak/gris pada atau di bawah had perkiraan minyak/30 mg.

Parameter kebersihan	Had penerimaan biasa (wakil)	Mengapa ia penting
Sisa tidak meruap (NVR)	<= 100 mg / ft2 of surface (approx.)	Sisa boleh menahan tenaga pembakaran
Minyak / gris	<= 350 mg / m2 (or wipe test negative)	Hidrokarbon adalah sumber pencucuhan teratas
Kiraan zarah	Beban zarah rendah; cth<= 350 particles / ft2 (>= 5 mikrometer), disahkan melalui pensampelan	Zarah terhakis dan percikan api pada hentaman
Serat / serabut	Tiada yang kelihatan	Boleh memerangkap hidrokarbon, melecet
Klorida / halida	Sisa sifar	Pitting + kepekatan tenaga
Visual	Logam yang terang dan tidak tercemar	Semakan medan pantas

Had tepat bergantung pada tekanan oksigen dan kelas perkhidmatan (CGA G-4.1 mentakrifkan kelas kebersihan). Pernafasan tekanan tinggi/oksigen industri adalah yang paling ketat. Sentiasa nyatakan tahap kebersihan pada pesanan pembelian.

ASTM G125 mengukur had api bahan - pada asasnya sama ada dan berapa cepat ia terbakar - dengan menyalakan sampel dalam aliran oksigen bertekanan; Monel 400 biasanya menunjukkan kadar lecuran yang sangat rendah atau pemadaman sendiri-, mengesahkannya sebagai logam-bahaya rendah untuk oksigen.

Cara ujian berfungsi secara jelas:

Persediaan:Spesimen berbentuk diletakkan dalam-kebuk oksigen tekanan tinggi.
Pencucuhan:Sumber pencucuhan terkawal (cth, wayar panas atau fius) menyalakan nyalaan pada satu hujung.
Pengukuran:Pemerhati mengukur sama ada nyalaan merambat dan pada kelajuan berapa ('kadar terbakar').
Keputusan:Logam yang merambat secara perlahan atau berhenti dinilai bahaya rendah; yang terbakar dengan kuat adalah bahaya yang tinggi.

Monel 400 secara konsisten menilai sebagai penunu berkekalan yang lemah - nyalaannya sama ada tidak merambat atau mati dengan cepat - yang merupakan sebab teras ia dinyatakan untuk injap oksigen, pengawal selia dan manifold.

ASTM G124 menentukan suhu auto pencucuhan - suhu di mana bahan itu sendiri-mencucuh dalam oksigen gas tanpa percikan luaran; Nilai Monel 400 kekal tinggi merentas tekanan praktikal, bermakna ia bertolak ansur dengan permukaan panas dan pemanasan mampatan jauh lebih baik daripada keluli atau titanium.

bahan	Tingkah laku autopencucuhan dalam oksigen (wakil)	Implikasi
titanium	Menyala pada suhu yang agak rendah; tekanan-sensitif	Elakkan permukaan panas
Keluli karbon	Suhu autopencucuhan sederhana; jatuh dengan tekanan	Hadkan suhu permukaan / halaju
Tahan karat 316	Lebih tinggi daripada keluli; tekanan-sensitif	Boleh diterima secara meluas
Monel 400	Suhu autopencucuhan tinggi, kepekaan rendah	Diutamakan untuk oksigen panas/tinggi-tekanan

Suhu autopencucuhan yang tepat bergantung kepada tekanan-dan diterbitkan dalam pangkalan data keserasian-oksigen; ia adalah nilai penapisan, bukan had reka bentuk. Untuk reka bentuk akhir, gunakan data G124 untuk tekanan oksigen sebenar dan sahkan kebersihan.

Bahaya terbakar dan penyalaan meningkat secara mendadak dengan tekanan oksigen dan ketulenan - jadi walaupun Monel 400 berisiko-rendah, pada tekanan tinggi ia masih memerlukan kebersihan yang disahkan, halaju aliran terkawal dan pengecualian zarah; ambang praktikal biasa ialah di atas kira-kira 200-300 psig (1.4-2.1 MPa) oksigen, pembersihan yang ketat dan had halaju menjadi wajib tanpa mengira aloi.

Tekanan:Tekanan separa O2 yang lebih tinggi merendahkan tenaga pencucuhan dan meningkatkan kadar pembakaran untuk semua logam.

Kesucian:Oksigen tulen (perubatan/perindustrian) lebih teruk daripada udara atau udara yang diperkaya-oksigen.

Halaju:Aliran pantas mempercepatkan zarah yang boleh mencetuskan hentaman dengan dinding atau injap.

peraturan:Malah Monel 400 mengikut peraturan yang sama: bersih + perlahan + zarah-bebas apabila tekanan meningkat.

Bersihkan komponen oksigen Monel 400 setiap ASTM G93 / CGA G-4.1: nyahgris, basuh, bilas, keringkan dan bungkus dalam beg bersih-yang diperakui, kemudian sahkan dengan lap atau ujian pengekstrakan pelarut untuk NVR dan minyak/gris sebelum pemasangan.

Degrease:Keluarkan minyak/gris pukal dengan pelarut yang diluluskan (bebas-halogen,-rendah).

Basuh:Basuh dengan air bersih/detergen, elakkan-agen yang mengandungi klorida pada Monel.

Bilas/keringkan:Bilas akhir dengan air atau pelarut yang ditapis (-}bebas); kering dengan udara bersih{1}}bebas minyak.

Sahkan:Ujian lap atau analisis pengekstrakan-pelarut untuk NVR dan sisa hidrokarbon.

Lindungi:Simpan dan hantar dalam beg tertutup, berlabel 'oksigen-bersih' untuk mengelakkan pencemaran semula.

Di luar bahan dan pembersihan, sistem oksigen Monel 400 yang selamat menggunakan lubang licin, tiada kaki atau perangkap mati, halaju aliran terkawal, tempat duduk tidak-percikan api dan reka bentuk penapisan zarah -, bukan sahaja aloi, menghalang pencucuhan.

Faktor reka bentuk	Oksigen-amalan selamat
Kemasan permukaan	Lubang licin dan digilap mengurangkan tangkapan zarah dan titik panas
Kaki mati / perangkap	Hapuskan jika boleh untuk mengelakkan pembentukan zarah dan sisa
Halaju aliran	Hadkan kepada nilai kod/garis panduan (bergantung kepada tekanan-) untuk mengelakkan kesan zarah
Tempat duduk / meterai	Gunakan -logam bukan percikan-ke-logam atau tempat duduk yang serasi; elakkan elastomer hidrokarbon
Penapisan	Pasang penapis zarah di hulu komponen kritikal
Reka bentuk bersama	Gunakan gasket yang betul; elakkan isipadu terperangkap dan pedih

Dokumen yang mengawal ialah ASTM G94 (panduan keserasian), ASTM G93 / CGA G-4.1 (pembersihan), ASTM G124 / G125 (ujian pencucuhan/pembakaran) dan garis panduan sistem oksigen EIGA / CGA; bahan itu sendiri dilindungi oleh ASTM B165/B164 untuk bentuk produk Monel 400.

Standard / badan	Skop
ASTM G94	Panduan untuk penilaian keserasian-oksigen (memilih ujian)
ASTM G93	Kaedah pembersihan dan tahap kebersihan untuk peralatan oksigen
CGA G-4.1	Pembersihan peralatan untuk perkhidmatan oksigen (standard industri)
ASTM G124	Suhu penyalaan dalam oksigen gas
ASTM G125	Had api bahan / kadar pembakaran dalam oksigen gas
Garis panduan EIGA / CGA	Reka bentuk sistem oksigen dan amalan selamat
ASTM B165 / B164	Monel 400 paip lancar / rod dan bar

ya. Monel 400 ialah salah satu logam struktur pilihan untuk oksigen kerana ia tahan pencucuhan dan mempunyai kadar terbakar-pemadam sendiri yang sangat rendah; keselamatan masih memerlukan kebersihan yang rapi dan reka bentuk yang disahkan.

Apakah kebersihan yang diperlukan untuk bahagian oksigen Monel 400?

Bersihkan kepada ASTM G93 / CGA G-4.1: bebas daripada minyak dan gris (biasanya<= 350 mg/m2), with low nonvolatile residue (about <= 100 mg/ft2) and minimal particulates; verify by wipe or solvent-extraction test.

Apakah yang melibatkan ujian pembakaran ASTM G94?

G94 ialah panduan yang memilih ujian yang betul; ujian lecuran sebenar biasanya ASTM G125, yang menyalakan sampel dalam oksigen bertekanan dan mengukur sama ada dan berapa cepat ia membakar - Monel 400 menunjukkan pembiakan rendah atau tiada.

Bolehkah Monel 400 terbakar dalam oksigen?

Pada dasarnya mana-mana logam boleh terbakar dalam oksigen dalam keadaan yang melampau; Monel 400 mempunyai ambang pencucuhan yang tinggi dan kadar perambatan-nyalaan yang sangat rendah, jadi ia jauh lebih selamat daripada keluli titanium atau karbon, tetapi ia masih memerlukan perkhidmatan yang bersih dan terkawal.

Bagaimanakah tekanan mempengaruhi Monel 400 dalam oksigen?

Bahaya meningkat dengan tekanan oksigen dan ketulenan; melebihi kira-kira 200-300 psig (1.4-2.1 MPa) had pembersihan dan halaju aliran yang ketat adalah wajib untuk semua aloi, termasuk Monel 400.

Apakah pengisi yang digunakan jika paip oksigen Monel 400 dikimpal?

Nikel-pengisi tembaga ERNiCu-7 / ENiCu-7; kimpalan kemudiannya mesti dibersihkan ke paras bersih oksigen, kerana percikan kimpalan dan pencemaran adalah risiko pencucuhan.