एएसटीएम बी163 एन02200 सीमलेस ट्यूब का व्यापक अवलोकनः गुण, उत्पादन और अनुप्रयोग

December 25, 2025

परिचय

ASTM B163 निर्बाध निकल और निकल-मिश्र धातु कंडेनसर और हीट-एक्सचेंजर ट्यूबों के लिए एक व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त मानक है, जिसे उच्च तापमान और संक्षारक वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस मानक में निर्दिष्ट मिश्र धातुओं में, N02200 (व्यावसायिक रूप से शुद्ध निकल ग्रेड 200) अपनी असाधारण संक्षारण प्रतिरोध, तापीय स्थिरता और यांत्रिक अखंडता के कारण एक बहुमुखी सामग्री के रूप में खड़ा है। यह लेख ASTM B163 N02200 निर्बाध ट्यूबों का विस्तृत अवलोकन प्रदान करता है, जिसमें उनकी संरचना, गुण, उत्पादन प्रक्रियाएं और प्रमुख अनुप्रयोग शामिल हैं।

सामग्री संरचना और वर्गीकरण

ASTM B163 N02200 को व्यावसायिक रूप से शुद्ध निकल के रूप में वर्गीकृत किया गया है जिसमें न्यूनतम 99.0% (वजन के अनुसार) निकल सामग्री होती है, जो इसे उपलब्ध सबसे परिष्कृत निकल ग्रेड में से एक बनाती है। मिश्र धातु की रासायनिक संरचना को अशुद्धियों को कम करने के लिए कसकर नियंत्रित किया जाता है, जिससे लगातार प्रदर्शन सुनिश्चित होता है। प्रमुख तत्वों में शामिल हैं:

निकल (Ni): ≥99.0% (आमतौर पर 99.2–99.8%)
कार्बन (C): ≤0.15% (कार्बाइड वर्षा को कम करने के लिए)
मैंगनीज (Mn): ≤0.35% (कार्यक्षमता बढ़ाता है)
आयरन (Fe): ≤0.40% (ट्रेस अशुद्धता)
सिलिकॉन (Si): ≤0.35% (ट्रेस अशुद्धता)
सल्फर (S) और फास्फोरस (P): ≤0.015% प्रत्येक (भंगुरता को कम करता है)।

यह उच्च-शुद्धता संरचना N02200 को अन्य निकल मिश्र धातुओं (जैसे, Ni-Cu या Ni-Cr मिश्र धातु) से अलग करती है और इसके अद्वितीय गुणों का समर्थन करती है।

ASTM B163 N02200 निर्बाध ट्यूबों के प्रमुख गुण

1. संक्षारण प्रतिरोध

N02200 का प्राथमिक लाभ संक्षारक मीडिया की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए इसका उत्कृष्ट प्रतिरोध है, जिसमें शामिल हैं:

तटस्थ और क्षारीय घोल: 100°C (212°F) तक के तापमान पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH), पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) और अमोनियम हाइड्रॉक्साइड (NH₄OH) के प्रति प्रतिरोधी।
गैर-ऑक्सीकरण एसिड: कम सांद्रता (≤10%) पर तनु सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO₄) और हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करता है।
क्लोराइड युक्त वातावरण: समुद्री जल और खारे पानी में गड्ढों और दरारों के संक्षारण का सामना करता है, हालांकि मिश्र धातु 625 जैसे उच्च-निकल मिश्र धातुओं की तुलना में कम प्रतिरोधी है।
उच्च तापमान ऑक्सीकरण: 600°C (1112°F) तक हवा में स्थिरता बनाए रखता है, एक निष्क्रिय ऑक्साइड परत बनाता है जो आगे के क्षरण को रोकता है।

इसका संक्षारण प्रतिरोध इसे रासायनिक प्रसंस्करण में उपयोग के लिए आदर्श बनाता है, जहां आक्रामक तरल पदार्थों का संपर्क आम है।

2. यांत्रिक गुण

N02200 व्यापक तापमान सीमा में मजबूत यांत्रिक शक्ति बनाए रखता है, जो मांग वाले अनुप्रयोगों में संरचनात्मक अखंडता के लिए महत्वपूर्ण है:

तन्य शक्ति: कमरे के तापमान पर ~380–550 MPa (55–80 ksi); 600°C (1112°F) पर ~50% शक्ति बनाए रखता है।
उपज शक्ति: कमरे के तापमान पर ~105–240 MPa (15–35 ksi)।
विस्तार: ≥30% (अच्छी लचीलापन का संकेत देता है)
कठोरता: 95–120 का ब्रिनेल कठोरता (HBW), जिसे कोल्ड वर्किंग के माध्यम से बढ़ाया जा सकता है लेकिन आमतौर पर लचीलापन बहाल करने के लिए एनील किया जाता है।

कोल्ड वर्किंग (जैसे, रोलिंग, ड्राइंग) शक्ति को बढ़ाता है लेकिन काम को सख्त कर सकता है, जिसके लिए तनाव से राहत देने के लिए बाद में एनीलिंग (700–870°C/1292–1598°F पर) की आवश्यकता होती है।

3. तापीय और विद्युत चालकता

लगभग शुद्ध धातु के रूप में, N02200 उत्कृष्ट तापीय चालकता (~90 W/m·K at 20°C) प्रदर्शित करता है, जो इसे हीट ट्रांसफर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। इसकी विद्युत चालकता (~14.3 MS/m at 20°C) भी उच्च है, हालांकि ट्यूब अनुप्रयोगों में इसका कम उपयोग किया जाता है।

4. निर्माण विशेषताएं

N02200 अत्यधिक आकार देने योग्य और वेल्ड करने योग्य है:

बनाने: बिना दरार के, कमरे के तापमान पर भी मुड़ा, भड़काया या गहरा खींचा जा सकता है।
वेल्डिंग: गैस टंगस्टन आर्क वेल्डिंग (GTAW/TIG), गैस मेटल आर्क वेल्डिंग (GMAW/MIG) और प्रतिरोध वेल्डिंग के साथ संगत। संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखने के लिए ENi-1 (AWS A5.14) जैसे भराव धातुओं की सिफारिश की जाती है।

ASTM B163 N02200 निर्बाध ट्यूबों की उत्पादन प्रक्रिया

आयामी सटीकता, एकरूपता और यांत्रिक अखंडता सुनिश्चित करने के लिए निर्बाध ट्यूबों का निर्माण बहु-चरणीय प्रक्रिया के माध्यम से किया जाता है:

पिघलना और कास्टिंग: अशुद्धियों को कम करने के लिए उच्च-शुद्धता वाले निकल (≥99.0%) को इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (EAF) या वैक्यूम इंडक्शन फर्नेस (VIF) में पिघलाया जाता है। पिघली हुई धातु को बिलेट्स या इंगोट में डाला जाता है।
गर्म एक्सट्रूज़न/भेदन: बिलेट्स को 1100–1250°C (2012–2282°F) तक गर्म किया जाता है और एक खोखले खोल बनाने के लिए एक मैंड्रेल का उपयोग करके भेदा जाता है, इसके बाद वांछित बाहरी व्यास प्राप्त करने के लिए एक डाई के माध्यम से एक्सट्रूज़न किया जाता है।
कोल्ड ड्राइंग/रोलिंग: खोखले खोल को दीवार की मोटाई को कम करने और सतह की फिनिश में सुधार करने के लिए डाइस की एक श्रृंखला के माध्यम से खींचा जाता है या मैंड्रेल का उपयोग करके रोल किया जाता है। अंतिम आयामों तक पहुंचने के लिए कई पास की आवश्यकता हो सकती है।
एनीलिंग: कोल्ड वर्किंग के बाद, ट्यूबों को आंतरिक तनावों से राहत देने और लचीलापन बहाल करने के लिए नियंत्रित वातावरण (जैसे, हाइड्रोजन या आर्गन) में 700–870°C (1292–1598°F) पर एनील किया जाता है।
परिष्करण: ट्यूबों को सीधा किया जाता है, लंबाई में काटा जाता है, और सतह का उपचार (जैसे, पिकलिंग, पैसिवेशन) किया जाता है ताकि ऑक्साइड को हटाया जा सके और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाया जा सके। अंतिम निरीक्षण में दोषों का पता लगाने के लिए गैर-विनाशकारी परीक्षण (NDT) जैसे अल्ट्रासोनिक या एडी करंट परीक्षण शामिल हैं।

ASTM B163 N02200 निर्बाध ट्यूबों के अनुप्रयोग

संक्षारण प्रतिरोध, तापीय स्थिरता और यांत्रिक शक्ति के अपने अद्वितीय संयोजन के कारण, ASTM B163 N02200 निर्बाध ट्यूबों का उपयोग उन उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है जिन्हें कठोर वातावरण में विश्वसनीय प्रदर्शन की आवश्यकता होती है:

रासायनिक प्रसंस्करण: कास्टिक सोडा, कार्बनिक एसिड और तटस्थ नमक समाधानों को संभालने वाले हीट एक्सचेंजर्स, कंडेनसर और रिएक्टरों में उपयोग किया जाता है। क्लोराइड-प्रेरित तनाव संक्षारण क्रैकिंग (SCC) के लिए उनका प्रतिरोध उन्हें खारे पानी की प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है।
बिजली उत्पादन: भाप जनरेटर, कंडेनसर और कूलिंग सिस्टम में नियोजित जहां उच्च तापमान वाले पानी/भाप का प्रतिरोध महत्वपूर्ण है। इनका उपयोग परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में सहायक हीट एक्सचेंजर्स के लिए भी किया जाता है।
एयरोस्पेस और मरीन इंजीनियरिंग: हल्के स्वभाव (घनत्व ~8.9 g/cm³) और समुद्री वातावरण के लिए संक्षारण प्रतिरोध के कारण निकास प्रणालियों, ईंधन लाइनों और समुद्री जल-ठंडा घटकों में लागू किया जाता है।
इलेक्ट्रॉनिक्स और सेमीकंडक्टर: प्लेटिंग टैंक, इलेक्ट्रोड असेंबली और उच्च-शुद्धता वाले तरल पदार्थ हैंडलिंग सिस्टम में उपयोग किया जाता है, जो संदूषण से बचने के लिए उनकी निष्क्रियता का लाभ उठाता है।
खाद्य और दवा उद्योग: प्रसंस्करण उपकरण (जैसे, बाष्पीकरणकर्ता, स्टरलाइज़र) में उपयोग किया जाता है जहां सफाई एजेंटों के प्रतिरोध और स्वच्छता मानकों (जैसे, FDA) के अनुपालन की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष

ASTM B163 N02200 निर्बाध ट्यूब उन अनुप्रयोगों के लिए सामग्री इंजीनियरिंग का एक आधार हैं जो बेहतर संक्षारण प्रतिरोध, तापीय स्थिरता और यांत्रिक विश्वसनीयता की मांग करते हैं। उनकी उच्च-शुद्धता वाली निकल संरचना, सटीक विनिर्माण प्रक्रियाओं के साथ मिलकर, रासायनिक रिएक्टरों से लेकर एयरोस्पेस सिस्टम तक, चरम वातावरण में लगातार प्रदर्शन सुनिश्चित करती है। जैसे-जैसे उद्योग स्थायित्व और दक्षता को प्राथमिकता देना जारी रखते हैं, महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे में N02200 ट्यूबों की भूमिका अपरिहार्य बनी हुई है।

इंजीनियरों और खरीद विशेषज्ञों के लिए, ASTM B163 N02200 निर्बाध ट्यूबों के गुणों और क्षमताओं को समझना दीर्घकालिक परिचालन सफलता के लिए सही सामग्री का चयन करने की कुंजी है।

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