کربن زدایی چیست؟ انواع کربن زدایی در فولاد-کربن زدایی جزئی-کربن زدایی کلی

کربن‌ زدایی (decarbonization) مخالف روند کربوریزاسیون است. به عبارتی کاهش مقدار کربن ماده.

کربن‌زدایی نسبت به کاربردی که فلز در آن استفاده می‌شود، می‌تواند مطلوب یا نامطلوب باشد. بنابراین این فرایند، فرآیندی است که هم می‌تواند به صورت عمدی در یکی از مراحل فرایند تولید استفاده شود. هم به عنوان عارضه جانبی یک فرایند اتفاق افتاده باشد (مانند نورد کردن). که باید از آن جلوگیری کرد یا اثرش را معکوس کرد (مانند مرحله کاربورسازی).

مکانیسم فرایند کربن‌زدایی را می‌توان با سه رویداد متمایز توصیف نمود.

واکنش در سطح فولاد

انتشار بینابینی اتم‌های کربن

انحلال کاربیدها در فولاد

از جمله ویژگی‌های کربن‌زدایی افزایش نسبی فریت (هیدروکسین آهن) و کاهش مقدار کاربید یا لایه‌های پرلیت در فولادهای هایپریوتکتوئیدی آنیل شده کروی است.

آلیاژهای هایپریوتکتوئیدی آلیاژهایی هستند که غلظت املاح در آنها بیشتر از یوتکتوئید است. در فولاد، چنین آلیاژهایی درصد کربن کمتری دارند. آلیاژهای هایپریوتکتوئید در برابر خوردگی مقاوم هستند.

کربن زدایی مجموع کربن‌زدایی جزئی و کامل است. کربن‌زدایی کامل مربوط به ناحیه‌ای است که تقریباً تمام محتوای کربن آن حذف می‌گردد. کربن‌زدایی جزئی مرتبط با ناحیه‌ای است که در آن کاهش محتوای کربن اتفاق افتاده اما هنوز میکروسکوپی. عمق کربن‌زدایی بر اساس تغییر در ریزساختار تعیین می‌شود (لوبر، 2001-2011). لایه‌های مرزی کربن‌زدایی شده (با عمق معمولی چند صدم تا دهم میلی‌متر) نرم هستند و ممکن است نیاز شود که برداشته شوند.

از آنجایی که مقدار اکسیژن در اتمسفر یا کوره‌های خلا کم است. در نتیجه محتوای کربن داخل فلزات نمی‌توانند اکسیده شوند، بنابراین کربن‌زدایی در آنها کمتر اتفاق می‌افتد یا اصلاً اتفاق نمی‌افتد.

فولاد ضد زنگ

فولاد ضدزنگ حاوی مواد افزودنی است که قابلیت اکسیده شدن بالایی دارند. مانند کروم و مولیبدن، کربن‌زدایی چنین فولادهایی فقط در واکنش با هیدروژن خشک قابل انجام است. هیدروژن خشک، برخلاف هیدروژن مرطوب که به گونه‌ای تولید می‌شود که دارای مقداری آب باشد، هیدروژن محتوای آبی ندارد. که باعث می‌شود نتوان از هیدروژن مرطوب در فرایند کربن زدایی فولادهای ضد زنگ استفاده کرد محتوای آبی موجود در آن است.

فولاد پرکاربرد صنعت پتروشیمی-فروش فولاد آلیاژی-فولاد ضد اکسید-فولاد مقاوم به حرارت

با توجه به رشد صنعت پتروشیمی در سراسر جهان، نیاز به مواد و تجهیزات مقاوم در برابر شرایط سخت و خشن. در این صنعت نیز افزایش پیدا کرده است. یکی از موادی که در بسیاری از فرآیندهای صنعت پتروشیمی استفاده می‌شود، فولاد می‌باشد. فولاد به دلیل ویژگی‌های خاص از جمله مقاومت بالا در برابر فشار، حرارت، خوردگی و ضربه. به عنوان یکی از مواد ساختمانی پرکاربرد در صنعت پتروشیمی در نظر گرفته می‌شود.

انواع فولاد آلیاژی در صنعت پتروشیمی

فولادهای آلیاژی مقاوم در برابر اکسیداسیون: این نوع فولادها به خاطر مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون. و حرارت، برای استفاده در واحدهای پتروشیمی که در آنها دماهای بسیار بالا استفاده می‌شوند، مناسب هستند. همچنین می‌توانند در برابر آسیب ناشی از اکسیداسیون و افت فشار مقاومت کنند و عمر طولانی‌تری داشته باشند.

فولادهای آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی: در صنعت پتروشیمی، خوردگی می‌تواند باعث آسیب به تجهیزات و ایجاد خطرات جدی برای کارکنان و محیط زیست شود. استفاده از فولادهای آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی، بعنوان مثال فولادهای استنلس استیل. می‌تواند این خطرات را به حداقل برساند و عمر مفید تجهیزات را افزایش دهد.

فولاد کربنی-فولاد مقاوم به حرارت-فولاد ضدسایش-فولاد ضد خوردگی

پاتیل ریخته گری-انواع پاتیل انتقال مواد مذاب-فروش فولاد آلیاژی-قیمت فولاد آلیاژی

پاتیل ظرفی است با پوشش نسوز که فلز گداخته از کوره در آن ریخته و به وسیلۀ آن به قالب‌ها منتقل می‌شود.

در ریخته‌گری پس از آنکه قالب‌ها کاملاً مستحکم شد و درجه حرارت پیش٬گرم هم به اندازه لازم رسید نوبت به مرحله بار ریزی است. تخلیۀ مذاب از کوره یا پاتیل در قالب را بار ریزی یا مذاب ریزی می‌نامند. مرسوم‌ترین روش بارریزی تخلیه ثقلی مذاب توسط پاتیل است. گاه نیروی ثقل برای پر کردن قالب کافی نیست و علاوه بر آن از نیروی گریز از مرکز هم استفاده می‌شود.

پاتیل‌های Ladles مخصوص ریخته‌گری دارای اندازه‌های متفاوتی است و از 20 کیلوگرم تا 3000 تن فلزات مذاب را می‌توانند در خود جای دهند. برای ریخته‌گری مواد غیر فلزی نیز از بوته‌های آهنگری Crucibles سرامیکی برای حمل مذاب استفاده می‌کنند و به این بوته‌های آهنگری پاتیل Ladle نیز می‌گویند.

انـــواع پـــاتـیـل
پاتیل انتقال دهنده: در بسیاری از کارخانجات ذوب فلز ابتدا فلز را در کوره‌هایی ذوب می‌کنند. و سپس آن را به کوره‌های مخصوص انتقال می‌دهند و دمای آن را روی مقدار خاصی تنظیم می‌کنند. و در آن دما نگه می‌دارند. برای انتقال مذاب فلزات از کوره‌ای به کوره‌ی دیگر از این نوع پاتیل استفاده می‌شود.

پاتیل درمان Treatment ladle: برای انجام برخی فرآیندهای مربوط به فلزات مذاب، از پاتیل‌های مخصوصی استفاده می‌شود. برای این منظور عناصر مختلف را در پاتیل درمان می‌ریزند و فلز مذاب را به آن می‌افزایند تا فرآیند انجام گردد.

پاتیل ریخته‌گری: از این پاتیل‌ها برای انتقال و ریختن فلزات در قالب ریخته‌گری استفاده می‌شود.

پاتیل‌ها اغلب برای اهداف خاصی مانند افزودن آلیاژ به فلز مذاب طراحی می‌شوند. پاتیل‌ها همچنین ممکن است دارای شاخه‌های مختلف باشند که در پایه قرار دارند. بنابراین گازهای بی اثر میتوانند از طریق پاتیل حباب زده شوند تا روش‌های آلیاژی یا عملیات فلزی را بهبود بخشند.

میکرو آلیاژ-فولاد فولاد میکرو آلیاژی (MA) یا فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا (HSLA)

فولاد میکرو آلیاژی (Micro Alloy Steel) : فولاد میکرو آلیاژی دارای مقادیر کمی وانادیم، نیوبیم و/ یا تیتانیوم است. هر یک از آنها معمولاً کمتر از 0.10% و کل عناصر میکرو آلیاژی کمتر از 0.15% ترکیب شیمیایی فولاد را تشکیل می‌دهند. همچنین به عنوان فولادهای HSLA شناخته می‌شوند.

کاربرد
فولاد میکرو آلیاژی را می‌توان در صنایع و تجهیزات زیر استفاده کرد.

پل‌ها

اجزای سازه‌ای معلق

ساختمان‌ها

وسیله نقلیه/حمل ونقل

لوله و اتصالات

تجهیزات سنگین

ریل

سکوها و تجهیزات فراساحلی

کشتی‌سازی و شناورهای نیروی دریایی

مخازن تحت فشار

صنعت خودرو

خطوط لوله نفت و گاز

برخی از مزایای قابل توجه استفاده از فولادهای میکروآلیاژی عبارتند از:

نیاز به عملیات حرارتی و میزان حساسیت به ترک با معادل کربن کمتر (CE) به حداقل می‌رسد.

جوش‌پذیری و چقرمگی جوش با کاهش محتوای کربن بهبود می‌یابد.

وزن فولاد میکروآلیاژی حدود 25 درصد کمتر از فولاد کربنی نورد گرم با همان استحکام است.

با افزایش ظرفیت پمپاژ لوله داخلی باعث صرفه‌جویی در عملیات می‌شود.

هزینه‌های ساخت به دلیل صرفه‌جویی در وزن حمل و نقل و جابجایی کاهش ‌می‌یابد.