رقائق الزركونيوم: الدرجات والمواصفات ودليل مراقبة الجودة

ما هي رقائق الزركونيوم وأين يتم استخدامها؟

رقائق الزركونيوم عبارة عن منتج رقيق ملفوف على البارد -مصنوع من الزركونيوم النقي تجاريًا أو من سبيكة الزركونيوم. فهو يجمع بين مقطع عرضي منخفض الامتصاص للنيوترونات الحرارية مع مقاومة متميزة للوسائط المسببة للتآكل، لذلك يظهر في مجالين مختلفين تمامًا: الخدمة النووية، حيث يتم استخدام سبائك الزركونيوم لتكسية الوقود والمكونات الهيكلية، والمعالجة الكيميائية، حيث تتعامل بطانات الزركونيوم والمبادلات الحرارية والأجزاء الداخلية للمفاعلات والأجزاء الداخلية للأوعية مع الأحماض العدوانية التي تهاجم الفولاذ المقاوم للصدأ. تُستخدم الرقائق المعدنية والشرائط الرفيعة أيضًا في الحصول على الأهداف وأهداف الرش والغرسات الطبية والمكونات المختبرية.

السماكة هي السمة المميزة للمنتج. يتم دحرجة الرقاقة إلى جزء من المليمتر ويجب أن تظل مسطحة ومشرقة وخالية من التجاعيد، لأنه لا يمكن تصحيح التجعد أو البقعة الرقيقة بعد اللف.

الدرجات والتسميات القياسية

يتم تقديم عائلتين عادةً: الزركونيوم النقي تجاريًا وسبائك الزركونيوم التي تحتوي على القصدير أو الحديد أو الكروم أو النيوبيوم للحصول على قوة أعلى في خدمة المفاعل.

درجة	مادة	الخصائص النموذجية	الاستخدام النموذجي
Zr1	الزركونيوم النقي تجاريا	انخفاض محتوى السبائك، ليونة جيدة	مكونات العملية الكيميائية، البطانات
Zr2	الزركونيوم النقي تجاريا	قوة أعلى من Zr1، مقاومة جيدة للتآكل	المبادلات الحرارية وأوعية التفاعل
Zr702	سبائك الزركونيوم مع القصدير والحديد	قوة متوازنة ومقاومة للتآكل	الخدمات الصناعية والكيميائية العامة
Zr704	سبائك الزركونيوم مع القصدير والحديد والكروم	تحسين مقاومة التآكل في وسائط معينة	المعدات النووية والكيميائية
Zr705	سبائك الزركونيوم مع النيوبيوم	أعلى قوة في النطاق	خدمة الضغط، الأجزاء الهيكلية

يتم تحديد القضبان والقضبان والألواح والصفائح والأشرطة في هذه الدرجات بموجب ASTM B550 وASTM B551 ومعايير الزركونيوم المطاوع ذات الصلة، بينما تتطلب التطبيقات النووية السبائك المنتجة وفقًا لمواصفات الدرجة النووية - المناسبة. يجب على المشترين ذكر الدرجة مع المعيار المطبق بحيث تكون المتطلبات التركيبية والميكانيكية واضحة لا لبس فيها.

المواصفات الأبعاد والفيزيائية

المعلمة	النطاق أو القيمة
مادة	الزركونيوم النقي أو سبائك الزركونيوم
الدرجات	Zr1، Zr2، Zr702، Zr704، Zr705
سماكة	0.05 إلى 20 ملم
عرض	20 إلى 300 ملم
طول	20 إلى 3000 ملم
نقاء	99.95 بالمائة و99.995 بالمائة كحد أدنى
كثافة	6.52 جم/سم3
نقطة الانصهار	1852 زائد أو ناقص 2 درجة مئوية
حالة العرض	المدرفلة على البارد، سطح مشرق

يتم عرض السماكة والعرض والطول حسب الطلب داخل هذه النوافذ. نظرًا لأن كثافة الزركونيوم أعلى بقليل من كثافة الفولاذ ونقطة انصهار قريبة من نقطة انصهار التيتانيوم، يتم إنتاج الرقائق في مصانع درفلة دقيقة مع تحكم محكم في فجوة اللفة والشد وجدول التمرير.

الدرفلة والتليين وجودة السطح

يتم تحديد الجودة الميكانيكية لرقائق الزركونيوم أثناء الدرفلة والتليين المتوسط ​​بدلاً من الفحص النهائي. يؤدي جدول المرور المتحكم فيه مع درجة حرارة التلدين المحددة بدقة ووقت النقع إلى إنتاج بنية ميتالوغرافية داخلية موحدة، وسطح أملس خالٍ من التجاعيد، ومظهر سمك متساوي عبر العرض وعلى طول الطول. جودة الحواف مهمة بقدر أهمية السطح: الرقائق الملفوفة بشكل صحيح لا تسبب تمزقات طولية أو عرضية، لذلك يمكن التعامل معها وختمها بدون خردة.

التحكم في التلدين- يتم الحفاظ على بنية الحبوب موحدة لإعطاء خصائص شد متسقة وسلوك تشكيل يمكن التنبؤ به.

التسطيح والانتهاء- الأسطح المدرفلة الساطعة والباردة-تدعم عمليات اللحام والنحاس والكسوة اللاحقة.

مكافحة-حظر الأداء- يجب أن تنفصل طبقات الملف بشكل نظيف عند فكها، بحيث يتم التحكم في تضاريس السطح وشد الملف معًا.

تحمل السماكةيتم تثبيت - بشكل وثيق عبر الملف بحيث تظل حسابات التشكيل والحماية النهائية صالحة.

الاختبار والتفتيش

يتم التحقق من كل دفعة قبل التعبئة:

تحليل التركيب الكيميائي لتأكيد الدرجة والمحتوى الخلالي.

اختبار الخصائص الميكانيكية، بما في ذلك قوة الشد، ومقاومة الخضوع، والاستطالة.

اختبار الموجات فوق الصوتية للكشف عن العيوب الداخلية والتصفيح.

فحص المظهر والأبعاد يغطي السماكة والعرض والطول والتسطيح.

الكشف الإضافي عن الخلل أو اختبار التيار الدوامي عندما يستدعي الاستخدام النهائي ذلك.

يتم الإبلاغ عن نتائج الاختبار حسب رقم الحرارة بحيث يمكن تتبع المادة من السبيكة خلال الدرفلة إلى الملف النهائي.

التعبئة والتغليف والمناولة والتخزين

بعد اللف، يتم تغليف كل لفة بالقطن اللؤلؤي وتعبئتها في صندوق خشبي. يمنع هذا المزيج طبقات الملف وكذلك اللفات المعبأة من الاصطدام ببعضها البعض أثناء النقل ويمنع الأشياء الخارجية من انبعاج الحواف أثناء التحميل والشحن والتسليم النهائي. لا يتضرر الزركونيوم بسبب الرطوبة العادية، ولكن السطح اللامع يمكن أن يلتقط بصمات الأصابع وعلامات التعامل، لذلك يجب تخزين اللفات في الداخل، وإبقائها جافة ورفعها باستخدام قفازات نظيفة وقضبان توزيع بدلاً من الخطافات. يجب أن تبقى المواد التي تنتظر الاستخدام في عبوتها الأصلية حتى لحظة القطع أو التشكيل.

الأسئلة المتداولة

س: ما الفرق بين Zr702 وZr705؟
كلاهما مصنوع من سبائك الزركونيوم المطاوع، لكن Zr705 يحتوي على النيوبيوم ويصل إلى قوة أعلى بشكل ملحوظ، بينما يقدم Zr702 مزيجًا متوازنًا جيدًا من القوة والليونة ومقاومة التآكل للخدمات الصناعية العامة.

س: ما هي مستويات النقاء التي يمكن توفيرها؟
يتم إنتاج درجتين بشكل روتيني، بحد أدنى من النقاء يبلغ 99.95 بالمائة و99.995 بالمائة على التوالي؛ يتم اختيار المستوى الأعلى للتطبيقات الحساسة لتتبع الشوائب.

س: هل يمكن توفير الرقائق بأحجام مخصصة؟
نعم. يتم لف السماكة والعرض والطول حسب الطلب ضمن النوافذ القياسية التي تتراوح من 0.05 إلى 20 مم، ومن 20 إلى 300 مم، ومن 20 إلى 3000 مم.

س: ما سبب أهمية التسطيح لرقائق الزركونيوم؟
لا يمكن دحرجة الحافة المتموجة أو المجعدة بعد ذلك وتتسبب في اختلال المحاذاة أثناء الختم أو اللحام أو الكسوة، لذلك يتم التحكم في التسطيح أثناء التدحرج وفحصه في الفحص النهائي.

س: كيف تتم حماية الملف أثناء النقل؟
يتم تغليف كل ملف بالقطن اللؤلؤي ووضعه في صندوق خشبي، مما يعزل الطبقات ويحمي الحواف من التلف الناتج عن الصدمات أثناء النقل.

س: ما هو الاختبار الذي يتم إجراؤه قبل الشحن؟
يعد التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية واختبار الموجات فوق الصوتية وفحص المظهر والأبعاد أمرًا قياسيًا، مع إضافة اكتشاف الخلل أو اختبار التيار الدوامي عند الحاجة.