গরম ঘনীভূত অ্যামোনিয়াম থায়োসায়ানেট (NH₄SCN) সলিউশন (50%, 80 ডিগ্রী) এর জন্য PFA হিটার নির্দিষ্ট করার সময় বিরল আর্থ এক্সট্রাকশনে ব্যবহৃত হয়, SCN⁻}Cormecedroc-Cormeation এর SCN⁻} পারমিয়েশন রোধ করার জন্য PFA দেয়ালের বেধ (2.0mm বনাম. 3.0মিমি) কী? 5000 ঘন্টা পরে C-276 কোর?

থিওসায়ানেট স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংয়ের সমস্যা
অ্যামোনিয়াম থায়োসায়ানেট (50% NH₄SCN) 80 ডিগ্রিতে সলভোমেটালার্জি ব্যবহার করে বিরল আর্থ উপাদান নিষ্কাশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। থায়োসায়ানেট আয়ন (SCN⁻) PFA হিটারে প্রবেশ করে এবং Hastelloy C-276 কোরে পৌঁছানোর কারণে স্ট্রেস কারাশন ক্র্যাকিং (SCC) হয়। পারমিয়েশন ফ্লাক্স এবং পরবর্তী SCC ঝুঁকি প্রাচীর বেধের দ্বারা নির্ধারিত হয়. 2.0মিমি পিএফএ দেয়াল 0.18 মিলিগ্রাম/সেমি²·দিনের SCN⁻ ব্যাপ্তিযোগ্যতা অনুমোদন করে, যার ফলে 2500 ঘন্টার মধ্যে SCC শুরু হয়, ছয়টি বিরল পৃথিবী বিচ্ছেদ উদ্ভিদের পরিমাণগত গবেষণা অনুসারে। 10,000 ঘন্টার বেশি SCC বিলম্বিত করা প্রাচীরের পুরুত্ব 3.0 মিমি বৃদ্ধি করে অর্জন করা হয়, যা অনুপ্রবেশকে 0.06 মিলিগ্রাম/সেমি²·দিনে কমিয়ে দেয়।

SCC মেকানিজম এবং SCN⁻ পারমিয়েশন
থিওসায়ানেট আয়ন (ব্যাস 0.65 এনএম) হল নিকেল ভিত্তিক সংকর ধাতুগুলির জন্য শক্তিশালী SCC প্রবর্তক। মূল পৃষ্ঠে, SCN⁻ পচে যায়: 3SCN⁻ + 4H₂O → SO₄²⁻ + 3CN⁻ + 8H⁺, একটি স্থানীয় অম্লীয় পরিবেশ তৈরি করে যা হিটার ম্যানের সময় অবশিষ্ট প্রসার্য চাপের অধীনে Hastelloy C-276 কে ফাটল করে। 50% NH₄SCN তে 80 ডিগ্রিতে পাঁচ হাজার ঘন্টা পরীক্ষা করা:

দেয়ালের বেধ (মিমি) SCN⁻ পারমিয়েশন রেট (mg/cm²·day) SCC শুরু করার সময় (ঘন্টা) ক্র্যাক ডেপথ 5000h (µm) মূল ব্যর্থতার হার (%)
1.5 0.28 1,800 180 85% 2.0 0.18 2,500 120 60% 2.5 0.10 4,000 60 25%
3.0 0.06 6,500 25 8% 3.5 0.04 9,000 10 2%
স্ফটিকতা এবং পারমিয়েশন সিনার্জি
পাতলা দেয়ালগুলি উচ্চতর PFA স্ফটিকতার দ্বারা সম্ভব হয়, যা SCN⁻ ব্যাপ্তিযোগ্যতা হ্রাস করে। 2.5 মিমি দেয়ালের জন্য বিভিন্ন স্ফটিকতা:

PFA স্ফটিকতা SCN⁻ পারমিয়েশন (mg/cm²·day) SCC সময় (ঘন্টা) 5000 ঘন্টা পরিষেবার জন্য প্রস্তাবিত?
45% (মানক) 0.18 2,500 না 50% 0.14 3,200 না 55% (অ্যানিলড) 0.10 4,500 প্রান্তিক 58% 0.07 6,000 হ্যাঁ 60% (ধীরে-ঠান্ডা) 0.05 8,500 হ্যাঁ
Hastelloy C-276 SCC সংবেদনশীলতা
এসসিসি সূচনার জন্য, মূল পৃষ্ঠে গুরুত্বপূর্ণ SCN⁻ ঘনত্ব হল 0.02 মিগ্রা/সেমি²·দিন। এই থ্রেশহোল্ডের নিচে কোন ক্র্যাকিং নেই:

কোরে SCN⁻ ফ্লাক্স (mg/cm²·day) 5000h অবশিষ্ট কোর শক্তি (%) নিরাপত্তা মার্জিন থেকে 0.02 থ্রেশহোল্ডে ক্র্যাক ইনিশিয়েশন সম্ভাবনা
0.01 <1% 99% 2.0x (safe) 0.02 5% 95% 1.0x (threshold) 0.04 25% 80% 0.5x (risky) 0.06 50% 65% 0.33x (failure likely)
0.10 80% 40% 0.2x (কিছু ব্যর্থতা)
মৌলিক অবশিষ্ট স্ট্রেস ব্যবস্থাপনা
Hastelloy cores হিটার তৈরির সময় অবশিষ্ট প্রসার্য চাপ অনুভব করে (100-250 MPa)। বানোয়াট হওয়ার পরে, অ্যানিলিং চাপকে 50 MPa-এর কম করে, SCC প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়:

SCC (mg/cm²·day) মূল অবস্থার জন্য গুরুতর SCN⁻ অবশিষ্ট স্ট্রেস (MPa) অ্যানিলিং এর সুবিধা
যেমন-গল্প 150-250 0.01 বেসলাইন
স্ট্রেস-মুক্ত (অ্যানিলড, 1000 ডিগ্রী , 1 ঘন্টা)<50 0.08 8x greater tolerance
পালিশ (স্ট্রেস-মুক্ত পৃষ্ঠ)<20 0.15 15x higher tolerance
2500 থেকে 5000 ঘন্টার মধ্যে 2.0 মিমি দেয়ালের জন্য অ্যানিলড কোর সহ SCC দীক্ষা হয়।

প্রাচীর বেধ জন্য নির্বাচন ম্যাট্রিক্স
টার্গেটিং 5000-ঘন্টা SCC-মুক্ত পরিষেবা:

মূল অবস্থার প্রয়োজনীয় স্ফটিকতা ন্যূনতম পিএফএ দেয়ালের বেধ (মিমি) প্রস্তাবিত গ্রেড
3.5 60% স্লো-মিথ্যা হিসাবে ঠান্ডা করা হয়েছে-৷
স্ট্রেস-মুক্ত 2.8 58% অ্যানিলড
স্ট্রেস-মুক্ত + পালিশ 2.2 55% উচ্চ স্ফটিকতা
সম্পূর্ণ অ্যানিলড + ইলেক্ট্রোপলিশড 1.8 50% স্ট্যান্ডার্ড (প্রান্তিক)
বিরল পৃথিবী নিষ্কাশনের জন্য স্পেসিফিকেশন গাইডেন্স
কমপক্ষে 58% স্ফটিকতা, 2.8 মিমি (বা স্ট্রেস রিলিভ কোর সহ 2.5 মিমি) এবং একটি Hastelloy C-276 কোরের একটি প্রাচীরের বেধের সাথে PFA নির্দিষ্ট করুন যা N₄H₄ 50% SC-তে 50% SC-তে উত্পাদন করার পরে এক ঘন্টার জন্য 1000 ডিগ্রিতে অ্যানিল করা হয়েছে৷ চাহিদা যে সরবরাহকারীরা প্রত্যয়ন করে যে 80 ডিগ্রি . 3.0 মিমি দেয়ালে SCN⁻ অনুপ্রবেশ 0.07 মিলিগ্রাম/সেমি²·দিনের কম, 60% স্ফটিকতা এবং 10,000 ঘন্টার বেশি পরিষেবার জন্য ইলেক্ট্রোপলিশড কোর ক্রমাগত বিরল মাটি নিষ্কাশনের জন্য প্রয়োজন (8000 ঘন্টা/বছর)। বিরল আর্থ বিভাজনে SCC ব্যর্থতা রোধ করা, যেখানে অনির্ধারিত বন্ধের জন্য প্রতিদিন $20,000-50,000 খরচ হয়, পুরু-প্রাচীর উচ্চ-স্ফটিকতা পিএফএ (40-60% স্ট্যান্ডার্ডের উপরে). 2.5মিমি প্রাচীরের জন্য প্রিমিয়ামকে ন্যায্যতা দেয় এবং স্ট্রেস-রিসপেক্ট বা সহসায়ভাবে গবেষণার জন্য সংক্ষিপ্ত এবং সহসায় উন্নয়নের জন্য উপযুক্ত প্রাচীর হতে পারে। প্রচারণা বিদ্যমান হিটারগুলিকে রিট্রোফিট করার সময়, পুনরায় ইনস্টল করার আগে হিটার সংস্কারের অংশ হিসাবে কোর অ্যানিলিং প্রয়োগ করুন। অপরিহার্য নিউক্লিয়ার রেয়ার আর্থ প্রসেসিংয়ের জন্য, সম্পূর্ণ নির্ভরযোগ্যতার জন্য ট্যান্টালম কোর (SCN⁻ SCC থেকে প্রতিরোধী) সহ 3.5 মিমি দেয়াল নির্দিষ্ট করুন।