एचआईसी प्रतिरोधी स्टील्स का उत्पादन

हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग (एचआईसी) एक आम चुनौती है, विशेष रूप से पेट्रोलियम और रिफाइनरी उद्योग में, जहां स्टील की शुद्धता और समग्र गुणवत्ता सर्वोपरि है।

एचआईसी प्रतिरोधी स्टील्स की उत्पादन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण डीसल्फराइजेशन तकनीकें शामिल हैं, जिनमें मैग्नीशियम का इंजेक्शन और बॉटम आर्गन इंजेक्शन द्वारा मिश्रण शामिल है।

स्वच्छ इस्पात का उत्पादन इस्पात में समावेशन को नियंत्रित करने और/या हटाने की तकनीकों पर आधारित है। अक्सर, इस्पात में अधात्विक समावेशन के प्रकार और विशेषताएँ इस्पात के यांत्रिक गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती हैं और इस्पात की स्वच्छता को भी निर्धारित करती हैं। इसलिए, गुणवत्तापूर्ण इस्पात के उत्पादन हेतु इस्पात निर्माण प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए इन विशेषताओं का सटीक विश्लेषण आवश्यक है।

हाइड्रोजन प्रेरित दरार (HIC) और सल्फाइड प्रतिबल दरार (SSC) विशिष्ट हाइड्रोजन प्रेरित क्षति के दो प्रकार हैं जो पेट्रोलियम और रिफाइनरी उद्योग में अक्सर देखने को मिलते हैं। पहले मामले (HIC) में, यह आम तौर पर माना जाता है कि स्टील का प्रतिरोध मुख्य रूप से उनकी सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताओं - अधात्विक समावेशन और पृथक्करण बैंड - पर निर्भर करता है।

दीर्घित मैंगनीज सल्फाइड को सबसे खतरनाक आरंभ स्थल माना जाता है। दूसरे मामले (एसएससी) में, यह माना जाता है कि स्टील्स का प्रतिरोध प्राथमिक रूप से उनकी शक्ति के स्तर से संबंधित हो सकता है, जबकि सूक्ष्म संरचना विशेषताएँ कम महत्वपूर्ण होती हैं। प्रस्तुत शोधपत्र कार्बन-मैंगनीज स्टील्स में एचआईसी और एसएससी के अध्ययन पर केंद्रित है, जो उनके ताप उपचार (सूक्ष्म संरचना, यांत्रिक गुणों के स्तर) और उनकी स्वच्छता में भिन्न होते हैं।

एमएनएस का समावेश एचआईसी के लिए सबसे हानिकारक उत्प्रेरक है, इसलिए, एक बुनियादी उपाय के रूप में, अम्लीय वातावरण में उपयोग किए जाने वाले स्टील्स में सल्फर की मात्रा कम करनी होगी। स्टील निर्माण प्रक्रिया में प्रगति के कारण, सल्फर की मात्रा को काफी कम स्तर तक कम किया जा सकता है; 0.0008 wt. % (8ppm) से कम।

कैल्शियम उपचार आमतौर पर दीर्घ MnS के निर्माण को रोकने और सल्फाइड के समावेशन को गोलाकार आकार में नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, और यदि दरार प्रतिरोध गुण के लिए उपयुक्त कैल्शियम की मात्रा मौजूद हो। यदि कैल्शियम की मात्रा S की मात्रा की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक है, तो अतिरिक्त कैल्शियम ऑक्साइड बना सकता है जो HIC के आरंभकर्ता के रूप में कार्य कर सकते हैं। प्रभावी कैल्शियम की मात्रा को दर्शाने वाले कई पैरामीटर प्रस्तुत किए गए हैं, और कैल्शियम की मात्रा को एक संकीर्ण सीमा में सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने की आवश्यकता है; उदाहरण के लिए, 3

तालिका 1: उच्च-शक्ति पाइप स्टील के लिए रासायनिक संरचना आवश्यकताएँ, [पीपीएम]

चित्र 1 एचआईसी प्रतिरोधी इस्पात उत्पादन की प्रक्रिया को दर्शाता है। बीओएफ प्रक्रिया से पहले, गर्म धातु को मैग्नीशियम और सीएओ के इंजेक्शन द्वारा गर्म धातु विगंधकीकरण स्टेशन पर विगंधकीकृत किया जाता है। बीओएफ में, केवल कम सल्फर सामग्री वाले स्क्रैप को ही चार्ज किया जाना चाहिए। विऑक्सीकरण के लिए एल्युमीनियम और धातुमल बनाने वाले एजेंट टैपिंग के दौरान मिलाए जाते हैं। उसी समय मुख्य मिश्रधातु का प्रसंस्करण भी किया जाता है।

फिर करछुल को बबलिंग स्टेशन पर ले जाया जाता है, जहाँ ऊपरी लांस के माध्यम से आर्गन को उड़ाया जाता है ताकि धातु और धातुमल को मिलाकर डीसल्फराइज़ेशन किया जा सके। फिर, करछुल को वैक्यूम ट्रीटमेंट के लिए स्थानांतरित किया जाता है। स्टील को नीचे से आर्गन इंजेक्शन द्वारा हिलाया जाता है ताकि गहन डीसल्फराइज़ेशन और डीगैसिंग सुनिश्चित हो सके।