Pelat Tantalum: Logam Tahan Api yang Dibuat untuk Pelayanan Agresif
Pelat tantalum diproduksi dengan melebur-tantalum dengan kemurnian tinggi lalu menempa dan menggulung ingot menjadi lembaran dan pelat, dengan anil vakum menengah untuk mengontrol struktur butiran, kekerasan, dan kerataan. Logam ini memiliki kisi kubik berpusat-tubuh, kepadatan sekitar 16,6 g/cm³ dan titik leleh mendekati 2996 derajat , sehingga tetap mempertahankan kekuatan yang berguna pada suhu di mana banyak kadar baja tahan karat dan nikel sudah merayap. Namun, perbedaan sebenarnya terletak pada sifat kimianya: lapisan oksida pasif tipis terbentuk seketika di udara dan terbentuk kembali setelah kerusakan mekanis, itulah sebabnya pelat tantalum yang relatif tipis digunakan sebagai penghalang korosi pada peralatan dibandingkan sebagai bagian struktural.
Pelat disuplai dalam kondisi yang dianil sepenuhnya,-bebas tegangan, atau dalam bentuk-digulung, dipotong sesuai ukuran atau dibiarkan dengan tepi gilingan, dan dapat disuplai dengan permukaan yang diasamkan,-dianil cerah, atau dikerjakan dengan mesin bergantung pada metode penyambungan hilir. Karena tantalum murni tetap ulet pada suhu kamar, tantalum dapat dipotong, dibor, dipintal, ditarik dalam, dan dilas tanpa pemanasan awal, asalkan area kerja tetap bersih dan logam panas terlindung dari oksigen dan nitrogen.
Spesifikasi Plat Tantalum Unalloyed Khas
| Milik | Nilai atau batas tipikal |
|---|---|
| Bentuk dan standar produk | Pelat, lembaran dan strip tantalum murni sesuai ASTM B708 |
| Nilai umum yang tidak dicampur | R05200 (oksigen rendah) dan R05400 (oksigen standar) |
| Konten Tantalum | 99,9 % ke atas, tantalum seimbang |
| Kepadatan | kira-kira. 16.6 g/cm³ |
| Titik lebur | kira-kira. 2996 derajat |
| Oksigen, maksimal | 0,015 % pada R05200; 0,030 % di R05400 |
| Nitrogen, maksimal | 0.010 % |
| Karbon, maksimal | 0.005 % |
| Hidrogen, maksimum | 0.0015 % |
| Kekuatan tarik, anil | sekitar 240 hingga 350 MPa |
| Pemanjangan, anil | minimal 20%. |
| Konduktivitas termal | kira-kira. 57 W/(m·K) |
| Kisaran ketebalan | 0,1 mm hingga 50 mm |
Oksigen dan nitrogen adalah elemen yang menentukan perilaku pelat tantalum di lantai pabrik, karena keduanya meningkatkan kekerasan dan mengurangi pemanjangan. Pembeli yang ingin melakukan deep draw atau cold form suatu komponen harus menentukan kadar-oksigen rendah dan meminta data kekerasan dan ukuran butir yang dicatat pada lot sebenarnya yang akan dikirimkan, daripada menerima pernyataan komposisi yang umum. Toleransi ketebalan, kerataan, lebar, dan kondisi tepi potongan sama pentingnya dengan kimia, karena hal tersebut menentukan berapa banyak material yang terkikis selama blanking dan pengelasan.
Aplikasi Pengolahan Kimia
Pelat Tantalum dipilih untuk pabrik kimia karena tahan terhadap asam klorida, asam sulfat, asam nitrat, dan banyak asam organik pada rentang konsentrasi dan suhu yang luas, dan karena tahan terhadap kandungan klorin-dan media pengoksidasi lainnya yang menyerang sebagian besar logam reaktif. Tugas umumnya mencakup tubesheet penukar panas dan pelapis cangkang, bejana reaktor dan bagian dalam kolom, thermowell, pemanas bayonet, cakram pecah, dan gulungan pipa berlapis, di mana beberapa milimeter tantalum memisahkan aliran proses dari penyangga baja struktural yang lebih murah.
Lembaran tabung penukar panas, baffle, dan lapisan cangkang untuk layanan asam
Pelapis reaktor, poros agitator, dan tabung celup dalam tugas hidroklorinasi dan nitrasi
Thermowell, probe pengambilan sampel, dan selongsong pelindung instrumen
Pecahnya cakram dan komponen pelepas tekanan yang tidak boleh menimbulkan korosi hingga rusak
Batasan bahan harus diperhatikan: asam fluorida, campuran yang mengandung fluorida-dan alkali pekat panas menyerang tantalum dengan cepat, dan penggetasan hidrogen menjadi risiko yang sangat mengurangi layanan asam pada suhu tinggi. Jika kondisi tersebut mendominasi, tantalum hanyalah penghalang yang salah dan ketahanan korosi tidak dapat mengimbanginya.
Aplikasi Luar Angkasa, Elektronik dan Medis
Dalam pekerjaan dirgantara, pelat tantalum digunakan untuk-komponen bagian panas seperti pelapis ruang bakar, sisipan nosel, perangkat keras tenggorokan, dan braket struktur-suhu tinggi, yang titik lelehnya dan keuletannya digabungkan dengan laju penguapan rendah pada suhu tinggi. Dalam elektronik, logam berfungsi sebagai target sputtering untuk-resistor film tipis dan lapisan penghalang, sebagai komponen pengambil dan pelindung dalam perangkat vakum, dan sebagai bantuan sintering dalam industri kapasitor: rantai pasokan bubuk didominasi oleh tantalum, namun produk pelat dan lembaran mendukung peralatan yang memprosesnya.
Pembuatan perangkat medis menggunakan pelat tantalum murni untuk implan, pelat tengkorak, dan penanda radiografi, yang merupakan jalur yang dicakup oleh standar khusus implan seperti ASTM F560, bukan hanya B708. Sekali lagi, kandungan interstisial yang rendah dan ketertelusuran lelehan yang terverifikasi adalah sifat yang paling penting.
Fabrikasi, Penanganan dan Kontrol Kualitas
Pengelasan pelat tantalum biasanya dilakukan dengan pengelasan busur tungsten gas inert dalam atmosfer yang kering dan terkendali, dengan pelindung belakang dan, untuk sambungan kritis, kotak sarung tangan tertutup. Kontaminasi kolam cair oleh oksigen atau nitrogen menghasilkan lasan yang keras dan rapuh dan merupakan penyebab paling umum kegagalan dini pada bejana berlapis tantalum. Pemotongan dapat dilakukan dengan pemesinan, waterjet atau geser; pemotongan termal menimbulkan zona yang terkena dampak panas-yang terkontaminasi yang harus dihilangkan dengan penggilingan sebelum diservis.
Dokumentasi pembelian untuk aplikasi-penghalang korosi harus mencakup nomor panas, penetapan standar yang berlaku, analisis kimia interstisial signifikan, hasil pengujian mekanis, pemeriksaan ultrasonik atau penetran pewarna jika disetujui, dan sertifikat asal. Pelat yang dimaksudkan untuk peralatan bertekanan juga harus dilengkapi dengan catatan dimensi yang memungkinkan fabrikator mereproduksi ketebalan desain setelah pembentukan.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Q: Apa perbedaan antara pelat tantalum R05200 dan R05400?
Kedua kadar murni tersebut berbeda terutama dalam kandungan oksigen maksimum. R05200 memiliki kualitas-oksigen yang lebih rendah dengan keuletan dan sifat mampu bentuk yang lebih baik, sedangkan R05400 memungkinkan lebih banyak oksigen, sehingga meningkatkan kekuatan dan kekerasan namun mengurangi jumlah pekerjaan dingin yang dapat diterima pelat.
T: Bahan kimia apa yang tidak boleh ditangani di peralatan tantalum?
Asam fluorida, larutan apa pun yang mengandung ion fluorida bebas, dan larutan kaustik pekat panas menyerang tantalum dengan cepat. Mengurangi layanan asam secara signifikan pada suhu tinggi juga menimbulkan risiko pengambilan hidrogen dan penggetasan.
T: Seberapa tebal pelat tantalum yang dibutuhkan untuk lapisan bejana?
Pelat tipis berukuran sekitar 0,5 mm hingga 2 mm umum digunakan untuk pelapis, karena logam berfungsi sebagai penghalang dan bukan sebagai dinding-yang menahan beban. Baja pendukung membawa tekanan, dan ketebalan tantalum diatur dengan persyaratan pembentukan, pengelasan dan kelonggaran korosi.
Q: Bisakah pelat tantalum dilas ke baja?
Tidak secara langsung. Tantalum membentuk fase intermetalik yang rapuh dengan baja, sehingga digunakan sambungan transisi atau penahan ledakan atau penahan mekanis, atau tantalum hanya dilas pada dirinya sendiri dan ditahan pada cangkang baja dengan cara lain.
Q: Informasi apa saja yang harus dicantumkan pada pemesanan plat tantalum?
Nyatakan penunjukan dan tingkatan standar, ketebalan dan toleransi, lebar dan panjang, kondisi permukaan dan tepi, perlakuan temper atau panas, persyaratan pengujian dan apakah pemeriksaan interpass atau pemeriksaan ultrasonik akhir diperlukan, bersama dengan paket dokumentasi yang diperlukan untuk aplikasi akhir.
Q: Apakah plat tantalum memerlukan penyimpanan khusus?
Jaga agar tetap kering, terpisah dari perkakas baja untuk menghindari kontaminasi besi, dan bebas dari tinta atau label penanda yang mengandung fluorida-. Sarung tangan yang bersih dan peralatan penanganan khusus yang terbuat dari baja tahan karat atau plastik mencegah kontaminasi permukaan yang kemudian menyebabkan cacat las.