קצב דילול מתייחס לאחוז מתכת הבסיס שנמסה ומתערבבת בשכבת הציפוי הקשיח שהופקדה במהלך תהליך הריתוך.

במהלך ציפוי קשיח PTA, חלק קטן מחומר המצע מותך במכוון כדי ליצור קשר מתכות בין השכבה העליונה למתכת הבסיס. מידת הערבוב קובעת את קצב הדילול.

במילים פשוטות:

• דילול גבוה= עוד מתכת בסיסית מעורבבת בשכבת הציפוי.
•דילול נמוך= הרכב הכיסוי נשאר קרוב יותר לכימיה המקורית של אבקת הסגסוגת.

מאחר שסגסוגות ציפוי קשיח מתוכננות בקפידה לתכונות ספציפיות של עמידות בפני שחיקה וקורוזיה, שמירה על קצב דילול נמוך היא לעתים קרובות קריטית להשגת הביצועים הרצויים.

 

כיצד מחושב קצב דילול?

קצב הדילול מחושב בדרך כלל באמצעות ניתוח מטלוגרפי חתך רוחב.

הנוסחה היא:

קצב דילול (%) = A ÷ (A + B) × 100

אֵיפֹה:

•A= שטח של מתכת בסיסית מותכת
•B= שטח של חומר קשיח שהופקד

לאחר הכנת חתך מטלוגרפי, בדרך כלל משתמשים בתוכנת ניתוח תמונה כדי למדוד אזורים אלה במדויק.

 

שיעורי דילול אופייניים של תהליכי חיפוי קשיח שונים

טכנולוגיות ריתוך וחיפוי שונות מייצרות רמות דילול שונות באופן משמעותי.

תַהֲלִיך	קצב דילול אופייני
SMAW קשיח-ציפוי	15% – 35%
MIG/GMAW קשיחה	10% – 25%
TIG קשיח-פייסינג	5% – 15%
ציפוי קשיח של הורים-הורים	3% – 10%
חיפוי לייזר	1% – 5%

ציפוי קשיח של PTA מוכר באופן נרחב בזכות שיעורי הדילול הנמוכים ביותר מבין תהליכי ריתוך קשת, תוך שמירה על יעילות שיקוע מעולה.

 

למה קצב הדילול חשוב?

1. זה משפיע ישירות על ההרכב הכימי

אבקות לחיתוך קשיח מעוצבות עם הרכבים כימיים מדויקים כדי להשיג תכונות ספציפיות.

דוגמאות כוללות: סטליט 6, סטליט 12, אינקונל 625, Ni60, סגסוגות מחוזקות בטונגסטן קרביד

חומרים אלה מכילים יסודות מאוזנים בקפידה כגון: כרום (Cr), ניקל (Ni),

קובלט (Co), טונגסטן (W), מוליבדן (Mo), קרבידים

דילול מוגזם מכניס יסודות לא רצויים מהמצע, במיוחד ברזל (Fe), אשר משנה את הכימיה של הכיסוי.

כתוצאה מכך:

• קשיות יורדת
• ירידה בעמידות בפני שחיקה
• עמידות בפני קורוזיה מתדרדרת

 

2. זה משפיע על קשיות

קשיות הכיסוי תלויה במידה רבה בשמירה על הרכב הסגסוגת המיועד.

לדוגמה, שכבת-על של Stellite 6 עשויה להשיג:40–45 שעות ביממה

עם זאת, אם הדילול הופך מוגזם, הקשיות יכולה לרדת משמעותית עקב תכולת ברזל מוגברת במצע.

קשיות נמוכה יותר מתורגמת לעיתים קרובות ישירות לחיי שירות קצרים יותר בתנאי שוחקים.

 

3. זה מפחית את עמידות השחיקה

סגסוגות קשיחות רבות מסתמכות על פאזות קשות כגון:

• טונגסטן קרבידים (WC)
• כרום קרבידים
• בורידים

פאזות קשות אלו מספקות עמידות מצוינת ל:

• שחיקה
• שחיקה
• שחיקה מתכת-למתכת

כאשר הדילול עולה, ריכוז שלבי החיזוק הללו יורד, מה שמפחית את עמידות הבלאי הכוללת של הציפוי.

 

4. זה משפיע על עמידות בפני קורוזיה

עבור יישומים קריטיים כגון: משטחי איטום שסתומים, ציוד לעיבוד כימי,

רכיבים ימיים, מערכות נפט וגז

סגסוגות מבוססות ניקל וקובלט משמשות בדרך כלל להגנה מפני קורוזיה.

דילול יתר מגביר את תכולת הברזל בתוך השכבה, ומחליש את עמידותה בפני:

• התקפת כלוריד
• סביבות חומציות
• חשיפה למי ים
• חמצון בטמפרטורה גבוהה

זה יכול לקצר באופן דרמטי את תוחלת החיים של הרכיבים בסביבות הפעלה אגרסיביות.

 

מדוע PTA Hardfacing משיג דילול נמוך

בקרת קלט חום מדויקת

ריתוך PTA משתמש בקשת פלזמה מרוכזת ביותר עם אבקת סגסוגת המוזנת באופן עצמאי.

בניגוד לתהליכי ריתוך קונבנציונליים באמצעות הזנת חוט, ניתן לשלוט בקלט החום בצורה מדויקת, מה שממזער את התכת המצע.

התוצאה היא:

• עומק חדירה מופחת
• אזורים קטנים יותר המושפעים מחום
• שיעורי דילול נמוכים יותר

 

מערכת הזנת אבקה עצמאית

האבקה מוזרקת ישירות לקשת הפלזמה ומותכת לפני הכניסה לבריכת הריתוך.

מכיוון שהחומר המופקד אינו תלוי בהיתוך חוט מילוי, התהליך מציע שליטה מעולה על הרכב הכיסוי.

היתרונות כוללים:

• כימיה עקבית
• פיקדונות אחידים
• יציבות תהליך משופרת

 

צפיפות אנרגיה גבוהה

קשת הפלזמה יכולה להגיע לטמפרטורות העולות על 10,000 מעלות צלזיוס.

אנרגיה מרוכזת זו מאפשרת התכת אבקה יעילה תוך מזעור התכה מיותרת של המצע.

כתוצאה מכך, ציפוי קשיח של PTA מספק:

• הדבקה מטלורגית מעולה
• דילול מינימלי
• שכבות איכותיות

 

מהו קצב הדילול האידיאלי עבור ציפוי קשה של PTA?

רמת הדילול האופטימלית תלויה ביישום.

ציפוי קשיח עמיד בפני שחיקה

דילול מומלץ:3% – 8%

יישומים: רכיבי מגרסה, ציוד כרייה, מסועי בורג, חלקי עבודות עפר

 

שכבות עמידות בפני קורוזיה

דילול מומלץ:2% – 5%

יישומים: שסתומים, משאבות, ציוד לעיבוד כימי, רכיבים ימיים

 

שחזור ותיקון ממדי

דילול מומלץ:5% – 10%

יישומים: שיפוץ פירים, תיקון גלילים, שיפוץ עובש

 

כיצד להפחית דילול בציפוי קשה של PTA

אופטימיזציה של זרם הריתוך

זרם מוגזם מגביר את עומק החדירה ואת התכת המצע.

שמירה על רמת זרם תקינה היא אחת הדרכים היעילות ביותר לשלוט בדילול.

 

שמירה על מהירות נסיעה יציבה

מהירות נסיעה לא עקבית עלולה לגרום לשינויים בגודל בריכת הריתוך ובחדירה.

מערכות אוטומטיות מסייעות לשמור על דילול אחיד על פני כל הרכיב.

 

השתמשו בציוד מתקדם של הורים והורים