Dealloying (डी-अलॉयिंग)
4.3.11 De alloying (डी-अलॉयिंग)
4.3.11.1 Description of Damage
De alloying एक selective corrosion mechanism है जिसमें किसी alloy के एक या अधिक constituents को preferentially attack किया जाता है, जिससे एक कम density वाला (de alloyed) और अक्सर porous structure बच जाता है। Component failure अचानक और बिना चेतावनी के हो सकता है क्योंकि de alloyed material के mechanical properties काफी हद तक degrade हो जाते हैं।
4.3.11.2 Affected Materials
मुख्य रूप से copper alloys (जैसे brass, bronze, tin) के साथ-साथ Alloy 400 और cast iron प्रभावित होते हैं।
4.3.11.3 Critical Factors
a) De alloying को प्रभावित करने वाले factors में alloy की composition और exposure conditions शामिल हैं, जैसे temperature, degree of aeration, pH और exposure time।
b) De alloying कई अलग-अलग alloys में हो सकता है, लेकिन यह आमतौर पर बहुत specific alloyn environment combinations तक सीमित रहता है।
c) Exact conditions जिनमें de alloying होता है, अक्सर define करना मुश्किल होता है और damage कई वर्षों तक धीरे-धीरे develop हो सकता है।
4.3.11.4 Affected Units or Equipment
a) Underground cast iron piping जो कुछ soils के संपर्क में आता है।
b) Cooling water applications में heat exchanger tubing (brass, Al brass) कुछ brackish और seawater environments में de alloying के लिए susceptible होती है, लेकिन अक्सर tube sheets ज्यादा damage suffer करते हैं।
c) कुछ fresh या domestic water systems में भी समस्याएँ हो सकती हैं।
d) Boiler feed water piping systems और after boiler components में de alloying हो सकता है, जिसमें bronze pumps, मोनेल strainers और brass pressure gauge fittings शामिल हैं।
4.3.11.5 Appearance or Morphology of Damage
a) अक्सर significant color change या deep etched (corroded) appearance दिखाई देता है क्योंकि alloy का एक element remove हो जाता है। हालांकि, कुछ cases में visual inspection से बाहरी रूप से damage स्पष्ट नहीं होता, भले ही full wall thickness degrade हो चुकी हो।
b) Attack uniform (layer type) भी हो सकता है या localized (plug type) भी हो सकता है (Figure 4-101 और Figure 4-102)।
c) कुछ मामलों में original material पूरी तरह de alloyed हो जाता है, फिर भी component में लगभग कोई dimensional या visible change नहीं दिखता।
4.3.11.6 Prevention / Mitigation
a) यह predict करना अक्सर कठिन होता है कि कौन से environment में de alloying होगा, इसलिए certain alloys की susceptibility और उसके consequences को ध्यान में रखना जरूरी है।
b) De alloying resistance को कभी-कभी alloying elements जोड़कर improve किया जा सकता है। उदाहरण के लिए:
Tin copper alloys में de alloying को inhibit करता है।
Admiralty brass में बहुत छोटे मात्रा में phosphorus, antimony या arsenic जोड़ने से resistance बढ़ता है।
Aluminum bronze में डी-एल्युमिनाइज़ेशन को heat treatment से α (alpha) और β (Beta) microstructure बनाकर रोका जा सकता है।
c) De alloyed component की further degradation को रोकने का एकमात्र तरीका exposure conditions को बदलना या उसे resistant material से replace करना है।
d) कुछ alloy environment combinations में cathodic protection या barrier coatings effective हो सकते हैं।
4.3.11.7 Inspection and Monitoring
a) कई alloys affected area में color change दिखाते हैं, लेकिन scale removal के बाद ही attack की depth स्पष्ट होती है।
b) Brasses में dealloying visually red copper color के रूप में दिखाई देता है, जबकि original yellow brass color गायब हो जाता है।
c) Cast iron में graphitic corrosion होने पर material charcoal gray हो जाता है और इसे knife से आसानी से cut या gouge किया जा सकता है।
d) Damage की extent confirm करने के लिए metallographic examination की आवश्यकता हो सकती है।
e) De alloying के साथ hardness में significant reduction हो सकता है, हालांकि यह localized भी हो सकता है।
f) Acoustic techniques (जैसे metallic ring का loss) और ultrasonic attenuation लागू हो सकते हैं, लेकिन UT thickness measurements उपयुक्त नहीं होते।
g) फिटनेस फॉर सर्विस (FFS) analysis में यह ध्यान रखना चाहिए कि de alloyed हिस्सा brittle हो सकता है और load bearing strength में बहुत कम या कोई योगदान नहीं देता।
4.3.11.8 Related Mechanisms
a) De alloying को अक्सर उस element के नाम से refer किया जाता है जो remove होता है, जैसे डीजिंकिफिकेशन, डी स्टेनसिफिकेशन, डेनिकेलिफिकेशन, डील्युमिनिफिकेशन और graphitic corrosion। इसे selective leaching भी कहा जाता है।
b) Graphitic corrosion cast irons को प्रभावित करता है और इसका विवरण section 4.3.12 में दिया गया है।
