زرکونیم کی کیا خصوصیات ہیں؟ گریڈز، سنکنرن اور ایپلی کیشنز

فزیکل اور نیوکلیئر پراپرٹیز

زرکونیم ایک ٹرانزیشن میٹل ہے جس کی کثافت تقریباً 6.49 جی/سینٹی میٹر ہے، تقریباً 1852 ڈگری سینٹی گریڈ کا پگھلنے کا نقطہ اور تقریباً 4377 ڈگری سینٹی گریڈ کا نقطہ ابلتا ہے۔ یہ چاندی کا-گرے، کمرے کے درجہ حرارت پر نرم ہوتا ہے اور ایک گھنے، خود-کی شکل دیتا ہے جو کہ اس کی فلم کوروکسائیڈ کی شفا یابی کی بنیاد ہے۔ اس کا حرارتی پھیلاؤ کم ہے اور اس کی حرارت کی منتقلی کی کارکردگی زیادہ ہے، یہی وجہ ہے کہ یہ صرف لیبارٹری کے آلات کے بجائے ہیٹ ایکسچینجرز میں ظاہر ہوتا ہے۔

وہ خاصیت جو زرکونیم کو دیگر سنکنرن-مزاحم دھاتوں سے الگ کرتی ہے، تھرمل نیوٹران کے لیے اس کا انتہائی کم جذب کراس-حصہ ہے، تقریباً 0.18 بارن فی ایٹم۔ لہٰذا زرکونیم نیوٹران کے لیے تقریباً شفاف ہے، جب کہ فطرت میں اس کے ساتھ پائے جانے والا ہفنیم انھیں مضبوطی سے جذب کرتا ہے، یہی وجہ ہے کہ جوہری درجات صرف زرکونیم کے مواد کی بجائے ایک ہیفنیم کی حد پر متعین کیے جاتے ہیں۔

گریڈز اور UNS عہدہ

صنعتی زرکونیم کو وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے چار درجات میں آرڈر کیا جاتا ہے، ہر ایک کا UNS نمبر ہوتا ہے جو مل سرٹیفکیٹ پر ظاہر ہوتا ہے۔ گریڈ کا انتخاب سنکنرن ڈیوٹی اور مطلوبہ طاقت کے لیے کیا جاتا ہے، نہ کہ صرف پاکیزگی کے لیے۔

پروڈکٹ کے فارم الگ الگ مواد کی وضاحتوں کے تحت آتے ہیں: پلیٹ، شیٹ اور پٹی کے لیے ASTM B551، سیملیس اور ویلڈیڈ ٹیوب کے لیے ASTM B523، اور بار اور تار کے لیے ASTM B550۔ خریداری کا آرڈر جس میں گریڈ کا نام ہوتا ہے لیکن پروڈکٹ کی وضاحتیں رواداری اور ٹیسٹ فریکوئنسی کو غیر متعین چھوڑ دیتی ہیں، لہذا دونوں کو آرڈر پر ظاہر ہونا چاہیے۔

سنکنرن سلوک

زرکونیم ہائیڈروکلورک ایسڈ، نائٹرک ایسڈ، زیادہ تر نامیاتی تیزاب، کلورائیڈز اور الکلائن میڈیا کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، اور یہ یوریا اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کی خدمت میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ اس کی حدود اتنی ہی اہم ہیں جتنی اس کی طاقت۔ اس پر ہائیڈرو فلورک ایسڈ اور فلورائیڈ کے ذریعے حملہ کیا جاتا ہے-جو محلول پر مشتمل ہوتا ہے، اور یہ مرتکز سلفیورک ایسڈ میں غیر موزوں ہوتا ہے، لہٰذا مخلوط تیزابی ندی کے لیے مخصوص کردہ ہیٹ ایکسچینجر کو گریڈ جاری ہونے سے پہلے فلورائیڈ کے مواد کے خلاف جانچنا ضروری ہے۔

سنکنرن مزاحمت کا انحصار آکسائڈ فلم کے برقرار رہنے پر ہے۔ اس لیے ہوا یا آکسیجن کا بہت سی آبی خدمات میں موجود ہونا ضروری ہے، اور وہ سامان جو لمبے عرصے تک مکمل طور پر ڈیئریٹڈ چلتے ہیں ایک ایریٹڈ لوپ میں ایک ہی آلات سے مختلف طریقے سے برتاؤ کر سکتے ہیں۔

فیبریکیشن اور مکینیکل رویہ

زرکونیم آسانی سے گرم اور ٹھنڈا بن جاتا ہے اور اسے ملاپ کے فلر کے ساتھ غیر فعال گیس شیلڈنگ کے تحت ویلڈیڈ کیا جا سکتا ہے۔ اس میں اعتدال پسند طاقت اور اینیلڈ حالت میں اعلی لچک ہے، لہذا تشکیل عام طور پر من گھڑت میں محدود قدم نہیں ہے؛ صفائی ہے. سٹیل کے اوزاروں، کام کے بینچوں یا پیسنے والے پہیوں سے لوہے کی آلودگی ہائیڈرائڈنگ اور قبل از وقت ناکامی کا سبب بنتی ہے، اس لیے ایک مخصوص جگہ اور وقف شدہ ٹولنگ معمول کی بات ہے۔ بنانے کے بعد ہلکا تیزاب کا اچار یا مکینیکل صفائی سروس سے پہلے سرایت شدہ لوہے کو ہٹا دیتی ہے۔

ایپلی کیشنز

سب سے زیادہ استعمال کیمیائی عمل کے آلات جیسے ہیٹ ایکسچینجرز، کالم، ری ایکٹر لائنرز، پمپس اور والوز ہیں، خاص طور پر جہاں ہائیڈروکلورک ایسڈ یا کلورائد{0}}برداشت کرنے والی ندیاں سٹینلیس سٹیل کو ناقابل عمل بناتی ہیں۔ نیوکلیئر ایپلی کیشنز ایندھن کی کلیڈنگ اور کور انٹرنلز کے لیے ہفنیم-کنٹرولڈ زرکونیم مرکب استعمال کرتی ہیں، اور چھوٹی مقداریں طبی اور خاص ایپلی کیشنز میں جاتی ہیں جہاں بائیو کمپیٹیبلٹی اور سنکنرن مزاحمت دونوں کی ضرورت ہوتی ہے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

Q:Zr702 اور Zr705 میں کیا فرق ہے؟
A: Zr702 (UNS R60702) بہترین عام سنکنرن مزاحمت کے ساتھ غیر ملاوٹ شدہ گریڈ ہے۔ Zr705 (UNS R60705) میں 2.0-3.0 % niobium ہوتا ہے، جو طاقت بڑھاتا ہے لیکن کچھ میڈیا میں سنکنرن مزاحمت کو قدرے کم کرتا ہے۔

Q:زرکونیم میں ہیفنیم محدود کیوں ہے؟
A: ہیفنیم تھرمل نیوٹران کو مضبوطی سے جذب کرتا ہے۔ نیوکلیئر سروس میں کم ہیفنیم مواد کی ضرورت ہوتی ہے، اور کیمیکل سروس میں بھی Hf کی حد درجہ تعریف کا حصہ ہے، مثال کے طور پر R60702 میں Hf 4.5% زیادہ سے زیادہ۔

Q:کیا زرکونیم کو ہائیڈرو فلورک ایسڈ کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے؟
A: نہیں، فلورائیڈ آئن حفاظتی آکسائیڈ فلم کو توڑ دیتے ہیں، اور زرکونیم ہائیڈرو فلورک ایسڈ اور فلورائیڈ- آلودہ ندیوں میں تیزی سے خراب ہو جاتا ہے۔

Q:زرکونیم ٹیوب کا حکم کیسے دیا جاتا ہے؟
A: گریڈ اور UNS نمبر کے لحاظ سے، پروڈکٹ کی تفصیلات (مثال کے طور پر ٹیوب کے لیے ASTM B523)، باہر کا قطر، دیوار کی موٹائی، مزاج اور ٹیسٹ کے تقاضے، آرڈر پر بیان کردہ ہافنیم اور آکسیجن کی حدود کے ساتھ۔

Q:زرکونیم کے آلات میں ابتدائی ناکامی کی کیا وجہ ہے؟
A: لوہے کی آلودگی اور ہائیڈرائڈنگ معمول کی وجوہات ہیں۔ کاربن اسٹیل کے اوزاروں یا بینچوں سے سرایت شدہ لوہا ایسی جگہیں بناتا ہے جہاں ہائیڈروجن جذب ہوتی ہے اور دھات میں دراڑیں پڑ جاتی ہیں۔

Q:کیا زرکونیم مقناطیسی ہے؟
A: نہیں، یہ ایک غیر-مقناطیسی ٹرانزیشن میٹل ہے، جو فیبریکیشن چیک کے دوران اسے لوہے کی آلودگی سے الگ کرنے کا ایک عملی طریقہ ہے۔