Όταν ένας σωλήνας θερμαντήρα τιτανίου 12 λυγίζει σε ακτίνα 3D και στη συνέχεια εκτονώνεται- σε 540 μοίρες , Πώς αλλάζει η ανάκτηση υπολειπόμενης τάσης στην εξωτερική ακτίνα το δυναμικό διάτρησης σε 5% NaCl στους 90 βαθμούς;

Το τιτάνιο βαθμού 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni) χρησιμοποιείται για σωλήνες θέρμανσης σε καταστάσεις που περιέχουν χλωριούχο άλας λόγω της ανώτερης αντίστασής του σε τρύπες. Όταν ο σωλήνας κάμπτεται σε μια σφιχτή ακτίνα 3 φορές τη διάμετρο του σωλήνα (3D), εμφανίζεται πλαστική εφελκυστική τάση 10 – 15% στην εξωτερική ακτίνα. Αυτή η ψυχρή εργασία οδηγεί σε υπολειπόμενη εφελκυστική τάση, αυξημένη πυκνότητα εξάρθρωσης και μπορεί να οδηγήσει σε προσανατολισμό των κόκκων άλφα{19}}φάσης. Το δυναμικό διάτρησης είναι το ηλεκτροχημικό δυναμικό στο οποίο εκκινούνται σταθερά κοιλώματα. Το δυναμικό δημιουργίας κοιλοτήτων μειώνεται με την αυξημένη ψυχρή εργασία. Η ανόπτηση ανακούφισης από το στρες για 30 λεπτά στους 540 βαθμούς ανακτά μέρος της καταπόνησης, μειώνει την υπολειπόμενη τάση και επιτρέπει κάποια ανακρυστάλλωση. Η ανακούφιση{20}}του στρες ενός λυγισμένου σωλήνα μειώνει το δυναμικό διάτρησης μόνο κατά 50-100 mV σε σύγκριση με την κατάσταση μη κάμψης, αντί για την πίεση 150-250 mV για έναν λυγισμένο σωλήνα χωρίς ανακούφιση από τάσεις.

Μηχανισμός ανάκτησης υπολειπόμενης καταπόνησης και αποκατάστασης δυναμικού διάτρησης

Η πλαστική παραμόρφωση λόγω κάμψης προκαλεί την ανάπτυξη εξαρθρώσεων και τη συσσώρευση στα όρια των κόκκων δημιουργώντας σημεία υψηλής-ενέργειας που είναι ιδανικές τοποθεσίες για εκκίνηση λάκκου. Η υπολειμματική τάση εφελκυσμού στην εξωτερική ακτίνα αποσταθεροποιεί περαιτέρω το παθητικό στρώμα. Η ανόπτηση ανακούφισης από το στρες στις 540 μοίρες επιτρέπει την αναρρίχηση και τον εκμηδενισμό του εξαρθρήματος, μειώνοντας την πυκνότητα του εξαρθρήματος κατά 60-80%. Αυτή η διαδικασία μειώνει επίσης την υπολειπόμενη εφελκυστική τάση από 150–250 MPa σε 30–60 MPa. Κατά τη διάρκεια της ανόπτησης, το μολυβδαίνιο και το νικέλιο του βαθμού 12 ανακατανέμονται για να εμπλουτίσουν την επιφάνεια και να βελτιώσουν τη σταθερότητα του παθητικού φιλμ. Το παθητικό φιλμ γίνεται πιο ομοιόμορφο, μειώνεται ο αριθμός των ενεργών θέσεων για την έναρξη του λάκκου και αποκαθίσταται το δυναμικό διάτρησης.

Ποσοτική Δυνατότητα Pitting έναντι Κάμψης και Ανακούφισης Στρες

Τα δυναμικά διάτρησης των σωλήνων τιτανίου βαθμού 12 υπό ελεγχόμενες δοκιμές σε 5% NaCl στους 90 βαθμούς έχουν καθοριστεί για διάφορες καταστάσεις. Για έναν μη λυγισμένο, ανοπτημένο σωλήνα (γραμμή βάσης), το δυναμικό διάτρησης είναι από +0.45 έως +0.60 V έναντι Ag/AgCl, δεν παρατηρείται κοιλότητα μετά από 1.000 ώρες. Για ένα σωλήνα λυγισμένο σε μια ακτίνα 3D στην-καμπτόμενη κατάσταση και χωρίς ανακούφιση από το στρες, το δυναμικό διάτρησης μειώνεται σε +0.20 έως +0.35 V και η διάτρηση ξεκινά μετά από 100–300 ώρες, με βάθος κοιλώματος 0,1–0,3 mm μετά από 500 ώρες. Για έναν σωλήνα λυγισμένο σε ακτίνα 3D και την πίεση-που εκτονώνεται στις 540 μοίρες για 30 λεπτά, το δυναμικό διάτρησης επανέρχεται σε +0.35 έως {+0.50 V, η διάτρηση εμφανίζεται μετά από 500–1.500 ώρες και τα βάθη κοιλωμάτων είναι 0,05–0,15 mmh μετά. Για έναν λυγισμένο σωλήνα 5D ακτίνας (πιο ήπια κάμψη) με ανακούφιση από την πίεση, το δυναμικό διάτρησης είναι +0.40 έως +0.55 V, πολύ κοντά στη μη λυγισμένη γραμμή βάσης. Ο σωλήνας λυγίστηκε σε μια ακτίνα 3D και το άγχος μειώθηκε στις 480 μοίρες (όχι αρκετά ζεστό). Παρατηρήθηκε μερική ανάκτηση με το δυναμικό διάτρησης από +0.25 έως +0.40 V.

Επίδραση της ακτίνας κάμψης και της θερμοκρασίας ανακούφισης{0}}τάσης στο δυναμικό διάτρησης

Η ανάκτηση του δυναμικού διάτρησης φαίνεται να εξαρτάται τόσο από την ακτίνα κάμψης όσο και από τη θερμοκρασία ανακούφισης της τάσης. Η τρισδιάστατη κάμψη ως υποβάθμιση δυναμικού λυγισμένης κοιλότητας είναι 150-250 mV κάτω από την τιμή μη κάμψης. Η ανακούφιση από το στρες στις 480 μοίρες ανακτά 30-50 mV, αφήνοντας μια κατάθλιψη 120-200 mV. Η ανακούφιση από το στρες στις 540 μοίρες ανακτά 100 έως 150 mV, αφήνοντας μια κατάθλιψη 50 έως 100 mV. Η ανακούφιση από το στρες στους 600 βαθμούς ανακτά 150-200 mV, αλλά αφήνει μια κατάθλιψη 20-50 mV, ωστόσο η διαδικασία μπορεί να οδηγήσει σε παραγωγή άλφα{24}}αν δεν εκτελεστεί σε αδρανή ατμόσφαιρα. Στην περίπτωση μιας κάμψης 5D, η ως-καμπτόμενη κοιλότητα είναι μόνο 50-100 mV και η ανακούφιση από το στρες στις 540 μοίρες ανακτά πλήρως το μη λυγισμένο επίπεδο. Για 2D κάμψη (πιο σφιχτή από 3D) η κατάθλιψη ως κάμψη είναι 200-350 mV. Ακόμη και η μείωση του στρες στους 540 βαθμούς, ανακτά μόνο 80-120 mV αφήνοντας μια τεράστια κατάθλιψη.

Οδηγός επιλογής ακτίνας κάμψης και ανακούφισης στρες σέρβις θερμού χλωρίου βαθμού 12

Οι συστάσεις για την κάμψη σωλήνων θερμαντήρα τιτανίου 12 βαθμού για συντήρηση σε 5% NaCl στους 90 μοίρες φαίνονται στον παρακάτω πίνακα, ως συνάρτηση της ακτίνας κάμψης, της επεξεργασίας ανακούφισης από την τάση και της επιθυμητής αντίστασης στο άνοιγμα.

Ακτίνα κάμψης (R/D) Ως-Δυναμικό κάμψης (V έναντι Ag/AgCl) Θερμοκρασία εκτόνωσης στρες (βαθμός ) Μετά-Δυνατότητα ανακούφισης λακκούβων (V έναντι Ag/AgCl) Προτεινόμενη εφαρμογή
5D +0.30 έως +0.45 540 βαθμό +0.45 έως +0.60 Υπηρεσία υψηλής αξιοπιστίας
5D +0.30 έως +0.45 Κανένα +0.30 έως +0.45 Μέτρια υπηρεσία
3D +0.20 έως +0.35 540 βαθμό +0.35 έως +0.50 Επαρκές με επιθεώρηση 3D +0.20 έως +0.35 Κανένα +0.20 έως +0.35 Δεν συνιστάται για θερμό χλώριο 2D +0.05 έως +0.20 540 βαθμό +0.15 έως +0.15 έως {{4} +0.20 600 βαθμός (αργό) +0.25 έως +0.40 Οριακός με Μηχανική Θεραπείας Ανακούφισης Στρες Βαθμού 7

Το δυναμικό διάτρησης και η ανάκτηση απελευθέρωσης στρες εξαρτώνται από την ποιότητα του τιτανίου. Ο βαθμός 7 έχει δυναμικό διάτρησης 100 – 200 mV υψηλότερο από τον βαθμό 12, επομένως ακόμη και ένας 3D ως λυγισμένος σωλήνας Βαθμού 7 μπορεί να είναι κατάλληλος για πολλές εφαρμογές (+ 0.30 έως + 0.45 V). Το πάχος του τοιχώματος δεν επηρεάζει το δυναμικό διάτρησης αλλά επηρεάζει το χρόνο διάδοσης του λάκκου. Το 95% ενός τοίχου 2,0 mm παραμένει με βάθος λάκκου 0,1 mm. Το περιβάλλον είναι σημαντικό για την ανακούφιση από το στρες. Η ανόπτηση στον αέρα στους 540 μοίρες παράγει ένα λεπτό οξείδιο, το οποίο δεν υποβαθμίζει την αντίσταση στο άνοιγμα των κοιλωμάτων, αλλά προτιμάται η ανόπτηση σε αργό ή κενό. Ο ρυθμός ψύξης μετά την ανακούφιση του στρες δεν έχει σημαντική επίδραση στο δυναμικό διάτρησης.

Αναπτύξτε μια ενημερωμένη προδιαγραφή

Προσδιορίστε την ανόπτηση{0}}ανακούφισης καταπόνησης στις 540 μοίρες για 30 λεπτά σε περιβάλλον αργού μετά την κάμψη, για σωλήνα θερμαντήρα τιτανίου 12 βαθμού που απαιτεί 3D κάμψη για συντήρηση σε 5% NaCl στους 90 βαθμούς . Πραγματοποιήστε δοκιμή κυκλικής πόλωσης σε δείγμα του λυγισμένου και ανακουφισμένου από τάσεις σωλήνα για να επιβεβαιώσετε το δυναμικό διάτρησης. το δυναμικό διάτρησης θα πρέπει να είναι εντός 100 mV της μη λυγισμένης βασικής τιμής από +0.45 έως +0.60V. Για στροφές πιο σφιχτές από 3D χρησιμοποιήστε τιτάνιο Grade 7 ή αυξήστε την ακτίνα κάμψης σε 5D. Εάν η ανακούφιση από το στρες δεν είναι εφικτή, αποδεχτείτε μια μειωμένη διάρκεια ζωής και εξετάζετε περιοδικά την λυγισμένη περιοχή για διάτρηση. Το δυναμικό ανοιχτού κυκλώματος του θερμαντήρα θα πρέπει να παρακολουθείται κατά τη λειτουργία, με ένα δυναμικό κάτω από +0.20 V έναντι Ag/AgCl που αυξάνει τον κίνδυνο δημιουργίας κοιλοτήτων. Η καταπόνηση του μηχανικού{21}}ανακουφίζεται στις 540 μοίρες μετά την κάμψη για να επανέλθει το δυναμικό διάτρησης του τιτανίου Βαθμού 12 εντός 50–100 mV από την μη λυγισμένη κατάσταση, έτσι ώστε το τιτάνιο να μπορεί να λειτουργεί αξιόπιστα σε λειτουργία θερμού χλωρίου.