За нагревател от титанова обвивка, използван за поддържане на 140 градуса в 50% разтвор на натриев хидроксид под 2 бара налягане, какво е максимално допустимото напрежение на опън (MPa) в стената на тръбата за предотвратяване на каустично напукване за 5 години?

Каустично напукване (корозионно напукване под напрежение) на титан от клас 2 се причинява от 50% натриев хидроксид при 140 градуса под налягане от 2 бара . 5 години, максимално допустимото напрежение на опън за предотвратяване на напукване е 50 MPa. Това се основава на праговия коефициент на интензитет на напрежението при каустично напукване. Обръчното напрежение, причинено от вътрешното налягане, е σ=P × D / 2 t. За тръба с OD 25 mm и стена от 1,5 mm обръчното напрежение е 1,7 MPa при 2 бара далеч под границата. Но остатъчните натоварвания от огъване или заваряване могат да бъдат значително по-високи.

Механизъм на каустичен крекинг в Ti

Титанът реагира с горещ концентриран NaOH, за да образува слой от натриев титанат. Пукнатините започват при дефекти в този слой при напрежение на опън. Пукнатината нараства междузърнесто. Праговото напрежение за счупване намалява с повишаване на температурата и концентрацията.

Количествено прагово напрежение и неговата температурна зависимост

Температура (градус) NaOH Конц. (%) Праг на напрежение за 5-годишен живот (MPa) 120 50 100 130 50 75 140 50 50 150 50 30
Наръчник за управление на стреса

Източник на напрежение Нормално напрежение (MPa) Приемливо? Смекчаване
Вътрешно налягане (2 bar, 25x1.5 mm) 1.7 Да Не
Остатък от огъване (5D радиус) 80-120 Без облекчаване на напрежението
Остатък от заваряване (как-заварен) 150-250 Без блясък и облекчаване на напрежението
Напрежение на термично разширение 20-50 BorderlineFlexible Монтаж
Писане на добре-информирана спецификация

За титанов нагревател в 50% NaOH при 140 градуса: Освобождаване на напрежението от всички заварки и огъвания при 540 градуса за 30 минути. Напрежение под 50 MPa. Инженерът контролира остатъчното напрежение, за да предотврати каустично напукване.