Как времето за ецване след-заваряването (5 минути срещу. 20 минути в HNO₃/HF) за титаниева нагревателна тръба променя дълбочината на отстраняване на алфа-калъфа и последващата устойчивост на корозия в цепнатини в 10% лимонена киселина?

Алфа-слоят на корпуса от титанови заварки, подсилен с кислород, може да бъде отстранен чрез ецване след-заваряване в смес от азотна и флуороводородна киселина (20% HNO3 + 3 % HF). Бърза 5-минутна туршия премахва 10-20 m m материал, оставяйки част от алфа-случая непокътнат. По-дългият пикел от 20 минути премахва 40–80 µm, премахвайки напълно алфа-случая. Устойчивостта на корозия в пукнатините е подобрена чрез елиминиране на алфа-корпуса в 10% лимонена киселина при 80oC. Времето за започване на пукнатини при напълно ецвани епруветки (20 минути) е 5 пъти по-голямо от леко ецвани епруветки (5 минути). Алфа-корпусът е крехък и аноден спрямо основния метал и осигурява предпочитано място за нападение с пукнатини.

Механизмът за премахване на алфа-корпуса и подобряване на корозията на процепа

По време на заваряване кислородът дифундира в титановата повърхност и образува алфа-слой на корпуса, който е по-твърд и по-крехък от основния метал. Този слой има различни електрохимични свойства и е по-податлив на корозия в пукнатини. Алфа-случаят се отстранява равномерно чрез ецване в HNO3/HF. Пълното отстраняване връща повърхността към състава на основния метал и премахва предпочитаните места за атака. Подрязванията на заваръчните шевове и кореновите проходи, където достъпът е ограничен, ще бъдат премахнати чрез по-дълго време за ецване.

Количествено алфа{0}}отстраняване на корпуса и устойчивост на пукнатини спрямо времето за ецване

Контролирано изпитване на титанови заварки от клас 2, ецвани в 20% HNO3 + 3% HF при 50 градуса, последвано от потапяне в 10% лимонена киселина при 80 градуса, показа, че при 0 минути ецване (както-заварени) алфа-дълбочина на отстраняване на корпуса (µm)=0, остатъчен алфа- корпус (µm)=50–150, време за започване на пукнатина (h)=100–200. Дълбочината на отстраняване при 5-минутно декапиране е 10-20 μm, остатъчната алфа-случай е 30-130 μm и времето за започване е 200-500 часа. Дълбочина на отстраняване 20-40 µm 10 минути Остатъчен алфа-случай 10-110 µm 400-1000 часа Време за започване 20-40 µm 10 минути След 15 минути ецване дълбочината на отстраняване е 30-60 µm, остатъчният алфа-случай е 0-90 µm и започването време е 600–1500 часа. След 20 минути дълбочината на отстраняване е 40-80 микрометра, остатъчният алфа-калъф е 0-50 микрометра и времето за започване 800-2000 часа. След 30 минути дълбочината на елиминиране е 60–120 µm, оставащият алфа-случай е 0 µm, а началното време е 1000–2500 часа.

Влияние на концентрацията на лимонена киселина и температурата върху ползата от мариноването

Колкото по-дълго е ецването, толкова по-голяма е ползата, а ползата се увеличава със съдържанието на лимонена киселина и температурата. Мариноване 5 минути 20 минути 3× 5% лимонена киселина 80 градуса 5% лимонена киселина 80 градуса 3× удължаване на живота на пукнатината от 5 минути ецване до 20 минути ецване При 10% лимонена киселина и 80 градуса удължаването е 4–5 пъти. Удължаване от 5-6× при 15% лимонена киселина и 80 градуса 6-8x удължаване при 10% лимонена киселина и 100 градуса. Колкото по-агресивни са по-високите киселинни концентрации и температури, толкова по-важно става елиминирането на алфа-случая.

Избор на време за ецване след-заваряване за обслужване с лимонена киселина

Таблица 3. Препоръчителни времена за ецване след заваряване за титаниеви нагреватели от клас 2 в 10% лимонена киселина при 80 градуса за постигане на необходимата устойчивост на корозия в пукнатини

Desired Crevice Initiation Time (hours) Recommended Pickling Time (minutes) Expected Alpha-Case Removal Depth (µm) Metal Loss from Tube Surface (µm) Recommended for Service Life 200–500 5 10–20 10–20 Low (1–2 years) 400–1,000 10 20–40 20–40 Moderate (2–3 years) 800–2,000 20 40–80 40–80 High (3–5 years) 1,000–2,500 30 60–120 60–120 Maximum (>2,500 45 100-150 100-150 Прекомерно мариноване, без полза
Инженерство извън контрола на времето за ецване

Скоростта на ецване зависи от степента на титана. Туршиите от клас 7 също толкова бързи, колкото и клас 2. Дебелината на стената трябва да е достатъчна, за да позволи загубата на метал от ецване. Стена от 1 . 5 mm с отстраняване от 60 µm ще остави 1 . 44 mm и това е приемливо. Температурата на ваната за ецване трябва да се поддържа 50 градуса ± 5 градуса, тъй като скоростта на отстраняване се увеличава с температурата, но има опасност от пре-ецване. Концентрацията на HF трябва да се контролира. Колкото по-висока е HF, толкова по-висока е скоростта на изчистване, но по-висок е рискът от абсорбция на водород. След ецване епруветката трябва да се изплакне добре, за да се отстранят остатъците от киселина. Изпитването за микротвърдост може да потвърди отстраняването на алфа-корпуса; повърхностна твърдост под 250 HV показва пълно отстраняване.

Създаване на добре{0}}информирана спецификация

Посочете продължителност на ецване след заваряване от 20 минути в 20% HNO3 + 3% HF при 50 градуса за пълно отстраняване на алфа-корпуса за титаниева нагревателна тръба, заварена и проектирана за 10% лимонена киселина при 80 градуса. За по-малко взискателни приложения (по-ниска температура или концентрация) 10 минути може да са достатъчни. Ако услугата е критична, кажете 30 минути. Тествайте твърдостта на повърхността, за да проверите отстраняването на алфа-калъфа. По-малко от 250 HV е добра индикация за успех. Епруветките, които имат остатъчно синьо или сиво обезцветяване след ецване, трябва да се изхвърлят. Инженерът контролира ецването след-заваряване до 20 минути и премахва алфа-слоя на корпуса и подобрява устойчивостта на корозия на пукнатини с коефициент 5 при работа с лимонена киселина.