Когато нагревателна тръба от титан клас 12 се огъне до 3D радиус и след това напрежението-се облекчи при 540 градуса, как възстановяването на остатъчната деформация във външния радиус променя своя потенциал за питинг в 5% NaCl при 90 градуса?

Титан клас 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) се използва за нагревателни тръби в хлорид-съдържащи настройки поради превъзходната му устойчивост на питинг. Когато тръбата е огъната до стегнат радиус от 3 пъти диаметъра на тръбата (3D), външният радиус изпитва 10-15% пластично напрежение на опън. Тази студена обработка предизвиква остатъчно напрежение на опън, увеличава плътността на дислокациите и може да ориентира алфа фазовите зърна. Потенциалът на питинг, който е електрохимичният потенциал, при който се зараждат стабилни питтинги, намалява с увеличаване на студената работа. Отгряването за облекчаване на напрежението при 540 градуса за 30 минути може да възстанови част от деформацията, да намали остатъчното напрежение и да позволи частична рекристализация. Потенциалът на вдлъбнатина на тръба, която е била огъната и напрежението е освободено, се възстановява до 50 до 100 mV от неогънато състояние, в сравнение с депресия от 150 до 250 mV за тръба, която е била огъната, но не е освободено напрежението.

Механизъм за възстановяване на потенциала на питинг и възстановяване на остатъчната деформация

Дислокациите пролиферират и се агрегират по границите на зърната по време на пластично огъване, което осигурява места с висока-енергия, които са предпочитани за иницииране на ями. Пасивният филм допълнително се дестабилизира от остатъчното напрежение на опън по външния радиус. Отгряването за облекчаване на напрежението при 540 градуса насърчава изкачването и унищожаването на дислокациите, което води до 60-80% намаляване на плътността на дислокациите. Този метод също така намалява остатъчното напрежение на опън от 150-250 MPa до 30-60 MPa. Молибденът и никелът от степен 12 се преразпределят и обогатяват на повърхността и стабилността на пасивния филм се подобрява по време на отгряване. Потенциалът за питинг се възстановява, когато броят на активните петна за иницииране на пит намалява и пасивният филм става по-хомогенен.

Количествен потенциал на питинг спрямо облекчаване на напрежението и огъване

Потенциалът на питинг за титаниеви тръби клас 12 в 5% NaCl при 90 градуса C е определен чрез контролирано изпитване в редица ситуации. Потенциалът за питинг за неогъната, загрята тръба (базова линия) е +0.45 до +0.60 V спрямо Ag/AgCl и не се появява питинг след 1000 часа. (x) Тръба, огъната до 3D радиус в -извито състояние без облекчаване на напрежението, има потенциал за питинг от +0.20 до +0.35 V, питингът започва след 100-300 часа и след 500 часа дълбочината на питинга е 0,1-0,3 mm. За тръба, огъната до 3D радиус и облекчена от напрежението при 540 градуса за 30 минути, потенциалът за питинг се възстановява до +0.35 до +0.50 V, питингът възниква след 500-1500 часа и дълбочините на питинга са 0,05-0,15 mm след 500 часа. За тръба, огъната до 5D радиус (по-меко огъване) с облекчаване на напрежението, потенциалът за питинг е +0.40 до +0.55 V, което е доста близо до неогънатата базова линия. Потенциал за питинг само +0.25 до +0.40 V: ограничено възстановяване. Тръба, огъната до 3D радиус, напрежението облекчено при 480 градуса (недостатъчна температура).

Ефект на радиуса на огъване и температурата на освобождаване на напрежението върху потенциала на питинг

Възстановяването на потенциала на питинг се влияе от радиуса на огъване и от температурата на освобождаване на напрежението. За 3D огъване депресията на потенциала на питинг на огъната е 150–250 mV под стойността на неогъване. Намаляването на напрежението при 480 градуса възстановява 30–50 mV, но оставя депресия от 120–200 mV. Облекчаването на напрежението при 540 градуса възстановява 100-150 mV, оставяйки депресия от 50-100 mV. Облекчаването на напрежението при 600C възстановява 150-200 mV, оставяйки депресия от 20-50 mV, но може да причини алфа-случай, ако не се извършва в инертна атмосфера. За 5D огъване депресията при извиване е само 50–100 mV и освобождаването на напрежението при 540 градуса се възстановява напълно до нивото на извиване. За 2D огъване (по-стегнато от 3D) хлътването при извиване е 200-350 mV, а облекчаването на напрежението дори при 540 °C възстановява само 80-120 mV, оставяйки значителна хлътване.

Клас 12 по работа с горещ хлорид - Ръководство за избор на радиус на огъване и облекчаване на напрежението

Следващата таблица съдържа препоръки за огъване на нагревателни тръби от титан клас 12 за работа в 5% NaCl при 90 градуса като функция на радиуса на огъване, обработката за облекчаване на напрежението и приемливата устойчивост на питинг.

Радиус на огъване (R/D) As-Потенциал на изкривяване (V спрямо Ag/AgCl) Температура на облекчаване на напрежението (градуси) След-Потенциал на изкривяване (V спрямо Ag/AgCl) Препоръчителна употреба
5D +0.30 до +0.45 540 градуса +0.45 до +0.60 Услуга с висока надеждност
5D +0.30 до +0.45 Няма +0.30 до +0.45 Умерено обслужване
3D +0.20 до +0.35 540 степен +0.35 до +0.50 Приемливо с проверка 3D +0.20 до +0.35 Няма +0.20 до +0.35 Не се препоръчва за горещ хлорид 2D +0.05 до +0.20 540 степен +0.15 до +0.30 Избягвайте, ако е възможно 2D +0.05 до +0.20 600 степен (аргон) +0.25 до +0.40 Маргинално със степен 7 инженерство извън лечението за облекчаване на стреса

Класът титан има ефект върху потенциала за питинг при започване и възстановяване след освобождаване на стреса. Степен 7 има базов потенциал на питинг със 100–200 mV по-висок от степен 12, следователно дори 3D като-огъната тръба от степен 7 (+0.30 до +0.45 V) може да бъде подходяща за много приложения. Времето за разпространение на питтинг се влияе от дебелината на стената, въпреки че потенциалът за питинг не е такъв. Например при 2,0 mm стена и 0,1 mm дълбочина на вдлъбнатината 95% от стената ще оцелее. Средата за освобождаване от стреса е важна; отгряването на въздух при 540 градуса произвежда тънък оксид, който не влошава устойчивостта на питинг, но се предпочита аргон или вакуумно отгряване. Потенциалът на питинг не се влияе силно от скоростта на охлаждане след намаляване на напрежението.

Добре{0}}информирано изготвяне на спецификации

Огънете нагревателна тръба от титан клас 12 за работа в 5% NaCl на 90 градуса. Посочете отгряване-за освобождаване на напрежението при 540 градуса за 30 минути в аргонова среда. Изисква се циклично поляризационно изпитване на проба от огъната и-освободена от напрежението тръба, за да се потвърди потенциалът за питинг. Потенциалът на питинг трябва да бъде в рамките на 100 mV от базовата стойност на неогъване от +0.45 до +0.60 V. Ако огъването е по-плътно от 3D, помислете за използване на титан клас 7 или разширяване на радиуса на огъване до 5D. Без облекчаване на напрежението, очаквайте по-нисък експлоатационен живот и проверявайте огънатата зона на всяко тримесечие за хлътване. Следете напрежението на-отворена верига на нагревателя по време на работа. Спад под +0.20 V спрямо Ag/AgCl предполага повишен риск от питинг. Инженерното напрежение облекчава титания клас 12 при 540 градуса след огъване, връщайки потенциала на питинг в рамките на 50–100 mV от неогънато състояние за надеждна работа при работа с горещ хлорид.