Kako vrijeme-kušenja nakon zavarivanja (5 minuta naspram. 20 minuta u HNO₃/HF) za grijač od titana mijenja dubinu uklanjanja alfa-kućišta i kasniju otpornost na koroziju u pukotinama u 10% limunskoj kiselini?

Dekapiranje nakon-zavarivanja u smjesi dušične-fluorovodične kiseline (20% HNO₃ + 3% HF) koristi se za uklanjanje alfa-sloja obogaćenog kisikom iz titanskih zavara. Brzo kiseljenje od 5-minut eliminira 10-20 um materijala ostavljajući dio alfa-kućišta netaknutim. Dulje 20-minutno kiseljenje eliminira 40-80 µm, potpuno uklanjajući alfa-kućište. Poboljšana otpornost na koroziju u pukotinama u 10% limunskoj kiselini na 80 stupnjeva putem eliminacije alfa-casea. Vrijeme inicijacije pukotina za potpuno dekapirane epruvete (20 min) je 5 puta duže nego za blago dekapirane epruvete (5 min). Alfa-kućište je krhko i anodno prema osnovnom metalu i pruža preferirano mjesto za napad na pukotine.

Alpha-mehanizam za uklanjanje kućišta i poboljšanje korozije pukotina

Tijekom zavarivanja kisik difundira u površinu titana stvarajući alfa-sloj kućišta koji je tvrđi i lomljiviji od osnovnog metala. Ovaj sloj ima drugačija elektrokemijska svojstva i skloniji je koroziji u pukotinama. Alfa-slučaj se ravnomjerno otapa kiseljenjem u HNO3/HF. Potpuno uklanjanje vraća površini osnovni sastav metala i eliminira omiljena mjesta napada. Dulje trajanje kiseljenja osigurat će uklanjanje čak i podrezanih zavara i korijenskih prolaza s ograničenim pristupom.

Uklanjanje kvantitativnog alfa slučaja i otpora na pukotine kao funkcija vremena kiseljenja

Kontrolirano ispitivanje zavarenih spojeva od titana 2. stupnja dekapiranih u 20% HNO 3 + 3% HF na 50 stupnjeva, nakon čega slijedi uranjanje u 10% limunsku kiselinu pri 80 stupnjeva, pokazalo je sljedeće: Na 0 minuta dekapiranja (kako-zavareno) dubina eliminacije alfa-sloja je 0 µm, preostali alfa-slučaj je 50–150 µm, a vrijeme početka pukotine je 100–200 h. Za 5 minuta kiseljenja, dubina eliminacije je 10-20 µm, rezidualni alfa-slučaj je 30-130 µm, a vrijeme početka je 200-500 h. Dubina eliminacije u 10 minuta je 20-40 µm, rezidualni alfa-slučaj je 10-110 µm, a vrijeme inicijacije je 400-1000 sati. Nakon 15 minuta dubina uklanjanja je 30-60 µm, preostali alfa-slučaj je 0-90 µm, a vrijeme inicijacije je 600-1500 h. Dubina uklanjanja: 40 – 80 µm Ostatak Alpha-casea: 0 – 50 µm Vrijeme početka: 800 – 2000 sati (20 minuta). Dubina uklanjanja nakon 30 minuta je 60-120 μm, rezidualni alfa-case je 0 μm, a vrijeme inicijacije je 1000-2500 sati.

Utjecaj koncentracije limunske kiseline i temperature na prednosti kiseljenja

Što je dulje kiseljenje to je prednost veća. Što je viša koncentracija limunske kiseline i viša temperatura, to je veća korist. Produljenje vijeka trajanja pukotine pri 5% limunske kiseline i 80 stupnjeva je 3× od 20 minuta u usporedbi s. 5 min kiseljenja. Ekstenzija je 4-5x na 80 stupnjeva i 10% limunske kiseline. Ekstenzija na 15% limunske kiseline, 80 stupnjeva je 5-6x. Proširenje je 6-8 puta na 10% limunske kiseline i 100 stupnjeva. Što su koncentracija kiseline i temperatura veće, to su agresivniji i važnije je ukloniti alfa-kućište.

Vodič za odabir vremena za dekapiranje usluge limunske kiseline nakon zavarivanja

Tablica u nastavku daje smjernice o vremenu dekapiranja nakon-zavarivanja za grijače od titana 2. stupnja u 10% limunskoj kiselini na 80 stupnjeva kako bi se postigla potrebna otpornost na koroziju u pukotinama.

Desired Crevice Initiation Time (hours) Recommended Pickling Time (minutes) Expected Alpha-Case Removal Depth (µm) Metal Loss from Tube Surface (µm) Recommended 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 (>5 years) >2,500 45 100–150 100–150 Pre-kiseljenje, nije od pomoći
Inženjering izvan kontrole vremena kiseljenja

Brzina kiseljenja je ocijenjena titanom. Kiseli krastavci za 7. razred po cijenama za 2. razred. Debljina stjenke mora biti veća kako bi se omogućio gubitak metala tijekom luženja. Za stijenku od 1,5 mm, uklanjanje 60 mikrona ostavlja 1,44 mm, što je prihvatljivo. Temperaturu kupke za kiseljenje treba održavati na 50 stupnjeva ± 5 stupnjeva. Više temperature ubrzavaju uklanjanje, ali također povećavaju šanse za pre-kiseljenje. Potrebno je kontrolirati koncentraciju HF, visoka HF povećava stopu eliminacije, ali i rizik od apsorpcije vodika. Nakon kiseljenja, cijev se mora pažljivo očistiti kako bi se uklonili ostaci kiseline. Ispitivanje mikrotvrdoće može se koristiti za provjeru uklanjanja alfa-kućišta, s površinskom tvrdoćom ispod 250 HV koja ukazuje na potpuno uklanjanje.

Izrada informirane specifikacije

Za potpuno uklanjanje alfa-kućišta na titanskoj cijevi grijača koja je zavarena i koristit će se s 10% limunskom kiselinom na 80 stupnjeva, odredite trajanje dekapiranje nakon-zavarivanja od 20 minuta u 20% HNO₃ + 3% HF na 50 stupnjeva. Za manje zahtjevne primjene (niža temperatura ili koncentracija), 10 minuta može biti dovoljno. 30 minuta za kritičnu uslugu. Izmjerite tvrdoću površine kako biste potvrdili uklanjanje alpha-kućišta. Ako je tvrdoća manja od 250 HV, alfa-kućište je uklonjeno. Bacite epruvete koje pokazuju zaostalu plavu ili sivu boju nakon kiseljenja. Ako je razdoblje luženja nakon -zavarivanja kontrolirano na 20 minuta, alfa-sloj se uklanja i otpornost na koroziju u pukotinama je 5 puta bolja u upotrebi limunske kiseline.