Kada se grijaća cijev od titana razreda 12 savije na 3D radijus i zatim-otpusti naprezanje na 540 stupnjeva, kako obnavljanje zaostalog naprezanja u vanjskom radijusu mijenja svoj potencijal udubljenja u 5% NaCl na 90 stupnjeva?

Titan stupnja 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni) koristi se za grijače cijevi u postavkama koje sadrže kloride zbog svoje vrhunske otpornosti na rupičastu pojavu. Kada je cijev savijena na polumjer koji je 3 puta veći od promjera cijevi (3D), vanjski radijus doživljava 10-15% plastične vlačne deformacije. Ova hladna obrada izaziva zaostalo vlačno naprezanje, povećava gustoću dislokacija i može orijentirati zrna alfa faze. Potencijal pitinga, koji je elektrokemijski potencijal pri kojem nastaju stabilni pitsovi, smanjuje se s povećanjem hladnog rada. Žarenje za ublažavanje naprezanja na 540 stupnjeva tijekom 30 minuta može oporaviti dio deformacije, smanjiti zaostalo naprezanje i omogućiti djelomičnu rekristalizaciju. Potencijal udubljenja cijevi koja je bila savijena i oslobođena naprezanja vraća se unutar 50 do 100 mV od nesavijenog stanja, u usporedbi s depresijom od 150 do 250 mV za cijev koja je bila savijena, ali nije oslobođena naprezanja.

Mehanizam obnove potencijala udubljenja i oporavka zaostale deformacije

Dislokacije se razmnožavaju i agregiraju duž granica zrna tijekom plastičnog savijanja, što daje visoko{0}}energetska mjesta koja su poželjna za inicijaciju jamica. Pasivni film je dodatno destabiliziran vlačnom zaostalom napetosti na vanjskom radijusu. Žarenje za ublažavanje naprezanja na 540 stupnjeva potiče penjanje dislokacija i anihilaciju što rezultira smanjenjem gustoće dislokacija od 60-80%. Ova metoda također smanjuje zaostalo vlačno naprezanje na 150-250 MPa do 30-60 MPa. Molibden i nikal stupnja 12 redistribuiraju se i obogaćuju na površini, a stabilnost pasivnog filma je poboljšana tijekom žarenja. Potencijal udubljenja se vraća kada se broj aktivnih točaka za inicijaciju udubljenja smanji i pasivni film postane homogeniji.

Kvantitativni potencijal udubljenja u odnosu na smanjenje naprezanja i savijanje

Potencijali pitinga za titanske cijevi stupnja 12 u 5% NaCl na 90 stupnjeva C određeni su kontroliranim ispitivanjem u nizu situacija. Potencijal udubljenja za nesavijenu, žarenu cijev (osnovna linija) je +0.45 do +0.60 V u odnosu na Ag/AgCl i nema udubljenja nakon 1000 sati. (x) Cijev savijena na 3D polumjer u -savijenom stanju bez rasterećenja ima potencijal udubljenja od +0.20 do +0.35 V, udubljenje počinje za 100-300 sati, a nakon 500 sati dubina udubljenja je 0,1-0,3 mm. Za cijev savijenu na 3D radijus i smanjenu naprezanje na 540 stupnjeva tijekom 30 minuta, potencijal udubljenja vraća se na +0.35 do +0.50 V, udubljenje se javlja nakon 500-1500 sati, a dubine udubljenja su 0,05-0,15 mm nakon 500 sati. Za cijev savijenu na 5D radijus (mekše savijanje) s smanjenjem naprezanja, potencijal udubljenja je +0.40 do +0.55 V što je prilično blizu nesavijene osnovne linije. Potencijalni potencijal samo +0.25 do +0.40 V: ograničeni oporavak. Cijev savijena na 3D radijus, naprezanje smanjeno na 480 stupnjeva (nedovoljna temperatura).

Učinak polumjera savijanja i temperature rasterećenja na potencijal udubljenja

Na oporavak potencijala pitinga utječu polumjer savijanja i temperatura popuštanja naprezanja. Za 3D savijanje, depresija potencijala udubljenja savijenog je 150-250 mV ispod nesavijene vrijednosti. Smanjenje napona na 480 stupnjeva vraća 30-50 mV, ali ostavlja depresiju od 120-200 mV. Ublažavanje stresa na 540 stupnjeva vraća 100-150 mV, ostavljajući depresiju od 50-100 mV. Ublažavanje napona na 600C vraća 150-200 mV ostavljajući depresiju od 20-50 mV, ali može uzrokovati alfa-slučaj ako se ne provodi u inertnoj atmosferi. Za 5D savijanje, savijena depresija je samo 50-100 mV, a otpuštanje naprezanja pri 540 stupnjeva potpuno se vraća na nesavijenu razinu. Za 2D savijanje (čvršće od 3D) udubljenje u savijenom stanju je 200-350 mV, a smanjenje naprezanja čak i na 540 stupnjeva C vraća samo 80-120 mV ostavljajući značajno udubljenje.

Razred 12 u službi vrućeg klorida - Vodič za odabir radijusa savijanja i smanjenja naprezanja

Sljedeća tablica sadrži preporuke za savijanje grijaćih cijevi od titana Grade 12 za rad u 5% NaCl na 90 stupnjeva kao funkciju polumjera savijanja, tretmana za smanjenje naprezanja i prihvatljive otpornosti na udubljenje.

Radijus savijanja (R/D) As-Potencijal udubljenja savijenog (V u odnosu na Ag/AgCl) Temperatura rasterećenja (stupnjevi) Post-Potencijal udubljenja (V u odnosu na Ag/AgCl) Preporučena upotreba
5D +0.30 do +0.45 540 stupnjeva +0.45 do +0.60 Usluga visoke pouzdanosti
5D +0.30 do +0.45 Ništa +0.30 do +0.45 Umjerena usluga
3D +0.20 do +0.35 540 stupanj +0.35 do +0.50 Prihvatljivo uz inspekciju 3D +0.20 do +0.35 Ništa +0.20 do +0.35 Ne preporučuje se za vrući klorid 2D +0.05 do +0.20 540 stupanj +0.15 do +0.30 Izbjegavajte ako je moguće 2D +0.05 do +0.20 600 stupanj (argon) +0.25 do +0.40 Marginalno s 7. stupnjem inženjerstva izvan tretmana za ublažavanje stresa

Kvaliteta titana ima učinak na potencijal pitinga na početku i oporavak nakon otpuštanja stresa. Stupanj 7 ima osnovni potencijal pitinga 100–200 mV viši od stupnja 12, stoga bi čak i 3D as-savijena cijev stupnja 7 (+0.30 do +0.45 V) mogla biti prikladna za mnoge primjene. Debljina stjenke utječe na vrijeme propagacije jamica, iako na potencijal pitinga ne utječe. Na primjer, zid od 2,0 mm i dubina udubljenja od 0,1 mm će preživjeti 95% zida. Okruženje oslobađanja od stresa je važno; žarenje na zraku na 540 stupnjeva proizvodi tanki oksid koji ne smanjuje otpornost na udubljenje, ali je poželjno argonsko ili vakuumsko žarenje. Brzina hlađenja nakon smanjenja naprezanja ne utječe u velikoj mjeri na potencijal pitinga.

Dobro{0}}izrada specifikacija

Savijte cijev grijača od titana razreda 12 za rad u 5% NaCl na 90 stupnjeva. Navedite žarenje-za smanjenje naprezanja na 540 stupnjeva tijekom 30 minuta u okruženju argona. Cikličko polarizacijsko ispitivanje uzorka iz savijene i-oslobođene cijevi potrebno je za potvrdu potencijala pitinga. Potencijal udubljenja mora biti unutar 100 mV nesavijene osnovne vrijednosti od +0.45 do +0.60 V. Ako je savijanje jače od 3D, razmislite o korištenju titana stupnja 7 ili proširenju radijusa savijanja na 5D. Bez smanjenja naprezanja očekujte kraći životni vijek i kvartalno provjeravajte ima li udubina na savijenom području. Pratite napon otvorenog-kruga grijača tijekom rada. Pad ispod +0.20 V u odnosu na Ag/AgCl implicira povećan rizik od pitinga. Inženjersko naprezanje smanjuje titan Grade 12 na 540 stupnjeva nakon savijanja, vraćajući potencijal udubljenja unutar 50–100 mV od nesavijenog stanja za pouzdanu izvedbu u radu s vrućim kloridom.