Titan stupnja 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni) koristi se za cijevi grijača u sredinama koje-sadrže klorid zbog svoje poboljšane otpornosti na piting. Kada je cijev savijena na polumjer koji je 3 puta veći od promjera cijevi (3D), vanjski radijus podliježe plastičnom vlačnom naprezanju od 10-15%. Ovaj hladni rad stvara zaostalo vlačno naprezanje, povećava gustoću dislokacija i može poravnati zrnca alfa-faze. Potencijal pitinga, koji je elektrokemijski potencijal pri kojem nastaju stabilni pits, smanjuje se s povećanjem hladnog rada. Žarenje-za ublažavanje naprezanja na 540 stupnjeva tijekom 30 minuta vraća dio naprezanja, smanjuje zaostalo naprezanje i omogućuje rekristalizaciju. Potencijal udubljenja savijene cijevi bez naprezanja vraća se unutar 50–100 mV od nesavijenog stanja, u usporedbi s depresijom od 150–250 mV za savijenu cijev bez rasterećenja.

Mehanizam oporavka zaostalog naprezanja i obnove potencijala udubljenja

Tijekom plastičnog savijanja, dislokacije se množe i nakupljaju na granicama zrna, stvarajući visoko{0}}energetska mjesta koja su poželjna za inicijaciju jama. Zaostalo vlačno naprezanje na vanjskom radijusu dodatno destabilizira pasivni film. Žarenje-za ublažavanje naprezanja na 540 stupnjeva omogućuje penjanje i uništenje dislokacije, smanjujući gustoću dislokacije za 60–80%. Proces također smanjuje zaostalo vlačno naprezanje sa 150-250 MPa na 30-60 MPa. Molibden i nikal u stupnju 12 redistribuiraju se tijekom žarenja, obogaćujući površinu i poboljšavajući stabilnost pasivnog filma. Potencijal pitinga se obnavlja jer se smanjuje broj aktivnih mjesta za inicijaciju jamica, a pasivni film postaje ujednačeniji.

Kvantitativni potencijal udubljenja kao funkcija savijanja i smanjenja naprezanja

Kontrolirano testiranje u 5% NaCl na 90 stupnjeva utvrdilo je potencijale pitinga za titanske cijevi stupnja 12 pod različitim uvjetima. Za nesavijenu, žarenu cijev (osnovna linija), potencijal udubljenja je +0.45 do +0.60 V u odnosu na Ag/AgCl, bez uočenja udubljenja nakon 1000 sati. Za cijev savijenu na 3D radijus u-savijenom stanju bez rasterećenja, potencijal udubljenja pada na +0.20 do +0.35 V, a udubljenje počinje unutar 100-300 sati, stvarajući udubinu dubine od 0,1-0,3 mm nakon 500 sati. Za cijev savijenu na 3D radijus i napetost-otpuštenu na 540 stupnjeva tijekom 30 minuta, potencijal udubljenja vraća se na +0.35 do +0.50 V, udubljenje počinje nakon 500–1500 sati, a dubine udubljenja su 0,05–0,15 mm nakon 500 sati. Za cijev savijenu na 5D polumjer (blaži zavoj) s smanjenjem naprezanja, potencijal udubljenja je +0.40 do +0.55 V, što je vrlo blizu nesavijene osnovne linije. Za cijev savijenu na 3D radijus i napetost-otpuštenu na 480 stupnjeva (nedovoljna temperatura), potencijal udubljenja je samo +0.25 do +0.40 V, što pokazuje djelomično oporavak.

Utjecaj polumjera savijanja i temperature rasterećenja na potencijal udubljenja

Oporavak potencijala pitinga ovisi i o polumjeru savijanja i o temperaturi otpuštanja naprezanja. Za 3D savijanje, potencijalna depresija savijenog udubljenja je 150–250 mV ispod nesavijene vrijednosti. Ublažavanje stresa na 480 stupnjeva vraća 30–50 mV, ostavljajući depresiju od 120–200 mV. Ublažavanje stresa na 540 stupnjeva vraća 100–150 mV, ostavljajući depresiju od 50–100 mV. Ublažavanje naprezanja na 600 stupnjeva vraća 150–200 mV, ostavljajući depresiju od 20–50 mV, ali rizikuje stvaranje alfa-slučaja ako se ne izvodi u inertnoj atmosferi. Za 5D zavoj, u-savijena depresija je samo 50–100 mV, a smanjenje naprezanja pri 540 stupnjeva potpuno se vraća na nesavijenu razinu. Za 2D zavoj (čvršći od 3D), as{33}}savijena depresija je 200-350 mV, a čak i smanjenje naprezanja na 540 stupnjeva vraća samo 80-120 mV, ostavljajući značajno udubljenje.

Vodič za odabir radijusa savijanja i smanjenja naprezanja za 12. stupanj u službi vrućeg klorida

Sljedeća tablica daje preporuke za savijanje grijaćih cijevi od titana Grade 12 za rad u 5% NaCl na 90 stupnjeva, na temelju radijusa savijanja, tretmana za smanjenje naprezanja i željene otpornosti na piting.

Inženjering izvan tretmana za ublažavanje stresa

Kvaliteta titana utječe na početni potencijal pitinga i oporavak nakon smanjenja naprezanja. Stupanj 7 ima osnovni potencijal pitinga 100–200 mV viši od stupnja 12, tako da čak i 3D kao -savijena cijev stupnja 7 (+0.30 do +0.45 V) može biti prihvatljiva za mnoge primjene. Debljina stijenke ne utječe na potencijal pitinga, ali utječe na vrijeme širenja jamica; stijenka od 2,0 mm s dubinom udubljenja od 0,1 mm ima 95% preostale stijenke. Atmosfera za ublažavanje stresa je kritična; žarenje na zraku na 540 stupnjeva stvara tanki oksid koji ne šteti otpornosti na piting, ali poželjno je žarenje u argonu ili vakuumu. Brzina hlađenja nakon otpuštanja naprezanja nema značajan učinak na potencijal pitinga.

Izrada informirane specifikacije

Za cijev grijača od titana razreda 12 koja zahtijeva 3D savijanje za rad u 5% NaCl na 90 stupnjeva, navedite žarenje-za smanjenje naprezanja na 540 stupnjeva 30 minuta u atmosferi argona nakon savijanja. Zahtijevati provjeru potencijala pitinga cikličkim ispitivanjem polarizacije na uzorku iz savijene i-oslobođene cijevi; potencijal udubljenja trebao bi biti unutar 100 mV nesavijene osnovne vrijednosti od +0.45 do +0.60 V. Za zavoje čvršće od 3D, razmislite o korištenju titana razreda 7 ili povećanju radijusa savijanja na 5D. Ako smanjenje naprezanja nije moguće, prihvatite kraći radni vijek i jednom kvartalno pregledajte područje savijanja zbog rupa. Tijekom rada nadzirite-potencijal otvorenog kruga grijača; pad ispod +0.20 V u odnosu na Ag/AgCl ukazuje na povećan rizik od pitinga. Ublažavanjem naprezanja-na 540 stupnjeva nakon savijanja, inženjer vraća potencijal udubljenja titana stupnja 12 unutar 50–100 mV nesavijenog stanja, osiguravajući pouzdanu izvedbu u radu s vrućim kloridom.