400 darajadan 200 gradusgacha bo'lgan{0}}payvandlangan issiqlik bilan ishlov berishdan keyingi sovutish tezligi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan isitgichning uchi qopqoqlarining qoldiq stress bo'shashishiga va chuqurchaga chidamliligiga qanday ta'sir qiladi

Stressni bartaraf etish uchun kritik harorat oynasi sezgirliksiz

Qopqoqni payvandlash texnikasi 316 zanglamaydigan po'latdan o'ralgan elektr isitish quvurlarida qoldiq kuchlanish shtammlarini hosil qiladi, bu esa stressli korroziya yorilishiga (SCC) olib kelishi va xlorid sharoitida chuqurchaga chidamliligini buzishi mumkin. Ushbu qoldiq kuchlanishlar ko'pincha 1-2 soat davomida 400-450 daraja payvandlangandan keyingi issiqlik bilan ishlov berish (PWHT) orqali yo'q qilinadi. Shu bilan birga, PWHT haroratidan 200 darajagacha sovutish tezligi stressni yumshatish darajasiga ham, materialning korroziyaga chidamliligiga ham sezilarli, ammo umuman e'tibor berilmagan ta'sir ko'rsatadi. Standart 316, agar 300-450 daraja oralig'ida sekin sovutilsa, don chegaralarida xromga boy karbidlarni cho'kadi (sensibilizatsiya). Tez sovutish (havo yoki suvni o'chirish) stressni engillashtiradigan tuzilmani sezgirliksiz saqlaydi. PWHT sovutish tezligi, qoldiq stressni kamaytirish va chuqurlik qarshiligi o'rtasidagi bog'liqlik ushbu maqolada aniqlangan bo'lib, optimallashtirilgan payvandlashdan keyingi ishlov berish uchun spetsifikatsiya doirasini taklif qiladi.

Stressni bartaraf etish va sezgirlikni oshirishning qarshi ta'siri

316 zanglamaydigan po'latdan 400-450 daraja haroratda PWHT paytida ikkita termal faollashtirilgan reaksiya bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Birinchisi - stressdan xalos bo'lish. Payvandlash (odatda 100-300 MPa) tufayli qoldiq stresslar dislokatsiya harakati va tiklanish orqali bo'shashadi. Jarayon logarifmik bo'lib, 450 daraja haroratda 1 soatdan keyin qoldiq stressning 70{26}}80% chiqariladi. Ikkinchi bosqich - karbid yog'inlari: 450 darajadan yuqori haroratlarda xrom karbidlari yadro hosil qilishi mumkin, ammo yog'ingarchilik sust bo'ladi. Material PWHT haroratidan soviganida, u yana sezgirlik oralig'idan o'tadi (450-850 daraja). Biroq, PWHT harorati (400-450 daraja) sezgirlik darajasidan past bo'lganligi sababli, ushlab turish vaqtida qo'shimcha karbidlar cho'kmaydi. Olovli sekin sovutilganda va sovutish paytida material harorati 450 darajadan yuqori bo'lganda xavf paydo bo'ladi? Bu yo'q - PWHT 400-450 gradusda amalga oshiriladi, shuning uchun sovutish sezgirlik diapazoni ostidan boshlanadi. Haqiqiy xavf PWHT uchun 500-600 daraja (ba'zan chuqurroq stressni bartaraf etish uchun ishlatiladi), 450-850 darajagacha asta-sekin sovutish sezgirlikni keltirib chiqaradi. 400-450 graduslik PWHT vaqtida asosiy tashvish sezuvchanlik emas, balki differentsial sovutish tufayli qoldiq stresslarni qayta kiritishdir. Har qanday bir xil bo'lmagan sovutish (payvandlashning bir tomoni boshqasiga qaraganda tezroq soviydi) 50-100 MPa yangi termal kuchlanishlarni keltirib chiqarishi mumkin, bu esa stressni engillashtiradigan ushlagichning afzalliklarini sezilarli darajada inkor etadi.

Sovutish tezligining chuqurlikka qarshilik va qoldiq stressga ta'sirini miqdoriy aniqlash

Yakuniy qoldiq kuchlanish rentgen nurlari diffraktsiyasi bilan baholandi va chuqurlik qarshiligi 1 M NaCl da kritik chuqurlik harorati (CPT) sinovi orqali, 450 daraja, 1 soatlik PWHT dan payvandlangan 316 ta so'nggi qopqoqning (1,5 mm sinov devor qalinligi) sovutish tezligi oralig'ida baholandi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, sovutish tezligi sensibilizatsiyaga ozgina ta'sir qiladi (barcha namunalar sezgir bo'lmagan, chunki maksimal harorat hech qachon sezgirlik oralig'ini kesib o'tmagan), lekin termal gradient effektlari tufayli yakuniy qoldiq stressga kuchli ta'sir qiladi.

PWHT sovutish usuli 450 darajadan taxminiy sovutish tezligi (450 gradusdan 200 darajagacha) Payvand chokidagi yakuniy qoldiq kuchlanish (MPa) Stressni bartaraf etish samaradorligi (-payvandlangan kuchlanishdan foiz) Kritik chuqurlik harorati (daraja) (1 M NaCl) Xlorid uchun tavsiya etilgan xizmatlar
Sovuq pech (oʻchirilgan)5-10 daraja/soat 60-80 60-70 % 52-56 Yoʻq (samarali emas)
Havo sovuq (gorizontal) 100-200 daraja/soat 40-60 70-80 % 54-58 Oʻrtacha xloridlar uchun javob beradi
Majburiy havo ventilyatori 300-500 daraja/soat 30-45 80-85 % 55-59 Ha
Suvni o'chirish (cho'ktirish) 1000-2000 daraja / soat 20-30 85-90% 56-60 Ha, eng yaxshi yuqori xloridlar
PWHT yo'q (-payvandlangan) Yo'q 150-250 0 % 50-54 Xlorid xizmati uchun emas
500-600 daraja PWHT ning maxsus holati

In some situations where more comprehensive stress relief is required (e.g. heaters for high pressure duty or severe thermal cycling), PWHT at 500-600 °C for 1-2 hours is occasionally specified. Stress reduction efficiency at these temperatures is 90-95 % however the material is passed through the sensitisation range during heating and cooling. Severe sensitisation is seen in standard 316 (max 0.08 % C) with CPT decreasing to 35-40 °C and slow cooling from 550 °C, inappropriate for any chloride service. For these PWHT temperatures, the cooling rate is crucial. Water quenching from 550 °C (cooling rate >1000 daraja/soatdan 850-450 darajagacha) yupqa devorli quvurlarda sezgirlikni bostiradi va CPTni 55-60 daraja atrofida ushlab turadi. Biroq, payvandlangan qismni suvdan so'ndiradigan termal zarba buzilish yoki sindirishga olib kelishi mumkin. 480 darajadan yuqori PWHT talab qiladigan har qanday isitgich uchun afzal qilingan yechim 316L (maksimal 0,03% C). 316L dan foydalanishdir. Sensibilizatsiyaga nisbatan kamroq sezgir va 550 darajadan sekin sovutilganda ham deyarli ozgina karbid yog'inlariga ega.

PWHT sovutish bo'yicha amaliy tavsiyalar

Suvli xizmatdagi 316 ta qoplamali isitgichlarning ko'pchiligi uchun tavsiya etilgan PWHT 1 soat davomida 450 daraja, keyin esa majburiy havo sovutish (sovutish tezligi 300-500 daraja / soat). Ushbu davolash qoldiq kuchlanishlarni 80-85% ga kamaytiradi va sezgirlikni keltirib chiqarmaydi, chunki erishilgan maksimal harorat sensibilizatsiya chegarasidan past. Suvni o'chirish stressni biroz ko'proq kamaytiradi, lekin buzilish ehtimoli ko'proq va kamdan-kam hollarda zarur. Quyidagi jadval xizmat korrozivligiga qarab PWHT harorati, sovutish tezligi va material darajasini tanlash uchun qaror qabul qilish uchun qo'llanma bo'lib xizmat qiladi.

Xizmat muhiti Xlorid darajasi (ppm) Maksimal harorat (daraja) Tavsiya etilgan PWHT sovutish tezligi Material darajasi
Quruq (-xloridsiz) Hech qanday Yo'q (payvandlangan-) Yo'q 316L
Kam xlorid<200 <80 450°C, 1 hour Forced air 316 
O'rtacha xlorid 200-500<80 450°C, 1 hour Forced air or water quench Preferred 316L
Yuqori xlorid 500-1500<70 450°C, 1 hour Water quench 316L necessary
Very high chloride >1500 <60 500-550oC, 1 hour Water quench 316L (or upgrade to duplex)
Dala tekshiruvida PWHTning samaradorligi

PWHT tarixi noma'lum bo'lgan{0}}xizmatdagi isitgichlar uchun qoldiq kuchlanishlar yetarli darajada chiqarilganligini aniqlash uchun ikkita usuldan foydalanish mumkin. Birinchisi, ASTM G38 U-egilish sinovi bo‘lib, unda isitgichning tekis qismidagi mayda namuna 180 daraja egilib, qaynab turgan magniy xloridga solinadi. Agar 100 soatdan oldin yorilish paydo bo'lsa, qoldiq stresslar 100 MPa dan oshadi. Ikkinchi usul - rentgen nurlari diffraktsiyasi yordamida payvand chokidagi qoldiq kuchlanish miqdorini aniqlashdir, ammo bu maxsus jihozlarni talab qiladi. Bu ko'pchilik mijozlar uchun haqiqiy echimdir. PWHT spetsifikatsiyalarini xarid buyurtmasiga qo'ying va protseduraga (vaqt, harorat, sovutish usuli) rioya qilinganligini tekshirishga harakat qiling.

Xulosa: Xlorid xizmati uchun PWHTning bir qismi sifatida sovutish tezligining spetsifikatsiyasi

316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan isitgichning so'nggi qopqoqlari uchun -payvandlashdan keyin 1 soat davomida 450 daraja haroratda issiqlik bilan ishlov berish, so'ngra majburiy havoni sovutish orqali sezgirliksiz 80-85% stressni engillashtiradi, SCC va xloridli muhitda chuqurchaga chidamliligini sezilarli darajada oshiradi. Sovutishni sekinlashtirmaslik (o'choqda) tavsiya etilmaydi, chunki bu stressni engillashtirish samaradorligini pasaytiradi. Suvni o'chirish stressni maksimal darajada kamaytirishni ta'minlaydi, lekin ayni paytda murakkablik va xavfni oshiradi. 316L aniqlanishi kerak va sezgirlikni oldini olish uchun PWHT uchun yuqori haroratlarda (500-600 daraja) suvni o'chirish kerak. Xloridga xizmat ko'rsatish uchun PWHTni ko'rsatuvchi muhandislar ushlab turish harorati va sovutish usulini ham belgilashlari kerak. Bu erda keltirilgan metodologiya mijozlarga korroziyaga chidamliligini maksimal darajada oshiradigan PWHT parametrlarini tanlash imkonini beradi va shu bilan birga noto'g'ri sovutish bilan yuzaga kelishi mumkin bo'lgan istalmagan sezuvchanlikni oldini oladi, sovutish tezligini qoldiq stress va chuqurlik qarshiligiga bog'laydi.