316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan isitish moslamasi quvurlarining oldingi sovuq ish foizi katodik himoyalangan tizimlarda vodorodni ushlab turish samaradorligini va kechiktirilgan yorilish xavfini qanday nazorat qiladi

Deformatsiya vodorod mo'rtlashuvining parametri sifatida tuzoq joyining zichligini keltirib chiqardi

For cathodically protected systems like marine immersed heaters, offshore platform equipment or buried pipeline heaters with impressed current cathodic protection, the prior cold work percentage of the sheath tubing directly controls the risk of hydrogen embrittlement and delayed cracking for 316 stainless steel sheathed electric heating tubes. Dislocations, voids and strain-induced martensite are the hydrogen trap sites produced by cold work. At low cold work percentages ( 0-10% ) trap site density is low , hydrogen diffuses fast through the lattice and the risk of cracking is limited . Trap site density is moderate at intermediate cold work (15-25%) and hydrogen is dispersed within the microstructure with increased embrittlement susceptibility. At high cold work (>30%, katta tuzoq joylari mo'rtlashuvni kamaytirishi mumkin (vodorodning keng tarqalishi) yoki mo'rtlashuvni (kontsentrlangan stress maydonlari) rag'batlantirishi mumkin. Biroq, katodli himoya xizmatida 316 uchun mo'rtlanishning minimal xavfi to'liq tavlanish chegarasida (<5% cold work) or heavy cold work (>30% keyin stressni yo'qotish bilan). Ushbu maqola sovuq ishlarning miqdori, vodorodni ushlab turish samaradorligi va kechiktirilgan yorilish xavfi o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlaydi.

Sovuq ishlov berilgan ostenitik zanglamaydigan po'latlarda vodorodni ushlab turish mexanizmlari

Vodorod suvning qisqarishi natijasida hosil bo'lgan katod yuzasidan 316 zanglamaydigan po'latga singib ketishi mumkin (2H2O + 2e− → H2 + 2OH−). Ostenit panjarasidagi (FCC) vodorodning tarqalishi yuqori (25 gradusda ~10-10sm2/sek) va eruvchanligi past. Sovuq ish vodorodni kuchliroq bog'laydigan tuzoq joylarini hosil qiladi: dislokatsiyalar (bog'lanish energiyasi ~ 30-40 kJ/mol), vakansiyalar (~ 50-60 kJ/mol) va deformatsiyadan kelib chiqqan martensit (BCC, vodorodning eruvchanligi sezilarli darajada yuqori, ostenitdan ~ 10 4 yuqori). Tuzoqning past zichligida vodorod panjara bo'ylab tez oqib o'tadi va metallni zararsiz qoldiradi. Tuzoqning oraliq zichligida vodorod tuzoq joylarida to'planadi; Ayniqsa, uchlik nuqtalarda va inklyuziya-matritsa interfeyslarida u molekulyar vodorod hosil qilish uchun qayta birlashadi, bu ichki bosimlarni keltirib chiqaradi va yoriqlarni boshlaydi. Tuzoqning juda yuqori zichligida, qopqon joylari shunchalik ko'pki, vodorod juda nozik tarzda tarqaladi va har qanday bitta tuzoq joyidagi mahalliy bosim yorilish uchun etarli emas - agar material sezilarli kuchlanish stressi ostida bo'lmasa.

Sovuq ish va kechiktirilgan yorilish xavfi o'rtasidagi miqdoriy korrelyatsiya

Oldingi sovuq ishning funksiyasi sifatida yorilish vaqti (kechiktirilgan nosozlik) 316 trubkaning (U{1}}egilish namunalari) katod himoyasi bilan 25 C da simulyatsiya qilingan dengiz suvida (qo‘llaniladigan kuchlanish -1050 mV va Ag/AgCl ga nisbatan) doimiy yuk sinovi orqali aniqlangan.

Oldingi sovuq ish (kamaytirish) Qattiqlik (HV) deformatsiyasi-Induktsiya qilingan martensit (%)Vodorodni ushlab turish zichligi (nisbiy) KPda kechikish vaqti (soat, 75% hosildorlik stressi) Kechiktirilgan yorilish xavfi darajasi 0 (tavlangan) 150-180<1 1× (baseline) >10 000 (yorilish yo'q) Juda past 5-10 180-210 1-3 2-3x 5000-10000Past 10-15 210-240 3-6 5-8× 2000-5000 Oʻrtacha 15-20 240-270 6-10 10-15× 500-2000 Yuqori 20-25 270-300 10-15 15-20× 100-500 Ogʻir {{10-0×2}
30-35 330-360 18-22 25-30× 100-500 (plateau) High (but better than 20-25%) >40 >360 >25 >30× 500-2000 (toʻyingan) Oʻrta
Stressni bartaraf etishning vodorodni ushlab turishga ta'siri

1-2 soat davomida 400{2}}450 daraja kuchlanishni bartaraf etishda tavlanish don strukturasini qayta kristallashtirmasdan yoki deformatsiyadan kelib chiqqan martensitni olib tashlamasdan dislokatsiya zichligini pasaytiradi. Ushbu davolash vodorodni ushlab turish samaradorligini taxminan 50% ga kamaytiradi, bu esa kechiktirilgan yorilishga qarshilikni sezilarli darajada oshiradi.

Sovuq ish (%) Keyingi-Issiqlik bilan ishlov berishning nisbiy tuzoq zichligi (-chizilgan=1.0)Kechiktirilgan yorilish vaqti (soat, 75% rentabellik)KP xizmati uchun tavsiya etiladi 15 Yoʻq 12× 500-1000 Yoʻq {{8}×6 soat 2000-4000 Ha
20 Yo'q 18x 100-500 Yo'q
20 450 daraja , 2 soat 8× 1500-3000 Chekka 25 Yoʻq 22× 50-200 Yoʻq 25 500 daraja , 2 soat 10× 1000-2000 Yoʻq (hali ham yuqori xavf)
25 Full solution anneal (1,040°C) 1× >10 000 Ha (tavlanganga qaytadi)
Katodal himoyalangan isitgichlar, amaliy maslahatlar

Katodik himoyalangan tizimlar uchun 316 ta qoplamali isitgichlar uchun quyidagi mezonlar vodorodning mo'rtlashishiga va kechiktirilgan yorilishga moyillikni minimallashtiradi:

Amaliy potentsial (mV ga nisbatan Ag/AgCl) katodik himoya turiMaks. Ruxsat etilgan sovuq ish (%) Boshqa materiallarni shakllantirishdan keyin tavsiya etilgan ishlov berish
Qurbonlik anodlari (sink/alyuminiy) -800 dan -1000 gacha (past xavfli)25 Yo'q yoki 400 daraja stressni bartaraf etish 316 qabul qilinadi
Taassurot qoldirgan sovg'a (past haddan tashqari himoya) --1,050 dan 1,000 15 450316L afzalroq, stress darajasida yengillik
Ta'sirlangan oqim (standart) -1,050 dan -1,100 10 To'liq eritma tavlanadigan Duplex 2205
Ta'sirlangan oqim (yuqori haddan tashqari himoya) --1200 dan 1100 gacha<5 Full solution anneal required Titanium or Alloy 625
Har qanday, vaqti-vaqti bilan ishlaydigan vodorod bilan bog'liq kechiktirilgan yorilishning maydon identifikatsiyasi 20 450 daraja stressni kamaytirish 316 monitoring bilan qabul qilinadi

In a cathodic protected system with no significant corrosion (no pitting, no scale) if a 316 heater fails then hydrogen embrittlement should be suspected. The cracks are generally transgranular, non-branching, surface initiated. The fracture surface can display quasi-cleavage features with little dimples. Hydrogen embrittlement is the likely cause if the heater was made from cold drawn tubing (hardness >250 HV) va -1050 mV dan past potentsiallarda ta'sirlangan oqim CP bo'lgan tizimda ishlatiladi. O'zgartirish isitgichlar eritmaning to'liq tavlanishi (yoki hech bo'lmaganda stressni yumshatish) va maksimal qattiqligi 200 HV bilan belgilanishi kerak.

Xulosa: KATODIK HIMOYA XIZMATI UCHUN SOVUQ ISHLAB CHIQARISH CHEKLASHLARI

Katodik himoyalangan tizimlarda 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplamali isitgichlar uchun oldingi sovuq ishlarning ulushi vodorodni ushlab turish samaradorligini va kechiktirilgan yorilish xavfini aniqlaydi. Eng katta xavf 20-30% sovuq ishda (qattiqlik 270-330 HV) bo'ladi, bu erda tuzoq joyining zichligi vodorodni ushlab turish uchun etarlicha yuqori, lekin uni nozik taqsimlangan holda chiqarishga imkon beradigan darajada yuqori emas. Eng past xavf to'liq tavlangan materialda (<5% cold work) and in substantially cold worked material with post stress release (>30% sovuq ish + 450 daraja davolash). Dengiz yoki er osti CP tizimlaridagi 316 ta g'ilof uchun muhandislar sovuq ishni 15% dan past darajada ushlab turishlari va 400-450 darajali stressni bartaraf etishni ta'minlaydigan postni-belgilashlari kerak. Potensiallari -1050 mV dan kam bo'lgan ta'sirlangan oqim tizimlari uchun eritmani to'liq tozalash yoki dupleks 2205 ga oshirish tavsiya etiladi. Bu erda keltirilgan ramka sovuq ish foizi va vodorod tutqich zichligi va kechiktirilgan yorilish vaqti o'rtasidagi munosabatni o'rnatadi, bu esa mijozlarga katodik himoyalangan holatlarda vodorodning mo'rtlashishiga chidamli 316 ta qobiqni belgilash imkonini beradi.