316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan isitgich qoplamalarida quvur chizmalarining qisqarish foizi xlorid eritmalaridagi chuqurlikka qarshilik ekvivalentini qanday o'zgartiradi

Mexanik deformatsiyaning passiv kino kimyosiga ta'siri va inklyuziya taqsimoti

The manufacturing history of 316 stainless steel sheathed electric heating tubes, particularly the percentage reduction due to cold drawing to which the tubing is subjected prior to the final annealing, has a measurable, but often ignored, effect on the intrinsic pitting resistance of the material in chloride containing media. The pitting resistance equivalent number (PREN = weight percent Cr + 3.3×Mo + 16×N) is computed from bulk chemistry and is generally a constant material attribute for a specific alloy grade . But cold drawing redistributes non-metallic inclusions, refines the grain structure and may change the effective concentration of chromium and molybdenum at the tube surface by strain-induced diffusion. High reduction percentages (>40-50% katta miqdordagi marganets sulfid qo'shilishining yorilishiga olib kelishi mumkin, bu esa PRENning katta qismidan qat'i nazar, chuqurchalar boshlanishi uchun qulay joylar bo'lgan mikro yoriqlar hosil qiladi. Ushbu maqolada, issiq xlorid eritmalaridagi 316 qobiqning samarali chuqurlikka chidamliligiga % quvur chizmasining ta'siri miqdori ko'rsatilgan va korroziyaning zo'ravonligiga qarab chizmaning pasayishini tanlash uchun spetsifikatsiya doirasi tasvirlangan.

Sovuq ish va chuqurlikka moyillik o'rtasidagi metallurgiya aloqasi

316 zanglamaydigan po'lat quvur tashqi diametri va devor qalinligini pasaytirish uchun sovuq chizilganida, massa kimyoviy tarkibi plastik deformatsiya bilan o'zgarmaydi. Biroq, u mahalliy korroziyaga ta'sir qiluvchi uchta mikro tuzilmaviy xususiyatni o'zgartiradi. Deformatsiyaning birinchi ta'siri metall bo'lmagan qo'shimchalarning, asosan MnS va oksid klasterlarining chizish yo'nalishi bo'yicha cho'zilishidir. Cho'zilgan qo'shimchalar atrofdagi ostenitik matritsa bilan kattaroq uzluksiz interfeysga ega va shuning uchun ular qayta pasayish o'rniga inklyuziya-matritsa chegarasi bo'ylab tarqalish uchun bir inklyuziyada hosil bo'lgan chuqurning imkoniyatini oshiradi. Ikkinchidan, MnS ning katta qo'shimchalari og'ir sovuq ish (kamaytirish > 40%) natijasida mikro yoriqlar hosil qilish uchun parchalanadi, agar harorat 1050 darajadan yuqori bo'lmasa, keyingi tavlanish bilan tuzatib bo'lmaydi. Ushbu mikro yoriqlar xlorid ionlarini ushlab turish va mahalliy agressiv kimyoni ushlab turish uchun yoriqlar bo'lib ishlaydi va shu bilan quyma chuqurlik potentsialidan ancha past potentsiallarda chuqurlasha boshlaydi. Uchinchidan, sovuq ish dislokatsiya zichligini tavlangan materialda taxminan 10{sup 8} sm{sup -2} dan 40% sovuq chizilgan materialda 10{sup 11} dan 10{sup 12}sup -2} gacha oshiradi. Dislokatsiyalar - bu passiv plyonka yupqaroq va noto'g'ri bo'lgan va xlorid tufayli parchalanishga nisbatan sezgir bo'lgan yuqori energiyali joylar. Aniq ta'sir shundan iboratki, quyma kimyodan teng PRENga ega bo'lgan ikkita trubka yakuniy tavlanishdan oldin qo'llaniladigan sovuq tortishishning pasayish foizidagi farqlardan 10-15 oS gacha bo'lgan chuqurlikdagi harorat farqiga ega bo'lishi mumkin.

Chizilgandan keyin tavlanish muhim tiklash bosqichi sifatida

Sovuq ish natijasida hosil bo'lgan chuqurlik qarshiligini yo'qotish doimiy emas. Eritmani 1040-1100 daraja haroratda toʻliq yumshatish va suvni tez soʻndirish don strukturasining qayta kristallanishiga, dislokatsiyalarni olib tashlashga va choʻzilgan qoʻshimchalarning sferoidlanishiga olib keladi. tavlanish juda sovuq tortilgan trubaning chuqurlikka chidamliligini-bir xil massaviy kimyoga ega engil tortilgan trubkanikiga qaytaradi. Ammo isitish moslamalarini ishlab chiqarishning sanoat amaliyoti juda farq qiladi. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar quvurlarni yakuniy o'lchamlarga tortib, dastlabki ichi bo'sh ignabargli ignani 60-70% ga qisqartiradi, so'ngra uzunlikka kesish va egilishdan oldin tavlanadi. Boshqalar esa, taranglikni qisman bo'shatish uchun kelajakdagi payvandlash va egilish issiqligiga tayanib, yakuniy to'liq tavlanmasdan yarim{21}}qattiq yoki chorak-qattiq holatda (10-25% sovuq ish) trubkadan chiqadigan oraliq tavlar bilan bir necha marta chizishadi. Oxirgi texnika uchun qoldiq sovuq ish (odatda 10-25%) samarali chuqurlik qarshiligi ekvivalent qiymatini 2-4 ballga pasaytiradi. Amalda, quyma PREN=25 (masalan, . 17%Cr, 2,2%Mo, 0,06%N) bo'lgan trubka sovuq ishlov berish sharoitida o'zini PREN=22-23 kabi tutadi, bu esa kritik chuqurlik haroratining 8-12 darajaga pasayishiga olib keladi. 80 daraja va bir xil xlorid konsentratsiyasida sovuq ishlov berilgan trubkada chuqurchalar paydo bo'ladi, to'liq tavlangan quvur esa passiv bo'ladi.

Chizishning qisqarishining chuqurchalar harorati va induksiya vaqtiga ta'sirini miqdoriy aniqlash

Miqdoriy ulanishlar 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan quvurlarni laboratoriya sinovlari natijasida 80 gradusda 1 M NaCl da boshqariladigan chizmalarni kamaytirish va keyingi chuqurlik potentsial o'lchovlari bilan o'rnatildi. To'liq tavlangan material uchun (0-5% sovuq ish) uchun kritik chuqurlik potentsiali odatda 300-350 mV ga nisbatan SCE ga teng va 1 M NaCl dagi kritik chuqurlik harorati (CPT) 55{19}}65 daraja. 15% sovuq ish (chorak{32}}qattiq) bo'lgan materiallar uchun CPT 48-55 darajaga kamayadi. 25% sovuq ish uchun (yarim qattiq) u 40-48 darajaga tushadi. 40% sovuq ish uchun (to'liq qattiq) CPT 30-38 darajaga kamayadi. Xizmat ko'rsatish uchun, to'g'ri tavlangan 316 g'ilof 90 daraja haroratda 2000 ppm xloridli suvda 5-8 yil davomida hech qanday chuqurlik ko'rsatmaydi. Xuddi shu hajmli kimyo va 25% qoldiq sovuq ish bilan, xuddi shunday suyuqlik sharoitida chuqurlik 12-24 oy ichida boshlanadi. Chuqurlikning boshlanishigacha induksiya vaqti sovuq ish foizi bilan eksponent hisoblanadi. Sovuq ishning har 5% ga oshishi ma'lum bir xlorid-temperaturali muhitda birinchi chuqur qazish vaqtini taxminan ikki barobarga qisqartiradi. Quyidagi jadval turli xil xlorid konsentrasiyalari va ish harorati uchun odatiy 316 kimyo (PREN=25) uchun bu munosabatlarni ko'rsatadi.

Residual Cold Work after Drawing (%) Heat Treatment after Drawing Effective PREN (calculated) Critical Pitting Temperature in 2000 ppm Cl⁻ (°C) Time to Pit Initiation at 90 °C, 500 ppm Cl⁻ Recommended Service Environment 0-5 (completely annealed) Full solution anneal 1040 °C + quench 25 58 >8 yil Barcha xlorid xizmati 3000 ppm gacha, 90 daraja 5-10 Qisman stressni faqat 24-25 53-58 5-8 yil O'rtacha xloridlar uchun qabul qilinadi (<1500 ppm) 
10-15 tavlanmagan; Chizilgan chorak qattiq 23-24 48-533-5 yil xlorid xizmati (<800ppm)
15-20 tavlanmagan, yarim qattiq tortilgan 22-23 44-48 2-3 yil Marginal, faqat past xloridlar (<400 ppm)
20-25 tavlanmagan, qattiq tortilgan21-22 40-44 12-24 oy. Uzluksiz xizmat ko'rsatadigan xlor uchun mos emas
25-35 tavlanmagan; to'liq qattiq 19-21 34-40 6-12 oy Har qanday nam xlorid muhiti uchun qabul qilinishi mumkin emas
Any , post anneal Full solution anneal after all drawing Full PREN restored 55-65 (depends on bulk chemistry) >8 yil (ommaviy PRENga bog'liq) Barcha korroziv xizmatlar uchun afzal qilingan standart
Sovuq ish holatini va tavlanishning etarliligini amaliy tekshirish

Xloriddan foydalanish uchun 316 ta o'ralgan isitgichlarni xaridorlar uchun trubaning to'liq tavlanishini va minimal qoldiq sovuq ishiga ega bo'lishini ta'minlash uchun uchta amaliy usul mavjud. Birinchisi, ferritoskop yordamida magnit o'tkazuvchanlikni o'lchash. To'liq tavlangan 316 ostenitik zanglamaydigan po'lat magnit bo'lmagan, nisbiy o'tkazuvchanligi (mkr) 1,02 dan kam. Sovuq ishlov berishda 316 ferromagnit bo'lgan shtammning induktsiyalangan martensit hosil bo'ladi. 1,05 dan yuqori bo'lgan ko'rsatkich kamida 10-15% sovuq ish, 1,10 esa 20-25% sovuq ishlashni tavsiya qiladi. Ikkinchi usul - trubaning devorining bir qismida mikroqattiqlik sinovi. Tavlangan 316 ning Vickers qattiqligi 150-180 HV. Chorak qattiq material 200-240 HV ni tashkil qiladi. Yarim qattiq 250-300 HV. Full-hard 320 HV va undan yuqori. Uchinchi sinov elektrokimyoviy potentsiokinetik reaktivatsiya (EPR) testi bo'lib, u sezgirlik darajasini va sovuq ishning shikastlanishini o'lchaydi. EPR qiymatlari 0,5 C/sm2 dan kam bo'lsa, yaxshilab tavlangan materialni ko'rsatadi, 2,0 C/sm2 dan yuqori qiymatlar esa sezilarli qoldiq deformatsiyani ko'rsatadi. Sotib olish spetsifikatsiyalarida maksimal magnit o'tkazuvchanligi 1,05 ga teng bo'lgan eritmaning to'liq tavlanishi (harorat, vaqt va söndürme usuli) sertifikatining spetsifikatsiyasi majburiy sifat kafolatini taklif qiladi.

Sovuq ish, payvandlash va yakuniy tavlanish imkoniyatlarining aloqasi

Oddiy ishlab chiqarish cheklovi - bukish va payvandlashdan keyin to'liq eritma tavlanishi har doim ham mumkin emasligi. Uzoq U{1}}trubkali isitgichlarni, ayniqsa troyniklar va termovellar biriktirilganlarni amalda tavlab bo'lmaydi, chunki yuqori harorat yig'ilishni buzadi, ichki MgO ni oksidlaydi yoki metall bo'lmagan qismlarga zarar etkazishi mumkin. Bunday hollarda oxirgi korroziyaga chidamlilik uchun eng muhim omil xom trubaning shakllanishdan oldin sovuq ish holatidir. Agar trubka egilishdan oldin to'liq tavlangan holatda (0 dan 5 foizgacha sovuq ish) etkazib berilishi kerak bo'lsa, u holda bükme operatsiyasidan 10 dan 15 foizgacha sovuq ish qo'shilishi bilan ham yakuniy qoldiq kuchlanish 20 foizdan kam bo'ladi. Yakuniy tavlanmagan holda egilgan holda ishlatilishi kerak bo'lgan isitgichlar uchun molibden miqdori yuqori bo'lgan quvurlarni tanlash (masalan, kamida 2,0% o'rniga 2,5-2,7% Mo L) PREN hajmining kompensatsion o'sishini ta'minlaydi. Ommaviy PREN=27 va 15% qoldiq sovuq ishlaydigan trubka samarali PREN ≈ 25 ga ega, bu toʻliq tavlangan standart 316 bilan bir xil. Ishlab chiqarishdagi cheklovlarni qoplash uchun yuqori darajadagi kimyodan foydalanishning bunday yondashuvi katta, murakkab isitish moslamalari uchun odatiy hisoblanadi, bunda ishlab chiqarilgandan keyin tavlanish mumkin emas.

Xulosa - Korroziv xizmat uchun kimyo bilan tavlanish holatini aniqlash

Xlorid eritmalaridagi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplamali isitgichlarning chuqurlikka chidamliligi faqat tegirmon sertifikatida ko'rsatilganidek, ommaviy PREN funktsiyasi emas. Quvurlarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan sovuq tortishning qisqarishi va barcha shakllantirish operatsiyalaridan so'ng trubkaga to'liq eritma tavlanishi berilishi samarali chuqurlik haroratini 10-20 darajaga o'zgartirishi va chuqurni boshlash vaqtini 5-10 marta o'zgartirishi mumkin. 500 ppm dan yuqori yoki 80 darajadan yuqori haroratlarda xloridli uzluksiz xizmat ko'rsatadigan isitgichlar uchun xaridor tugallangan qobiqning (shu jumladan burmalar va choklarning) to'liq eritma bilan tavlanganligini sertifikatlashi kerak. Ishlab chiqarishdan keyingi tavlanishni amalga oshirish mumkin bo'lmasa, yuqori darajadagi kimyodan foydalanish (PREN 26 dan katta yoki unga teng bo'lgan 316L) va quvur bilan tavlangan holatga kirishni talab qilish (qattiqlik < 180 HV, o'tkazuvchanlik 1,02 dan kam yoki teng) oqilona variantdir. Ushbu maqolada ishlab chiqilgan paradigma quvur chizmalarining qisqarishini% va tavlanish tarixini kuzatilishi mumkin bo'lgan chuqurlikka qarshilik bilan bog'laydi. Bu muhandislarga faqat ommaviy kimyoga bog'liq emas, balki korroziyaga qarshi prognozli ishlash imkonini beradigan 316 ta qoplamali isitgichlarni tanlash imkonini beradi.