Nima uchun 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan g'ilofli elektr isitish quvurlari issiq{1}}suvli galvanizli vannalardagi xlorid miqdori ahamiyatsiz bo'lishiga qaramay, 450–480 daraja zarralararo korroziya tufayli ishlamay qoladi?

Eritilgan ruxli galvanizli vannalar muhiti suv ostidagi elektr isitish quvurlari uchun juda dushman va 316 zanglamaydigan po'latdan korroziyaga chidamliligi haqidagi an'anaviy tushunchalarga qarshi turadi. Hammom harorati 450-480 daraja, ya'ni xrom karbid cho'kmasi uchun odatdagi sezgirlik harorati oralig'idan sezilarli darajada past bo'lgan 450-850 daraja, ostenitik zanglamaydigan po'latlar uchun xavfsiz ko'rinadi. Boshqa tomondan, galvanizatsiya zavodlarida sodir bo'lgan daladagi nosozliklar 3-9 oylik xizmatdan so'ng, an'anaviy ma'noda elektrokimyoviy po'latdan korroziy bo'lmagan erigan rux va xloridlar mavjud bo'lmaganda, 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiqlarning donalararo korroziyasini va yorilishini doimiy ravishda ko'rsatadi. Muvaffaqiyatsiz qobiqlarni metallurgik tadqiq qilish aniq jarayonni ko'rsatadi, ya'ni ruxning don chegaralari bo'ylab kirib borishi natijasida yuzaga kelgan suyuq metallarning mo'rtlashishi (LME), temir va xromning (FeCr) qattiq va mo'rt intermetall birikmasi sigma (s) fazasining cho'kishi bilan bog'liq -. 450{21}}480 gradusdagi uzoq muddatli issiqlik ta'siri karbidlarning sezgirligi oralig'ida bo'lib, 316 kabi molibdenli ostenitik zanglamaydigan po'latlarda sigma fazasini rivojlanishi uchun hal qiluvchi harorat oralig'ida bo'ladi. shtammdan kelib chiqqan martensit) 1000–3000 soatdan keyin. Bu yaqin atrofdagi ostenit donalaridan xromni iste'mol qiladi va sinkning donalararo penetratsiyasiga moyil bo'lgan xrom kamaygan zonalarni hosil qiladi. Ushbu maqola galvanizatsiya haroratida sigma fazasi rivojlanishining kinetikasini baholaydi va eritilgan sink xizmatida isitgichlarni qotishma tanlash uchun ma'lumot beradi.

Galvanizatsiyalash haroratida 316 zanglamaydigan po'latdan metallurgik o'zgarishlar
Standart 316 zanglamaydigan po'latdan xlorid sharoitida chuqurchaga chidamliligini oshirish uchun 2-3% molibden mavjud. Biroq, molibden 450-900 daraja harorat oralig'ida sigma fazasining rivojlanishiga katta yordam beradi, eng tez yog'ingarchilik kinetikasi taxminan 600 daraja. 450-480 darajali galvanizli hammom haroratida sigma fazasining shakllanishi sekinroq, ammo uzoq vaqt davomida ta'sir qilishdan keyin ham xavfli hajmli fraktsiyalarga etadi. 6 oydan so'ng (465 daraja haroratda ~ 4320 soat) galvanizatsiyadan chiqarilgan 316 ta zanglamaydigan po'lat quvurlarning elektron orqaga tarqalishi diffraktsiyasini (EBSD) o'rganish sirtga yaqin hududda sigma fazasi hajmining 3{20}}8% ulushini ko'rsatadi. Sigma zarralari (odatda diametri 0,5-5 mkm) har biri oldingi ferrit joylarida yoki don chegaralarida cho'kadi va xromning atrofdagi matritsasini yo'q qiladi. Sigma zarralari yonidagi xrom kamaygan zona nominal 16-18% xromdan 10-12% xromgacha kamayishi mumkin, bu sink hujumiga qarshi passivlikni kafolatlash uchun etarli emas.

Sink muhiti ikkinchi usulni ta'minlaydi. Sink 450 darajada eritiladi va zanglamaydigan po'latni yaxshi namlaydi. Sink atomlari, ayniqsa sigma fazasi yoki xromning kamayishi natijasida parchalanadigan don chegaralari bo'ylab interstitsial ravishda ko'chiriladi. Ostenitik zanglamaydigan po'latdan 465 daraja haroratda sinkning don chegaralari bo'ylab tarqalish koeffitsienti taxminan 2 × 10⁻¹⁰ sm² / s ni tashkil qiladi, bu 6 oy ichida trubka devoriga 100-200 mm kirib borish uchun etarli. Suyuq metallning mo'rtlashishi don chegaralarida rux kontsentratsiyasining chegara darajasidan oshishi natijasida yuzaga keladi. Mo'rt donalararo yorilish hatto g'ilof va ichki isitish elementi o'rtasidagi termal kengayishning mos kelmasligi tufayli o'rtacha kuchlanish yuklarida ham paydo bo'lishi mumkin. Yoriq, qobiq bosim yaxlitligini yo'qotmaguncha va eritilgan sink ichki NiCr isitish simiga tegmaguncha davom etadi. NiCr suyuq sinkda tez eriydi va isitgich darhol ishlamay qoladi.

EHM vaqti va Sigma fazasining shakllanishi o'rtasidagi miqdoriy bog'liqlik
316 zanglamaydigan po'latdan (devor qalinligi 1,5 mm, OD 12 mm) quvurlar namunalarining galvanizatsiya diapazonidagi haroratlarda tezlashtirilgan laboratoriya qarishi sigma fazasining rivojlanishini va qolgan egiluvchanlikni prognoz qilishi mumkin. Namunalar ma'lum vaqt davomida havoda issiqlik bilan ishlov berildi, metallografik tahlil qilish uchun qismlarga bo'lindi va qoldiq egiluvchanlikni aniqlash uchun to'rt nuqta egilib sinovdan o'tkazildi. Eritilgan sink vannasining normal ishlashi uchun 465 daraja harorat tanlangan.

465 daraja taʼsir qilish vaqti (soat) Sigma fazasi hajmi ulushi (%) Don chegarasi xrom (ogʻirligi %, STEM-EDS orqali) Egilish egiluvchanligi (sink paytida choʻzilish, asl nusxadan %) Sink taʼsirida nosozlik holati 0 (qabul qilinganidek, tavlangan eritma)<0.5 17.2 100% No cracking after 500 hours 500 0.8 16.8 97% Surface wetting only, no penetration 1000 1.5 16.1 92% Shallow intergranular zinc penetration (20-30 µm) 2000 3.0 15.2 83% Zinc penetration depth 80-120 µm 3000 4.5 14.5 71% Intergranular cracks at 40-60% wall thickness 4000 6.5 13.8 58% Complete perforation or cracking within 100-200 hours
6000 9.0 12.5 42% Suvga cho'mishda tez nosozlik (2-10 soat)
Galvanizatsiya xizmati uchun hal qiluvchi chegara sigma fazasi hajmining ulushi > 3% (465 gradusda ~ 2000 soat). Agar don chegaralarida sinkning kirib kelishini oldini olish uchun etarli xrom bo'lsa, u holda chegara bajarilmaydi. Sigma 3% dan yuqori bo'lsa, sinkning donalararo kirib borishi chiziqli bo'lmagan-tezlashadi va qobiqning mexanik yaxlitligi mo'rtlashuv va mahalliy korroziya tufayli buziladi.

Oldingi sovuq ish va boshlang'ich ferrit tarkibiga mikro strukturaviy sezgirlik
Turli xil 316 zanglamaydigan po'lat quvurlar galvanizatsiya haroratida bir xil ishlamaydi. Sigma fazasining rivojlanish kinetikasiga uchta moddiy o'zgaruvchi kuchli ta'sir ko'rsatadi: etkazib berilgan trubkadagi dastlabki delta{2}}ferrit-, trubka chizilganligi sababli sovuq ish miqdori va uglerod miqdori (316 ga nisbatan 316 L). Delta{7}}ferrit ostenitik zanglamaydigan po‘latdan chok va quymalarning qotib qolishi jarayonida hosil bo‘ladigan korpus markazlashtirilgan kub fazadir, lekin tarkibi nazoratiga qarab 1-10% darajasida ishlangan buyumlarda ham bo‘lishi mumkin. Sigma fazasi ferritda afzallik bilan yadrolanadi. Delta-ferrit sifatida 5% boʻlgan kolba 465C da 2500 soatda sigma hajmining 5% ga yetadi, trubka esa sigma hajmining 5% ga etadi.<1% delta-ferrite will need 5000–6000 hours to reach the same sigma level.

Sovuq ish ham sigma ishlab chiqarish tezligini oshiradi. Dislokatsiyalar 316 zanglamaydigan po'lat quvurlarni yakuniy o'lchamlarga chizish orqali kiritiladi va kichik miqdordagi deformatsiyadan kelib chiqqan martensit ham hosil bo'lishi mumkin, ularning ikkalasi ham sigma fazasi uchun yadrolanish joylari hisoblanadi. Kesima maydoni 15{4}}20% ga qisqargan quvurlarda sigma hosil bo'lish tezligi bir xil tarkibdagi to'liq tavlangan quvurlarga qaraganda taxminan 1,5 baravar tezroq edi. Galvanizatsiya xizmati uchun sigma yog'inlariga eng yuqori qarshilikka delta-ferrit konsentratsiyasi 1% dan past bo'lgan eritma-tavlangan quvurlarni belgilash orqali erishiladi (maksimal 2% sovuq ish va to'liq qayta kristallangan tuzilish).

Materiallar holati Delta ferrit tarkibi (hajmi %) Sovuq ish (%) 465 daraja Sigma 3% gacha bo'lgan vaqt (soat) Galvanizli vannada taxminiy xizmat muddati 316L, eritma bilan tavlangan, past ferrit<1 <5 4000 – 5000 12 – 18 months 316, solution annealed, standard ferrite 3 – 5 <5 2500 – 3500 8 – 12 months 316, as-drawn (20% reduction), standard ferrite 3 – 5 15 – 20 1500 – 2000 4 – 8 months 316L, as-drawn, low ferrite <1 15 – 20 2500 – 3500 8 – 12 months
316H (yuqori uglerod), eritma tavlangan 2 – 4<5 1800 – 2500 6 – 9 months
Uglerod miqdori (316H - 0,04-0,10% C; 316L - 0,03% dan kam yoki unga teng) sigma hosil bo'lishiga ozgina ta'sir qiladi, ammo xrom karbidining cho'kishiga sezilarli ta'sir qiladi. Galvanizatsiyalash harorati karbid yog'ingarchilik diapazonining yuqori chegarasiga yaqin va shuning uchun karbid bilan bog'liq asosiy sezgirlikni oldini olish uchun 316L tanlangan.

Galvanizli vannaning xizmat muddatini uzaytiruvchi muqobil qotishmalar
Isitgichning prognoz qilingan ishlash muddati uzluksiz galvanizatsiya xizmatida 12 oydan ortiq bo'lsa, uchta potentsial g'ilof materiallari turli afzalliklarga ega bo'lgan 316 zanglamaydigan po'latdan ko'ra ko'proq ishlashni ta'minlaydi-. Quyidagi tanlov matritsasi vannaning taxminiy harorati va istalgan xizmat ko'rsatish oralig'ini hisobga olgan holda material tanlashda yordam beradi.

Qopqoq materialining maksimal xizmat ko'rsatish harorati (daraja) Sigma fazasi sezuvchanligi 465 gradusda taxminiy xizmat muddati Nisbiy xarajat (316 ga nisbatan) Tavsiya etilgan galvanizatsiya ilovalari
316 zanglamaydigan po'lat 500High (molibden sigmani tezlashtiradi) 6 - 12 oy 1,0x Kichik vannalar, vaqti-vaqti bilan ishlash, yillik o'chirishlar
310 zanglamaydigan po'lat (25% Cr, 20% Ni) 1000 Past (molibden yo'q, yuqori Ni ostenitni barqarorlashtiradi) 24 - 36 oy 1,8x Uzluksiz galvanizatsiya o'rta va katta vannalar
Incoloy 800 (32% Ni, 21% Cr) 1000Juda past (yuqori Ni sigmani to'liq bostiradi) 36 - 60 oy 2,5x Yuqori ishonchlilik liniyalari, minimal texnik xizmat ko'rsatish imkoniyati
Sanicro 28 (27% Cr, 31% Ni, 3,5% Mo) 500 O'rtacha (Mo''tadil Mo, yuqori Ni barqarorlashadi) 24 - 30 oy 3,5x agressiv oqim{8}}qoldiq xloridlar bilan yordamchi xizmat
Titan darajasi 2 300 Qo'llanilmaydi (sigma fazasi shakllanmagan) Qabul qilinmaydi - 350 darajadan yuqori oksidlanadi 2,0x Past haroratli sink qotishmalari (<350°C only)
310 zanglamaydigan po'lat - ko'pchilik uzluksiz galvanizli vannalar uchun narx va korroziyaga chidamlilikning maqbul kelishuvidir. Nikelning ko'payishi (316 da 10% o'rniga 20%) ostenitik tuzilmani 450-480 gradusdan keyin ham sigma shakllanishiga qarshi barqarorlashtiradi. 316 ni 310 ta qobiq bilan almashtirgan galvanizatsiya zavodining dala ma'lumotlari shuni ko'rsatdiki, o'rtacha xizmat muddati 7 oydan 28 oygacha oshgan, ba'zi isitgichlar esa 36 oydan ortiq ishlamay qolgan. Incoloy 800 yanada uzoqroq umrga ega, ammo vannadagi harorat 500 darajaga yaqin bo'lmasa yoki qurilma ikki yildan ortiq texnik xizmat ko'rsatish oralig'ini rejalashtirmasa, 310 dan ortiq marjinal daromad 40% ga qimmat bo'lmasligi mumkin.

Galvanizli vannalar uchun isitgichlarning spetsifikatsiyasi bo'yicha amaliy tavsiyalar
Eritilgan ruxli galvanizli vannalar uchun elektr isitish quvurlarini loyihalash bo'yicha quyidagi amaliy ko'rsatmalar dala tajribasi va laboratoriya ma'lumotlariga asoslangan. Yiliga 4000 soatdan ortiq davomiy galvanizatsiya jarayonida 316 zanglamaydigan po'latdan foydalanmang. Agar 316 mavjud yoki arzonligi sababli foydalanilsa, hujjatlashtirilgan delta-ferrit tarkibiga ega boʻlgan tavlangan 316L eritmasi 1% dan kam va sovuq ish uchun maksimal 5% ni belgilang va har 6–12 oyda gʻilofni almashtirishni rejalashtiring. 10 tonnadan ortiq rux vannalari bilan 450 dan 465 gradusgacha bo'lgan normal galvanizatsiya uchun devor qalinligi 2,0 dan 2,5 mm gacha bo'lgan 310 ta zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiqlarni (odatda suvli xizmat uchun ishlatiladigan qalinligi 1,2 dan 1,5 mm gacha) qo'shimcha korroziyaga qarshi himoya qilish imkonini beradi. Rux{22}}alyuminiy qotishmalari yoki agressiv oqim qoldiqlari bo'lgan vannalar uchun korroziya tezligini kuzatish uchun ultratovush tekshiruvi yordamida Incoloy 800 yoki haftalik qobiq qalinligini o'lchashni o'ylab ko'ring. Eng muhim spetsifikatsiya nuqtasi isitish moslamasini yetkazib beruvchidan eritmaning tozalangan holatini va maksimal ferrit tarkibini-sertifikatlashni talab qilishdir. 316 tavlangan standart tegirmon tarkibida talablar nominal boʻlsa ham, muddatidan oldin ishdan chiqishiga olib keladigan yetarli delta ferritni oʻz ichiga olishi mumkin. Buzilish mexanizmi odatdagi suvli korroziya emas, balki suyuq metallning kirib borishi bilan sigma fazasining mo'rtlashuvi bo'lganligi sababli, muhandislar yuqori haroratli suvsiz qo'llashda isitgichning ishlash muddatini bir necha oydan yillargacha uzaytiradigan mos materiallarni tanlashlari mumkin.