Ki jan Pousantaj Rediksyon Desen Tib la sou 316 Manch chofaj Nerjaveèi yo chanje kantite ekivalan rezistans pitting nan solisyon klori

Enfliyans deformation mekanik sou Chimi fim pasif ak distribisyon enklizyon

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%) ka mennen nan rupture nan enklizyon masiv sulfid Manganèz, jenere microcrevices ki se sit favorab pou inisyasyon pitting, kèlkeswa PREN an esansyèl. Nan papye sa a, enfliyans nan tib desen an % sou rezistans pitting efikas nan 316 djenn nan solisyon klori cho se quantifier ak yon fondasyon spesifikasyon pou seleksyon an diminisyon desen ki baze sou severite korozyon yo dekri.

Relasyon metalijik ant travay frèt ak pitting sansiblite

Konpozisyon chimik esansyèl la pa chanje pa deformation plastik la lè 316 tib asye pur frèt trase pou bese dyamèt ekstèn ak epesè miray la. Li fè, sepandan, modifye twa karakteristik mikrostruktural ki enfliyanse korozyon lokalize. Premye efè deformation a se elongasyon enklizyon ki pa metalik, sitou MnS ak grap oksid, nan direksyon desen an. Enklizyon yo long gen yon pi gwo koòdone kontinyèl ak matris ostentik ki antoure a e kidonk yo ogmante posiblite pou yon twou ki fòme nan yon sèl enklizyon gaye sou fwontyè enklizyon-matris la olye pou yo repasivaj. Dezyèmman, gwo enklizyon MnS yo fraktire pa gwo travay frèt (rediksyon > 40%) pou pwodwi microcracks ki pa repare pa annealing ki vin apre sòf si tanperati a pi wo a 1050 degre. Mikròk sa yo aji kòm fant pou kenbe iyon klori epi pou kenbe yon chimik agresif lokalman, kidonk kòmanse twou nan potansyèl pi ba anpil pase potansyèl pitting an gwo. Twazyèmman, travay frèt ogmante dansite dislokasyon twa a kat lòd grandè soti nan apeprè 10{sup 8} cm{sup -2} nan materyèl rkwit a 10{sup 11} a 10{sup 12} cm{sup -2} nan 40% materyèl frèt. Dislokasyon yo se zòn enèji ki wo kote fim pasif la pi mens ak plis defo e konsa pi sansib a pann klori-induit. Enpak nèt la se ke de tib ki gen egal PREN ki soti nan chimi esansyèl ka gen divèjans tanperati pitting nan 10-15 oC senpleman nan diferans ki genyen nan pousantaj rediksyon desen frèt aplike anvan rkwit final la.

Recuit apre desen kòm yon etap restorative kritik

Travay frèt la pwovoke pèt nan rezistans pitting se pa pèmanan. Solisyon konplè rkwit nan 1040 -1100 degre ak trempe dlo rapid mennen nan rekristalizasyon nan estrikti grenn jaden an, retire dislokasyon ak spheroidization nan enklizyon long. rkwit retabli rezistans twou nan yon tib ki trè frèt-desine nan yon tib ki lejèman trase ki gen menm chimi an gwo. Men, pratik endistriyèl la fè djenn aparèy chofaj diferan anpil. Gen kèk manifakti ki rale tib nan dimansyon final yo, diminye billet inisyal la pa 60-70%, Lè sa a, rkwit anvan koupe nan longè ak koube. Gen lòt ki trase plizyè fwa ak rkwit entèmedyè ki kite tib la nan yon demi-difisil oswa trimès-kondisyon difisil (10-25 % travay frèt) san yo pa yon final rkwit konplè, konte sou chalè a nan soude ak koube nan lavni an pasyèlman lage tansyon. Pou teknik nan lèt, travay la frèt rezidyèl (nòmalman 10-25%) diminye efektif pitting rezistans ekivalan valè a pa 2-4 pwen. Nan pratik, tib la ak PREN an esansyèl=25 (eg. 17%Cr, 2.2%Mo, 0.06%N) konpòte kòm PREN=22-23 nan kondisyon an frèt-travay, ki lakòz yon diminisyon nan tanperati a pitting kritik nan 8-12 degre. Nan 80 degre ak menm konsantrasyon klori a, pitting ap fèt sou tib la frèt-travay, tandiske tib la konplètman rkwit yo pral pasif.

Kantifikasyon efè rediksyon desen sou tanperati pitting ak tan endiksyon

Koneksyon kantite yo te etabli nan tès laboratwa nan 316 tib asye pur ak rediksyon desen kontwole ak mezi potansyèl pitting ki vin apre nan 1 M NaCl nan 80 degre. Pou materyèl konplètman rkwit (0-5% travay frèt) potansyèl pitting kritik la anjeneral 300-350 mV kont SCE ak tanperati kritik pitting (CPT) nan 1 M NaCl se 55-65 degre. Pou materyèl ki gen 15% travay frèt (trimès-difisil) CPT a diminye a 48-55 degre. Pou 25% travay frèt (mwatye difisil) li tonbe menm pi ba a 40-48 degre. Pou 40% travay frèt (plen-difisil) CPT diminye a 30-38 degre. Pou sèvis, yon djenn 316 byen rkwit pa pral montre okenn twou pandan 5-8 ane nan dlo klori 2000 ppm a 90 degre. Avèk menm chimi an gwo ak 25% travay frèt rezidyèl, pitting ap kòmanse nan 12-24 mwa nan menm sikonstans likid yo. Tan an endiksyon nan kòmansman an nan pitting se eksponansyèl ak pousantaj travay frèt. Chak ogmantasyon 5% nan travay frèt apeprè mwatye tan pou premye twou nan yon anviwònman tanperati klori bay. Tablo ki anba a montre relasyon sa yo pou yon chimi 316 tipik (PREN=25) pou yon varyete konsantrasyon klori ak tanperati opere.

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 ane Tout sèvis klori jiska 3000 ppm, 90 degre 5-10 Soulajman pasyèl estrès sèlman 24-25 53-58 5-8 ane Akseptab pou klori modere (<1500 ppm) 
10-15 Pa gen anneal; jan li te trase trimès di 23-24 48-533-5 ane sèvis klori (<800ppm)
15-20 Pa gen anneal, trase mwatye di 22-23 44-48 2-3 ane majinal, klori ki ba sèlman (<400 ppm)
20-25 Pa gen anneal, difisil-trase21-22 40-44 12-24 mwa Pa apwopriye pou sèvis klò kontinyèl
25-35 Pa gen anneal; total-difisil 19-21 34-40 6-12 mwa Inaseptab pou nenpòt anviwònman klori imid
Any , post anneal Full solution anneal after all drawing Full PREN restored 55-65 (depends on bulk chemistry) >8 ane (depandan PREN esansyèl) Estanda prefere pou tout sèvis korozif
Verifikasyon pratik nan eta a nan travay frèt ak adekwat nan recuit

Gen twa fason pratik pou achtè nan 316 aparèy chofaj anvlòp pou itilize klori asire ke tib la konplètman rkwit epi li gen minimòm rezidyèl travay frèt. Premye a se mezire pèmeyabilite mayetik lè l sèvi avèk yon ferritescope. Konplètman rkwit 316 austenitic Nerjaveèi se nonmagnetic ak pèmeyabilite relatif (μr) mwens pase 1.02. Souch-martensite, ki se feromayetik, fòme nan frèt fòje 316. Yon lekti ki pi wo a 1.05 sijere omwen 10-15% travay frèt, pandan y ap 1.10 rekòmande 20-25% travay frèt. Dezyèm metòd la se tès microhardness sou yon pati nan miray tib la. Annealed 316 gen yon dite Vickers 150-180 HV. Trimès-difisil materyèl se 200-240 HV. Mwatye-difisil se 250-300 HV. Full-difisil se 320 HV ak pi lwen. Twazyèm tès la se yon tès elektwochimik potentiokinetic reactivation (EPR) ki mezire degre nan sansibilizasyon ak domaj nan travay frèt. Valè EPR mwens pase 0.5 C / cm2 endike materyèl byen rkwit, pandan y ap valè ki pi gran pase 2.0 C / cm2 sijere siyifikatif deformation rezidyèl. Spesifikasyon yon sètifika plen solisyon annealing (tanperati, tan, ak metòd pasè) ansanm ak yon maksimòm pèmeyabilite mayetik nan 1.05 nan espesifikasyon yo achte ofri yon asirans kalite ki aplike.

Relasyon an nan travay frèt, soude ak posiblite final recuit

Yon kontrent manifakti tipik se lefèt ke yon rkwir solisyon konplè pa toujou posib apre koube ak soude. Long U-tib chofaj, patikilyèman sa yo ki gen bride tache ak thermowells, pa ka pratikman rkwit, paske tanperati a wo ta defòme asanble a, oksidasyon MgO entèn la oswa mal eleman ki pa- metalik. Nan ka sa yo faktè ki pi enpòtan pou rezistans korozyon final la se eta travay frèt tib anvan tout koreksyon an. Si tib la dwe delivre nan kondisyon an konplètman rkwit (0 a 5 pousan travay frèt) anvan koube, Lè sa a, menm ak adisyon a nan 10 a 15 pousan travay frèt soti nan operasyon an koube, ultim souch rezidyèl la pral mwens pase 20 pousan. Pou aparèy chofaj ki gen pou itilize nan kondisyon koube san finalman anneal, chwa nan tib ki gen pi wo kontni molybdène (eg . 316L ak 2.5-2.7% Mo olye pou yo yon minimòm de 2.0%) ofri yon ogmantasyon konpansasyon nan PREN esansyèl. Yon tib ki gen PREN en=27 ak 15% travay frèt rezidyèl gen yon PREN efikas ≈ 25, menm jan ak yon estanda konplètman rkwit 316. Apwòch sa a pou sèvi ak chimi prim pou konpanse restriksyon fabrikasyon se tipik pou asanble aparèy chofaj gwo, konplike kote rkwit apre fabwikasyon se pa yon opsyon.

Konklizyon - Defini kondisyon rkwit ak chimi pou sèvis korozivite

Rezistans pitting nan 316 aparèy chofaj Nerjaveèi asye nan solisyon klori se pa yon fonksyon nan PREN an esansyèl jan yo rapòte nan sètifika moulen an sèlman. Rediksyon desen frèt yo itilize pandan fabrike tib la epi si wi ou non tib la bay yon solisyon konplè apre tout operasyon fòme yo ka chanje tanperati efikas pitting pa 10-20 degre epi chanje tan pou kòmanse twou pa yon faktè 5-10. Pou aparèy chofaj sèvis kontinyèl nan klori ki pi wo a 500 ppm oswa nan tanperati ki pi wo a 80 degre, achtè a ta dwe chèche sètifikasyon ke djenn fini an (ki gen ladan koube ak soude) te konplètman rkwit solisyon. Lè rkwit pòs-fabrikasyon pa posib, lè l sèvi avèk chimi prim (316L ak PREN ki pi gran pase oswa egal a 26) epi mande pou antre nan kondisyon rkwit tib (dite < 180 HV, pèmeyabilite mwens pase oswa egal a 1.02) se yon opsyon rezonab. Yon paradigm devlope nan papye sa a korelasyon tib desen rediksyon % ak istwa rkwit nan rezistans obsèvab twou. Sa a pèmèt enjenyè yo chwazi 316 aparèy chofaj kouvri ki pral bay pèfòmans korozyon previzib, olye ke depann sou chimi esansyèl pou kont li.