Ki jan fraksyon volim nan nitrur Titàn prensipal (TiN) enklizyon nan 316L aparèy chofaj djenn kontwòl sit inisyasyon twou nan dlo lanmè klò a 40 degre

Enklizyon ki pi reziste -dega nan kondisyon ksid

The use of chlorine (normally 0.5-2 ppm residual) as a biocide results in highly oxidising conditions for 316L stainless steel sheathed electric heating tubes in chlorinated seawater service (e.g., marine heat exchangers, cooling systems for coastal power plants or offshore platform heaters). Under these conditions, the common pitting initiators, manganese sulphide (MnS) inclusions, are oxidised rapidly and dissolved, but primary titanium nitride (TiN) inclusions become the dominant pitting initiator sites. TiN inclusions are hard, angular and electrically conducting. During solidification , precipitation of chromium-rich carbides and nitrides occurs leading to depletion of chromium and molybdenum at their edge in the surrounding austenite matrix . TiN inclusions >5-10 µm twou nwayo nan dlo lanmè klò nan 40 degre nan 500-1,000 èdtan. Materyèl ak fraksyon volim TiN<0.001% (essentially TiN free) remains pitting free for >10,000 èdtan. Papye sa a evalye lyen estatistik ant kontni enklizyon TiN, dansite inisyasyon twou san fon an ak lavi sèvis nan dlo lanmè klò.

TiN Pwovoke Pitting Anba Kondisyon Oksidan: Yon Etid Mekanistik

Titàn se souvan ajoute nan 316L kòm yon eleman estabilize (316Ti) oswa kòm yon pa-pwodwi nan Titàn-deoksidize asye. Solidifikasyon nan tanperati ki wo rezilta nan fòmasyon nan enklizyon prensipal nitrure Titàn (TiN), ki anjeneral 2-20 µm nan gwosè epi ki gen yon fòm kib angilè. Pandan ke MnS fonn aktivman TiN se tèmodinamik ki estab nan matris la austenitic. Sepandan, koòdone matris TiN-gen plizyè karakteristik ki favorize pitting. Premyèman, pandan solidifikasyon, nitrur Titàn presipite nan tanperati ki wo epi asye likid ki antoure a vin apovri nan chromium ak molybdène, fòme yon solute -zòn pòv 0.5-3 µm lajè ak Cr osi ba ke 12-14% (vs . 17-18% bulk). Dezyèmman, patikil TiN nan tèt li se semi-kondwi epi li ka aji kòm yon katod, kidonk sa ki lakòz anodik disolisyon nan matris vwazen an. Twazyèmman, fòm angilè TiN a jenere yon krak nan koòdone enklizyon-matris la. Nan dlo lanmè klorin (potansyèl oksidasyon segondè) patikil TiN aji kòm yon katod trè efikas ak matris la kwòm-apovri nan katye li fonn preferansyèlman.

Korelasyon nan fraksyon volim TiN ak korozyon pitting nan dlo lanmè klò

Tès ekspozisyon kontwole nan tib 316L ak kontni enklizyon varye TiN (ki soti nan diferan pwosedi asye) te montre dansite inisyasyon twou sa yo nan dlo lanmè sentetik klorin (klò gratis 1.5 ppm, 20,000 ppm Cl -, pH 8.0) nan 40 degre pou 5,00 èdtan:

Volim Enklizyon TiN (％) TiN Enklizyon Gwosè Ranje (µm) TiN Mòfoloji Dansite twou apre 5,000 èdtan (twou/cm2) Pwofondè maksimòm twou apre 5,000 èdtan (µm) Tan pou premye twou ki estab (èdtan) Rekòmande pou sèvis dlo lanmè klò<0.0005 (Ti-free 316L) None None <0.1 <10 >10,000 Best 0.0005-0.001 1-3 Few, fine 0.1-0.5 10-25 5,000-10,000 Excellent 0.001-0.002 2-5 Scattered 0.5-2 20-40 2,000-5,000 Acceptable 0.002-0.005 3-8 Moderate 2-5 30-60 1,000-2,000 Marginal 0.005-0.010 5-12 Frequent 5-15 50-80 500-1,000 Not recommended 0.010-0.020 8-15 Numerous, angular 15-40 60-100 200-500 Unacceptable >0.020 >15 Extensive, clusters >40 >100 <200 Unacceptable
Konparezon enklizyon TiN ak MnS nan anviwònman klò

Klorasyon drastikman chanje agresif relatif diferan kalite enklizyon. Tablo ki anba a konpare inisyasyon pitting soti nan MnS kont TiN nan dlo lanmè san klowò ak klorin nan 40C.

Kalite Enklizyon Fraksyon Volim (%) Dlo Lanmè San klore Pousantaj Pitting (mm/ane) Pousantaj Pitting nan Dlo Lanmè klorine (1.5 ppm Cl2, mm/ane) Mòd echèk dominan MnS (sulfid) 0.01 0.5-1.0<0.05 (MnS oxidized/dissolved) MnS is protective (oxidised to MnO)
TiN (nitrure) 0.001 0.05-0.10 0.3-0.8 TiN vin pi agresif (galvanik)
Melanje (tou de) 0.005 chak 0.5-1.0 0.5-1.0 (TiN se dominan) Chanjman soti nan MnS nan inisyasyon TiN
Al 2 O 3<0.05 <0.05 0.005 Unchanged (inert)
Espesifikasyon pratik pou sèvis 316L nan dlo lanmè klò

Pou aparèy chofaj 316L ki kouvri yo itilize nan sèvis dlo lanmè klò (0.5-2 ppm Cl₂, 40 degre), kritè sa yo minimize pitting ki gen rapò ak TiN:

Klò rezidyèl (ppm) Tanperati Dlo Lanmè (oC) Maksimòm TiN Volim Fraksyon (%) Rekòmande Pratik Steelmaking Materyèl Altènatif 0.5 30 0.005 AOD + tretman kalsyòm 316L akseptab 0.5-1.0 30 0.003 AOD + ba Ti (evite dezoksidasyon Ti) 316L ak siveyans 0.5-1.0 30-40 0.001 VAR0.5-1.0 30-40 0.001 VAR (vakyòm) Duplexum (Electroslag refonn) Duplex 2205 1.0-2.0 30-40 0.0005 (Ti-gratis) VAR + Ti{-gratis pratik Duplex 2205 oswa Titàn2.0 Nenpòt Ti-gratis (pa rekòmande 316) N/A Titàn oswa Alloy 625
Verifikasyon kontni enklizyon TiN

Papye sa a prezante pwosedi verifikasyon pou achtè pou ti-TiN 316L ba pou sèvis dlo lanmè klò. Premyèman, egzamen chimik pou kontni Titàn: Ti<0.005% (50 ppm) usually correlates to TiN volume fraction <0.001%. The second is the metallographic inspection (ASTM E45) with a scanning electron microscopy (SEM) for the direct counting of TiN inclusions (morphology-angular, cubic, gold-yellow colour in the reflected light). The acceptability threshold is less than 5 TiN inclusions per mm² greater than 2 µm. The third is an accelerated pitting test in which a sample is exposed to synthetic chlorinated seawater at 40°C for 1,000 hours. Acceptance criterion: No pits deeper than >20 μm.

Jaden Idantifikasyon nan Pitting TiNIduced

Si twou yo santre alantou enklizyon angilè, ki gen koulè lò (wè anba mikwoskòp metaliji a nan 500x), enklizyon TiN yo se kòz ki gen anpil chans pou twou nan yon aparèy chofaj 316L nan dlo sale klò nan 1-2 zan. Analiz EDS verifye Ti ak N. Pi yo jeneralman piti (10-50 µm lajè) men byen fon, souvan ak patikil TiN ki rete nan pati anba twou a. Metal adjasan a pa montre okenn lòt prèv rouye. Solisyon an nan echèk sa yo se chwazi Ti-gratis 316L (Titàn<0.005%) for future purchases. Temporary mitigation can be achieved by electropolishing of the sheath surface, removing the surface layer with exposed TiN inclusions.

Konklizyon: Itilizasyon TiN-316L gratis pou aparèy chofaj dlo lanmè klò

Pi gwo sit yo kòmanse pitting pou 316L Nerjaveèi asye anvlòp aparèy chofaj nan dlo sale klò nan tanperati a nan 40 degre yo se enklizyon prensipal nitrure Titàn (TiN). Fraksyon volim TiN ki pi gran pase 0.002-0.005% lakòz dansite twou 2-15 twou pou chak cm2 nan 1,000-5,000 èdtan, sa ki lakòz pèforasyon nan 2-5 ane. Pou djenn 316L yo itilize nan aplikasyon maren oswa kotyè ak dezenfeksyon klò, yo dwe egzije kontni Ti ki pi ba a 0.005% (Ti-gratis), yo dwe swiv pratik asye ki evite deoksidasyon Ti (de preferans Al oswa deoksidasyon Si), epi si sèvis kritik ki enplike, VAR oswa ESR refonn yo dwe espesifye pou diminye popilasyon enklizyon TiN a pi ba pase 1%. Nan la a, nou gen rapò ak pousantaj volim TiN ak dansite inisyasyon twou sanifiable ak lavi sèvis nan dlo lanmè klò, sa ki pèmèt achtè yo chwazi 316L tib ki reziste pitting enklizyon-induit nan anviwònman ki pi ostil oksidasyon maren yo.