Anba ki konbinezon de estrès rès rupture ki soti nan desen ak longè enklizyon silfid la fè 316 tib aparèy chofaj echwe pa idwojèn -Kòk ki pwovoke nan sèvis dlo asid

Konstriksyon idwojèn: Efè sinèrjik nan estrès ak mòfoloji enklizyon

Idwojèn-fè fann (HIC) se yon mòd echèk potansyèl pou 316 tib chofaj elektrik ki kouvri an asye pur nan sèvis dlo asid-anviwònman akeuz ak konsantrasyon ilfid idwojèn (H2S) ki depase 10 ppm, tipik nan tretman dlo lwil oliv, chofaj jewotèmal, ak pwosesis rafineri. HIC nan 316 pa mande pou aplike polarizasyon anodik, kontrèman ak krak korozyon estrès klori. HIC rive lè idwojèn atomik, ki te pwodwi pa reyaksyon korozyon an ( Fe + H₂S → FeS + 2H ) difize nan asye a epi rekonbine nan koòdone enklizyon ki pa-metalik, sa ki kreye presyon entèn ki kondwi pwopagasyon krak. Sensibilite a HIC kontwole pa de paramèt, mayitid la nan estrès la rezidyèl tansyon ki soti nan desen tib oswa koube ak longè ak oryantasyon nan enklizyon stringer Manganèz sulfid (MnS). HIC kòmanse nan dlo tounen nan 80-100 degre ant semèn ak mwa si estrès rès rezidyèl depase alantou 150 MPa ak longè enklizyon stringer depase 50 µm nan yon direksyon pèpandikilè ak direksyon estrès la. Atik sa a estime konbinezon kle yo pou echèk HIC epi li bay sijesyon pou spesifikasyon materyèl pou sèvis tounen.

Idwojèn -Mekanis krakman pwovoke nan 316 Austenitic Nerjaveèi asye

316 korode nan sulfid fèr (FeS) ak idwojèn atomik nan dlo tounen. H2S anpwazonnen reyaksyon recombination idwojèn (2H → H2) e pakonsekan idwojèn atomik la rete sou sifas metal la epi difize nan lasi austenitic la. Idwojèn difize byen vit sou fwontyè grenn yo epi li bloke nan enklizyon ki pa-metalik, sitou stringers MnS ki long, kote li rekonbine ak idwojèn molekilè. Presyon entèn la ka rive 1,000 MPa oswa plis, ase pou pwovoke fann nan matris ki antoure a menm nan absans nenpòt estrès ekstèn. Nan prezans yon estrès rezidyèl tansyon, ka zo kase a pwopaje sou koòdone ki genyen ant enklizyon an ak matris la, konekte enklizyon vwazen yo nan yon kanal krak kontinyèl. Ensidan an nan pèforasyon akòz HIC mande konyensidans nan twa kondisyon: (1) yon sous idwojèn (H 2 S konsantrasyon pi wo pase 10 ppm, pH pi ba pase 6, oswa toude), (2) enklizyon MnS alonje oryante pèpandikilè a direksyon maksimòm estrès rupture, ak (3) estrès rès rezidyèl pi wo pase papòt la pou pwopagasyon krak (approximativement).

80 degre nan Sour Water Quantified HIC Initiation Thresholds

Tès sistematik nan 316 tib ak nivo estrès rezidyèl kontwole ak kantite longè enklizyon stringer nan NACE TM0177 Solisyon A (5% NaCl + 0.5% asid acetic, sat'd ak H2S, pH ~ 3.5) te etabli konbinezon kle yo pou kòmansman HIC nan 720 èdtan (30 jou) (nan 80 degre).

Residual Tensile Stress (MPa) Maximum MnS Stringer Length (µm) Stringer Orientation Relative to Stress HIC Initiation Time (hours) Crack Depth after 1,000 hours (µm) Time to Perforation (1.5 mm wall) Recommended for Sour Service (H₂S >10 ppm)<50 Any Any No HIC 0 >10 ane Wi 50-100<50 No any HIC >10 years 0Yes 50-100 50-100Perpendicular >2,000 <50 >10 ane akseptab
100-150 <50 Any >2,000 <30 >10 ane Akseptab 100-150 50-100 Pèpendikilè 500-1,000 50-150 5-10 ane Marjinal 100-150 100-200 Pèpendikilè 200-500 150-300 2-5 anePa rekòmande
150-200 <50 Any 500-1,000 50-100 5-10 years Marginal 
150-200 50-100 Pèpendikilè 100-200 200-400 1-3 anePa konseye
150-200 100-200 Pèpendikilè 50-100 400-800 6-18 mwa Pa apwopriye200 50-100 Pèpendikilè<100 >500 <6 months Not acceptable >200 >100 pèpandikilè<50 >800 <3 months Not acceptable
Efè travay frèt ak direksyon trase sou sansiblite HIC

Pandan pwosesis desen 316 tib, enklizyon MnS yo aliyen paralèl ak aks tib la. Maksimòm estrès rès tansyon an pandan desen pou yon djenn aparèy chofaj tou se axial (ansanm longè tib la). Si enklizyon yo pwolonje paralèl ak direksyon estrès la, lè sa a krak la dwe pwopaje sou koòdone enklizyon-matris la ki pa pèpandikilè ak estrès la- sa ki lakòz mwens sansiblite a HIC. Sepandan, operasyon koube (kreyasyon tib U-) jenere estrès rezidyèl tensil nan direksyon baskètbòl la nan reyon pliye deyò a. Koulye a, si enklizyon ki aliye desen yo oryante nòmal nan tansyon sa a, sansiblite HIC ogmante anpil. Chofaj yo ta dwe espesifye ak tib dwat sèlman (pa gen okenn viraj), oswa ak estrès viraj soulaje apre fòme, pou sèvis tounen. Anplis de sa, pwosesis asye ki lakòz enklizyon globular olye pou yo enklizyon stringer (AOD oswa VAR rafine jan sa endike nan Atik 24) tou limite longè maksimòm stringer anba a 50 µm, menm nan menm nivo souf la.

Espesifikasyon pratik pou aparèy chofaj sèvis dlo tounen 316

Pou sèvis nan dlo ki gen H2S ki depase 10 ppm oswa ki gen pH ki pi ba pase 6.0 nan tanperati ki depase 60 degre, yo sijere paramèt sa yo pou 316 aparèy chofaj anvlòp:

Maksimòm estrès rupture rezidyèl apre tout operasyon fòme: 100 MPa (verifye pa difraksyon X-ray oswa pa tès ASTM G38 U- koube ki pa gen okenn fann apre 100 èdtan nan solisyon NACE TM0177)

Maksimòm longè stringer MnS: 50 µm (anpre ASTM E45, metòd A, nivo severite Mwens pase oswa egal a 1.0 pou sulfid tip A)

Maksimòm konsantrasyon souf nan asye: 0.005% (50ppm)

Pratik Steelmaking: AOD rafine oswa siperyè (VAR / ESR pi preferab pou sèvis enpòtan)

Post-soulajman estrès koube: 400-450 degre pou 1 èdtan pou nenpòt ki reyon koube R/D < 5.0

Dite: Max 22 HRC (220 HV) pou absòpsyon idwojèn redwi

Si nenpòt nan estanda sa yo pa ka rive jwenn, duplex 2205 Nerjaveèi (ki gen anpil pi wo rezistans HIC) oswa Alloy 825 rekòmande.

Idantifikasyon jaden HIC-Echèk pwovoke

Nan HIC nan 316 djenn aparèy chofaj tipik plat, etap-fant ki gen bon konprann devlope pwopagasyon paralèl ak aks tib la (si enklizyon yo se axial) oswa sikonferans (si estrès baskètbòl se répandus). Plizyè fant paralèl yo tipik e souvan akonpaye pa anpoul sou sifas djenn lan, anfle lokalize kote metal la te defòme pa presyon idwojèn entèn yo. Sifas ka zo kase a montre duktilite ki ba epi li ka prezante yon aparans "pwason-echèl" oswa "nechèl" lè fant yo rantre nan stringers enklizyon adjasan yo. Etid EDS la nan sifas ka zo kase a montre souf soti nan enklizyon orijinal MnS yo ak plis souf nan pwosesis korozyon an. Si karakteristik sa yo absan nan aparèy chofaj ki echwe nan dlo asid, Lè sa a, klori SCC oswa pitting ta dwe egzamine kòm mòd echèk posib.

Konklizyon: Jesyon estrès ak mòfoloji enklizyon pou sèvis sour

• For 316 stainless steel encased heaters in sour water service (H2S >10 ppm, pH<6, temperature >60 degre), idwojèn-fè fann yo devlope lè estrès rezidyèl rupture depase 100-150 MPa ak longye MnS enklizyon stringers depase 50-100 µm nan longè oryante pèpandikilè a direksyon estrès la. Estrès rezidyèl axial akòz desen konbine avèk enklizyon stringer paralèl-a-aks se mwens danjere pase estrès rezidyèl baskètbòl akòz koube aji sou enklizyon ki aliye axial. 316 djenn espesifye pou sèvis tounen pa enjenyè dwe jere estrès rezidyèl (apre soulaje estrès koube) ak mòfoloji enklizyon (longè ki ba souf, rafine maksimòm AOD). Kad ki dekri isit la gen rapò ak estrès rezidyèl ak longè enklizyon ak peryòd inisyasyon HIC ki ka mezire. Avèk fondasyon sa a, achtè a ka chwazi tib 316 pou reziste kont frajilman idwojèn nan dlo ki pi ostil.