Število besed: 576 Čisti titan TA2 ima izjemno odpornost proti koroziji s kloridnimi ioni v medijih z morsko vodo in slanico in se široko uporablja za grelne elemente pri razsoljevanju, pomorskem inženirstvu in kemični industriji soli. Kljub temu bo titanov material pod kombinacijo natezne preostale napetosti, trajne visoke temperature in koncentrirane raztopine klorida še vedno povzročil krhke napetostne korozijske razpoke (SCC). Takšna okvara nima očitnega tanjšanja kovine na zunanjosti, razpoke pa se hitro širijo vzdolž kristalne strukture, kar zlahka sproži nenadno predrtje cevi in puščanje medija brez zgodnjega opozorila. Ta članek podrobno opisuje mehanizem nastajanja in shemo popolnega-preprečevanja procesa.
1. Mehanizem napetostno korozijskega razpokanja titana
Titan spontano tvori kompakten pasivni film TiO₂ v mediju nevtralnega klorida, da izolira korozijo matriksa. Ko je telo cevi pod natezno obremenitvijo zaradi obdelave ali sestavljanja, se na površinskem oksidnem filmu pojavijo mikro-razpoke. Kloridni ioni nenehno vdirajo v konico razpoke in raztapljajo svež titanov substrat, da tvorijo lokalno kislo mikrookolje. Napetost se koncentrira na sprednjem koncu drobnih razpok in potiska razpoke, da se hitro razširijo vzdolž meje zrn ali transgranularne smeri. Celoten proces loma spada med krhke porušitve, skoraj brez plastične deformacije, zato je z rednim pregledom videza težko odkriti skrite nevarnosti. Trije nepogrešljivi pogoji za SCC: natezna napetost, temperatura medija nad 70 stopinj, medij z visoko koncentracijo klorida. Izostanek katerega koli pogoja lahko močno zmanjša verjetnost razpok.
2. Glavni viri nateznih napetosti na titanovih grelnih ceveh
(1) Preostala napetost pri hladnem upogibu
Titanove grelne cevi v obliki -, L- in navite cevi so hladno upognjene in oblikovane. Zunanji lok upogibnega območja ustvarja trajno natezno napetost, ki je najbolj nagnjen položaj za SCC. Premajhen upogibni radij bo povzročil močno koncentracijo napetosti in močno skrajšal varen servisni cikel.
(2) Preostala termična napetost pri varjenju
Varjenje z argonom povzroča neenakomerno segrevanje in hlajenje. Zvarni šiv in toplo{1}}prizadeta cona zadržita veliko natezno napetost pri krčenju. Če je varilna zaščita nepopolna, bo na zvaru prišlo do kisikove in dušikove krhkosti, kar bo dodatno znižalo kritični prag napetosti za pokanje.
(3) Zunanja napetost sklopa
Prisilna poravnava med zaklepanjem prirobnice, togo vpenjanje in vlečenje cevovoda povzroči dodatno natezno obremenitev na telo cevi, prekrito z inherentno napetostjo pri obdelavi, zaradi česar material vstopi v občutljiv interval SCC pri nižji temperaturi.
(4) Izmenična napetost toplotnega cikla
Pogosti zagoni in izklopi povzročijo ponavljajoče se širjenje in krčenje stene cevi, kar tvori ciklično izmenično napetost, ki pospešuje nastanek in širjenje mikrorazpok.
3. Hierarhični preventivni in nadzorni tehnični ukrepi
① Standardizirajte parametre postopka upogibanja
Določite najmanjši radij upogiba, ki ni manjši od 3-kratnega zunanjega premera titanove cevi, da se izognete čezmerni raztezni deformaciji na upogibu. Po upogibnem oblikovanju izvedite nizko{2}}temperaturno žarjenje za razbremenitev napetosti, da odstranite preostalo napetost pri oblikovanju iz vira.
② Strogo dvo-stransko varjenje z argonsko zaščito
Med varjenjem uporabite popolno argonsko zaščito zadnje strani, da preprečite krhkost zvara. Za grelne cevi, ki se uporabljajo v nasičeni slanici nad 90 stopinj, izvedite toplotno obdelavo s trdno raztopino po -varjenju, da homogenizirate mikrostrukturo in odpravite preostalo napetost pri varjenju.
③ Sprejmite prilagodljivo namestitveno strukturo
Prepovedati prisilno sestavljanje in toge fiksne omejitve; uporabite PTFE elastična tesnila in rezervirane dilatacijske reže med prirobničnim priključkom, da se izognete dodatni zunanji natezni napetosti.
④ Razumno nadzorujte gostoto moči
Optimizirajte površinsko obremenitev z električno energijo, da se izognete lokalnemu pregrevanju stene cevi, ohranite-dolgotrajno delovno temperaturo pod občutljivim temperaturnim območjem titanovega SCC, kolikor je to mogoče, in prekinite pogoje temperaturne indukcije.
⑤ Optimizirajte upravljanje zaustavitve opreme
Popolnoma izpraznite preostalo slanico v rezervoarju med dolgotrajnim-ustavljanjem in stanjem pripravljenosti, da preprečite obogatitev s kloridnimi ioni v statičnem mediju in preprečite nastanek visoko-korozijskega mikrookolja.
4. Smer nadgradnje materiala za ultra-težke delovne pogoje
Če je delovni pogoj nasičena slanica s temperaturo, ki je stalno višja od 120 stopinj, in zapleteno napetostjo iz več-vir, je mogoče izbrati TA1 čisti industrijski titan z nižjo vsebnostjo nečistoč in boljšo žilavostjo, da izboljšate učinkovitost proti-SCC. Poudariti je treba, da titanovi materiali niso popolnoma odporni na medije,-ki vsebujejo fluor, in jih ni mogoče uporabljati v delovnih pogojih s fluorovodikovo kislino in fluoridnimi ioni.
表格
| Vir stresa | Območje, nagnjeno k okvaram | Metoda izločanja |
|---|---|---|
| Hladno upogibno oblikovanje | Zunanji lok upognjenega dela | Mejni upogibni radij + žarjenje za razbremenitev napetosti |
| Varilna obdelava | Zvar in območje-prizadetosti toplote | Dvo-stranska zaščita z argonom + toplotna obdelava-po varjenju |
| Toga namestitev | Prirobnični priključni del | Prilagodljivo tesnilo + rezerviran dodatek za razširitev |
| Termični pogosti zagon-ustavitev | Celotno telo cevi | Zmanjšajte gostoto moči in stabilizirajte temperaturna nihanja |
Zaključek
Titanove grelne cevi TA2 nimajo absolutne odpornosti na razpoke zaradi napetostne korozije v okoljih z visoko-temperaturo in visoko-slanostjo. Zmanjšanje natezne napetosti zaradi preoblikovanja, varjenja in sestavljanja povezav, skupaj z upravljanjem temperature in medija, lahko učinkovito prepreči nenadno krhko razpokanje in omogoči polno uporabo titanove dolge-življenjske -korozijske prednosti v kloridnih-delovnih pogojih.
