Žodžių skaičius: 576 TA2 grynas titanas pasižymi išskirtiniu atsparumu chlorido jonų korozijai jūros vandenyje ir sūryme ir yra plačiai naudojamas kaitinimo elementams gėlinimo, jūrų inžinerijos ir druskos chemijos pramonėje. Nepaisant to, kartu sujungiant liekamąjį tempimo įtempį, nuolat aukštą temperatūrą ir koncentruotą chlorido tirpalą, titano medžiaga vis tiek sukels trapų įtempių korozijos įtrūkimą (SCC). Dėl tokio gedimo išorėje nėra akivaizdaus metalo plonėjimo, o įtrūkimai greitai plečiasi išilgai kristalų struktūros, lengvai sukeldami staigų vamzdžio prasiskverbimą ir vidutinį nuotėkį be išankstinio įspėjimo. Šiame dokumente išsamiai aprašomas formavimo mechanizmas ir visa{5}}procesų prevencijos schema.
1. Titano įtempių korozijos įtrūkimų mechanizmas
Titanas neutralioje chlorido terpėje spontaniškai sudaro kompaktišką pasyvią TiO₂ plėvelę, kad izoliuotų matricos koroziją. Kai vamzdžio korpusas patiria tempimo įtempį dėl apdorojimo ar surinkimo, ant paviršiaus oksido plėvelės atsiranda mikro{1}}plyšimų. Chlorido jonai nuolat įsiskverbia į plyšio viršūnę, ištirpindami šviežią titano substratą, sudarydami vietinę rūgštinę mikroaplinką. Įtempimas koncentruojasi priekinėje mažų plyšių dalyje ir stumia įtrūkimus, kad jie greitai išsiplėstų išilgai grūdelių ribos arba transgranuliacijos kryptimi. Visas lūžimo procesas priklauso nuo trapios gedimo, beveik be plastinių deformacijų, todėl reguliariai tikrinant išvaizdą sunku atrasti paslėptus pavojus. Trys būtinos SCC sąlygos: tempiamasis įtempis, terpės temperatūra virš 70 laipsnių, didelės koncentracijos chlorido terpė. Praleidus bet kurią sąlygą, gali labai sumažėti įtrūkimų tikimybė.
2. Pagrindiniai titano šildymo vamzdžių tempimo įtempių šaltiniai
(1) Šalto lenkimo liekamasis įtempis
U-formos, L-formos ir suvynioti titano šildymo vamzdžiai yra šaltai lenkiami ir formuojami. Išorinis lenkimo srities lankas sukuria nuolatinį tempimo įtempį, kuris yra labiausiai linkęs SCC padėtis. Per mažas lenkimo spindulys sukels didelę įtempių koncentraciją ir smarkiai sutrumpins saugaus aptarnavimo ciklą.
(2) Suvirinimo terminis liekamasis įtempis
Argono lankinis suvirinimas sukuria netolygų šildymą ir vėsinimą. Suvirinimo siūlė ir šilumos{1}}veikiama zona išlaiko didelį susitraukimo tempimo įtempį. Jei suvirinimo apsauga yra neužbaigta, ant suvirinimo siūlės susidarys deguonies ir azoto trapumas, o tai dar labiau sumažins kritinio įtempio slenkstį įtrūkimams.
(3) Surinkimo išorinė įtampa
Priverstinis išlygiavimas flanšo fiksavimo, standaus suspaudimo ir vamzdyno traukimo metu sukelia papildomą tempimo apkrovą vamzdžio korpusui, uždedant būdingą apdorojimo įtempį, todėl medžiaga patenka į jautrų SCC intervalą esant žemesnei temperatūrai.
(4) Šiluminio ciklo kintamoji įtampa
Dažnas paleidimas ir išjungimas sukelia pakartotinį vamzdžio sienelės išsiplėtimą ir susitraukimą, susidarant cikliniam kintamajam įtempimui, kuris pagreitina mikroįtrūkimų atsiradimą ir plitimą.
3. Hierarchinės prevencijos ir kontrolės techninės priemonės
① Standartizuokite lenkimo proceso parametrus
Nurodykite minimalų lenkimo spindulį, ne mažesnį kaip 3 kartus už išorinį titano vamzdžio skersmenį, kad išvengtumėte per didelės tempimo deformacijos lenkimo vietoje. Po lenkimo formavimo atlikite žemos-temperatūrinės įtampos sumažinimo atkaitinimą, kad pašalintumėte formavimo liekamąjį įtempį iš šaltinio.
② Griežtas dvipusis{0}}argonu ekranuotas suvirinimas
Suvirinimo metu naudokite visą galinę apsaugą nuo argono, kad išvengtumėte suvirinimo siūlės trapumo. Šildymo vamzdeliams, naudojamiems prisotintame sūryme virš 90 laipsnių, atlikite po-suvirinimo kieto tirpalo terminį apdorojimą, kad homogenizuotų mikrostruktūrą ir pašalintumėte suvirinimo liekamąjį įtempį.
③ Priimkite lanksčią montavimo struktūrą
Uždrausti priverstinį surinkimą ir griežtus fiksuotus apribojimus; Jungdami flanšą naudokite elastines PTFE tarpines ir rezervuotus išsiplėtimo tarpus, kad išvengtumėte papildomo išorinio tempimo įtempio.
④ Pagrįstai valdykite galios tankį
Optimizuokite paviršiaus galios apkrovą, kad išvengtumėte vietinio vamzdžio sienelės perkaitimo, išlaikykite ilgalaikę -darbinę temperatūrą kiek įmanoma žemesnę nei jautrus titano SCC temperatūros diapazonas ir išjunkite temperatūros skatinimo sąlygas.
⑤ Optimizuokite įrangos išjungimo valdymą
Visiškai išleiskite likutinį sūrymą bako viduje ilgalaikio išjungimo ir budėjimo metu, kad išvengtumėte chlorido jonų sodrinimo statinėje terpėje ir nesusidarytų didelės-korozijos mikroaplinka.
4. Medžiagos atnaujinimo nurodymas itin-atšiaurioms darbo sąlygoms
Jei darbo sąlygos yra prisotintas sūrymas, kurio temperatūra stabiliai aukštesnė nei 120 laipsnių ir sudėtingas daugelio šaltinių įtempis, TA1 pramoninis grynas titanas su mažesniu priemaišų kiekiu ir geresniu kietumu gali būti pasirinktas siekiant pagerinti anti-SCC veikimą. Reikėtų pabrėžti, kad titano medžiagos visiškai negali atsispirti fluoro{5}}turinčioms terpėms ir negali būti naudojamos darbo sąlygomis su vandenilio fluorido rūgštimi ir fluorido jonais.
表格
| Streso šaltinis | Sritis, linkusi į gedimą | Pašalinimo metodas |
|---|---|---|
| Šalto lenkimo formavimas | Išlenktos dalies išorinis lankas | Apriboti lenkimo spindulį + įtempių mažinimo atkaitinimas |
| Suvirinimo apdorojimas | Suvirinimo ir karščio{0}}veikiama zona | Dvipusė -apsauga argonu + po-suvirinimo terminis apdorojimas |
| Tvirtas montavimas | Flanšinės jungties dalis | Lankstus tarpiklis + rezervuota išsiplėtimo priemoka |
| Dažnas terminis paleidimas{0}}sustabdymas | Visas vamzdžio korpusas | Sumažinkite galios tankį ir stabilizuokite temperatūros svyravimus |
Išvada
TA2 titano šildymo vamzdžiai neturi absoliutaus atsparumo korozijos įtrūkimams aukštoje -temperatūroje ir aukštoje{2}} druskingumo aplinkoje. Tempimo įtempių, atsirandančių dėl formavimo, suvirinimo ir surinkimo jungčių, pašalinimas, taip pat temperatūros ir terpės valdymas gali veiksmingai išvengti staigaus trapaus įtrūkimo gedimo ir suteikti titano ilgaamžiškumo antikorozijos pranašumą chloro-daug darbo sąlygomis.
