티타늄 외장 히터의 튜브 끝 밀봉 방법(저항 용접 대 레이저 용접)은 끓는 40% NaOH에서 응력 부식 균열의 배양 시간을 어떻게 변경합니까?

가성 균열은 약 125도에서 40% 수산화나트륨(NaOH)을 끓이는 티타늄 히터에서 응력 부식 균열(SCC)로 이어질 수 있습니다. 저항선이 피복으로 들어가는 튜브 끝 씰은 잔류 응력이 높은 중요한 위치입니다. 티타늄 외장을 밀봉하는 전통적인 방법은 상당한 잔류 인장 응력이 있는 넓은 열{4}영향부(HAZ)를 생성하는 탄소 전극을 사용한 저항 용접입니다. 레이저 용접의 집중된 빔은 매우 좁은 HAZ를 생성하고 잔류 응력을 감소시키며 오염을 거의 발생시키지 않습니다. SCC의 잠복 시간(균열 전 시간)은 저항 용접 씰에 비해 레이저 용접 씰의 경우 3~5배 더 깁니다.

가성 용액의 용접 씰에서 SCC 인큐베이션 메커니즘

끓는 40% NaOH의 SCC에는 높은 인장 응력, 취약한 미세 구조 및 부식성 환경이라는 세 가지 조건이 필요합니다. 저항 용접의 잔류 응력은 레이저 용접(50-100MPa)보다 더 큽니다(150-250MPa). 또한 저항 용접은 SCC 시작 지점 역할을 하는 탄소 전극의 철로 인한 오염 및 결정립계 결함이 더 많은 HAZ가 더 큽니다. 레이저 용접은 잔류 응력이 낮고 전극 오염이 없어 균열 발생이 지연되는 깨끗하고 좁은 HAZ를 생성합니다. 균열은 일단 발생되면 용접 영역을 통해 입계를 통해 전파됩니다.

다양한 용접 공정에 대한 정량적 SCC 인큐베이션 시간

2등급 티타늄 튜브 엔드 씰의 다양한 용접 및 후처리 환경에 대한 SCC 잠복기는 대기압 125도에서 40% NaOH를 끓이는 제어 테스트를 통해 설정되었습니다. 레이저 용접의 경우 -후처리 없이 용접된 그대로의 상태-에서 SCC 잠복기는 800~1,500시간입니다. 균열은 500~1,000시간 후에 용접 지단에서 시작되므로 3~6개월 연속 작동하는 경우 허용됩니다. 권장되는 접근 방식은 레이저 용접 후 아르곤 환경에서 540도에서 30분간 응력을 해제하는 것입니다. 인큐베이션 시간이 2,000-3,500시간으로 연장되었으며 2,000시간 이내에 균열이 발생하지 않았습니다. 기존의 용접상태에서는 저항용접의 잠복기가 200~400시간에 불과하고, 전극과 접촉하는 부위부터 균열이 발생하기 때문에 연속사용에는 적합하지 않습니다. 저항 용접 및 후속 응력 완화를 위해 잠복 시간은 500-800시간으로 증가합니다. 이는 레이저 용접보다 좋지만 여전히 적습니다. 응력 완화 및 산세척 기능을 갖춘 저항 용접의 경우 잠복 기간이 600~1000시간으로 늘어납니다. 산 세척은 표면 철 오염을 제거합니다.

NaOH 농도와 온도가 배양 시간 비율에 미치는 영향

The ratio of incubation durations between laser welding and resistance welding remains essentially stable over caustic environments. The laser-welded seals exhibit an incubation period of >5,000 hours at 30% NaOH and 115°C, while the resistance-welded seals display 1,000-2,000 hours, giving a life ratio of >3. 레이저 용접: 800~1,500시간 저항 용접: 200~400시간 비율: 4 40% NaOH, 125도 50% NaOH, 140℃에서 레이저 용접하면 300~600시간이 소요됩니다. 저항 용접은 80~150시간(비율 4)을 제공합니다. 60% NaOH 및 155도 레이저 용접의 경우 저항 용접은 30~60시간, 레이저 용접은 100~250시간, 다시 4:1 비율로 생산됩니다. 비율은 매우 안정적이며, 레이저 용접이 부식 정도에 관계없이 SCC 저항을 근본적으로 증가시킨다는 것을 보여줍니다.

부식성 서비스를 위한 튜브 끝 밀봉 공정 선택 가이드

아래 표는 원하는 서비스 수명과 가성 농도에 따라 끓는 수산화나트륨 서비스에서 티타늄 외장 히터에 권장되는 튜브 끝 밀봉 방법 선택을 보여줍니다.

원하는 사용 수명 NaOH 농도(%) 권장 밀봉 방법포스트-용접 처리 인큐베이션 시간(시간) 예상 SCC2년 30 레이저 용접 응력 완화 > 5,000
1~2년 40 레이저 용접 스트레스 해소 2,000~3,500
6~12개월 40 레이저 용접 없음 800~1,500
3~6개월 40 저항용접 응력제거 + 산세 600~1,000
<3 months 40 Resistance welding Nil 200-400
용접 방법 선택 이상의 엔지니어링

티타늄 등급은 용접 절차와 관계없이 SCC 저항에 영향을 미칩니다. 7등급(팔라듐-안정화)은 입자 경계의 팔라듐 농축으로 인해 두 용접 공정 모두에서 2등급보다 잠복기가 3{14}5배 더 길다는 것을 보여줍니다. 벽 두께로 인해 SCC의 시작이 중단되지는 않지만 성장이 느려집니다. SCC 균열이 있는 2.0-mm 벽은 1.2mm 벽보다 천공되기 전까지 2~3배 더 오래 지속될 수 있습니다. 튜브 끝 모양이 중요하며, 씰에서 튜브로 원활하게 전환되어 응력 집중이 줄어듭니다. 레이저 용접은 언더컷을 줄이고 더욱 균일한 용접 프로파일을 만듭니다. 용접 후 응력 완화 어닐링을 통해 540도에서 30분 동안 잠복 기간이 크게 늘어나 두 절차 모두에서 잔류 응력이 60~80% 감소합니다.

충분한 정보를 바탕으로 사양 제공

모든 튜브 끝 씰은 레이저 용접되어야 합니다. 125도에서 40% NaOH 비등 서비스를 위한 티타늄 외장 히터. 아르곤 분위기에서 540도에서 30분간 용접 후 응력을 완화한 후 20% 질산+ 3% 불화수소산에서 5분간 산세척하여 표면 오염을 제거합니다. 레이저 용접에 접근할 수 없는 경우 응력 제거 및 산세척을 통해 저항 용접을 명시하지만 수명이 더 짧은 것을 허용합니다. 명백한 오염 물질, 스플래터 또는 언더컷이 있는 용접은 거부합니다. 작동 중에 염료 침투제를 사용하여 튜브 끝 씰을 주기적으로 점검하십시오. 균열이 발견되면 즉시 히터 사용을 중단하십시오. 엔지니어는 저항 용접 대신 레이저 용접을 사용하여 SCC 잠복기를 4배 늘렸고 40% 수산화나트륨 비등 작업에서 일관된 성능을 발휘할 수 있었습니다.