12등급 티타늄 히터 튜브를 3D 반경으로 구부린 다음 응력{2}}을 540도에서 완화하면 외부 반경의 잔류 변형률 회복이 90도에서 5% NaCl의 피팅 전위를 어떻게 변경합니까?

12등급 티타늄(Ti-0.3Mo-0.8Ni)은 우수한 내공식성으로 인해 염화물이 함유된 상황에서 히터 튜브에 사용됩니다. 튜브를 튜브 직경(3D)의 3배에 해당하는 좁은 반경으로 구부리면 외부 반경에서 10~15%의 소성 인장 변형이 발생합니다. 이러한 냉간 가공은 잔류 인장 응력, 전위 밀도 증가로 이어지며 알파{19}}상 입자의 배향으로 이어질 수 있습니다. 피팅 전위는 안정적인 피트가 시작되는 전기화학적 전위입니다. 냉간 가공이 증가하면 공식 가능성이 감소합니다. 540도에서 30분간 응력 제거 어닐링을 하면 변형률이 일부 회복되고 잔류 응력이 감소하며 재결정화가 가능해집니다. 구부러진 튜브의 응력-완화는 구부러지지 않은 상태에 비해 공식 전위를 50-100mV만 감소시키는 반면, 응력 제거가 없는 구부러진 상태의 튜브에서는 150~250mV 감소합니다.

잔류 변형률 회복 및 공식 전위 복원 메커니즘

굽힘에 의한 소성 변형으로 인해 전위가 성장하고 입자 경계에 쌓이게 되어 피트 시작에 이상적인 위치인 고에너지 지점이 생성됩니다.- 외부 반경의 인장 잔류 응력은 패시브 레이어를 더욱 불안정하게 만듭니다. 540도에서의 응력{3}}완화 어닐링은 전위 상승 및 소멸을 가능하게 하여 전위 밀도를 60-80% 낮춥니다. 이 절차는 또한 잔류 인장 응력을 150-250 MPa에서 30-60 MPa로 줄입니다. 어닐링 중에 12등급의 몰리브덴과 니켈이 재분배되어 표면을 풍부하게 하고 부동태 피막의 안정성을 향상시킵니다. 패시브 필름은 더욱 균일해지며 피트 생성을 위한 활성 사이트 수가 감소하고 피팅 전위가 복원됩니다.

정량적 피팅 가능성과 굽힘 및 응력 완화 비교

90도의 5% NaCl에서 통제된 테스트를 통해 12등급 티타늄 튜브의 피팅 전위가 다양한 상황에서 확립되었습니다. 구부러지지 않고 어닐링된 튜브(기준선)의 경우 피팅 전위는 Ag/AgCl에 대해 +0.45 ~ +0.60 V이며, 1,000시간 후에는 피팅이 나타나지 않습니다. 구부러진 상태에서 3D 반경으로 구부러지고 응력 완화가 없는 튜브의 경우 피팅 전위는 +0.20에서 +0.35 V로 감소하고 피팅은 100~300시간 후에 시작되며 500시간 후 피트 깊이는 0.1~0.3mm입니다. 3D 반경으로 구부러지고 540도에서 30분 동안 응력이 완화된 튜브의 경우 공식 전위는 +0.35에서 +0.50 V로 회복되고 공식은 500~1,500시간 후에 발생하며 피트 깊이는 500시간 후 0.05~0.15mm입니다. 응력 완화 기능이 있는 5D 반경 굽은 튜브(완만한 굽힘)의 경우 피팅 전위는 +0.40~+0.55V로 구부러지지 않은 기준선에 매우 가깝습니다. 튜브는 3D 반경으로 구부러졌고 응력은 480도에서 완화되었습니다(충분히 뜨겁지 않음). +0.25에서 +0.40 V까지의 피팅 전위로 부분적인 회복이 관찰되었습니다.

굽힘 반경과 응력{0}}완화 온도가 공식 잠재력에 미치는 영향

피팅 전위의 회복은 굽힘 반경과 응력 완화 온도 모두에 따라 달라지는 것으로 나타났습니다. 구부러진 구멍이 생길 가능성이 있는 3D 굽힘은 구부러지지 않은 값보다 150{21}}250mV 낮습니다. 480도에서의 응력 완화는 30-50mV를 회복하고 120-200mV의 감소를 남깁니다. 540도에서의 응력 완화는 100~150mV를 회복하고 50~100mV의 저하를 남깁니다. 600도에서의 응력 완화는 150~200mV를 회복하지만 20~50mV의 저하를 남기지만, 불활성 대기에서 수행되지 않으면 이 과정에서 알파{24}}케이스 생성이 발생할 수 있습니다. 5D 굽힘의 경우-굽어진 상태의 함몰은 50-100mV에 불과하고 540도에서의 응력 완화는 굽혀지지 않은 수준을 완전히 회복합니다. 2D 굽힘(3D보다 촘촘함)의 경우 굽힘 상태의 함몰은 200-350mV입니다. 540도에서 스트레스를 감소시키더라도 80-120mV만 회복되어 엄청난 우울증을 남깁니다.

12등급 열염화물 서비스 굽힘 반경 및 응력 완화 선택 가이드

5% NaCl에서 90도로 서비스하기 위한 등급 12 티타늄 히터 튜브 굽힘에 대한 권장 사항은 굽힘 반경, 응력 완화 처리 및 원하는 피팅 저항의 함수로 다음 표에 나와 있습니다.

굽힘 반경(R/D)-굽은 공식 전위(V 대 Ag/AgCl) 응력 완화 온도(도) 후-완화 공식 전위(V 대 Ag/AgCl)제안 적용 분야
5D +0.30 ~ +0.45 540도 +0.45 ~ +0.60 높은 신뢰성 서비스
5D +0.30 ~ +0.45 없음 +0.30 ~ +0.45 보통 서비스
3D +0.20 ~ +0.35 540도 +0.35 ~ +0.50 검사에 적합 3D +0.20 ~ +0.35 없음 +0.20 ~ +0.35 뜨거운 염화물에는 권장되지 않음 2D +0.05 ~ +0.20 540도 +0.15 ~ +0.30 가능하면 피함 2D +0.05 ~ +0.20 600도(아르곤) +0.25 ~ +0.40 7등급 스트레스 완화 치료 공학에 한계

공식 잠재력과 응력 해제 회복은 티타늄 등급에 따라 다릅니다. 7등급은 12등급보다 기본 피팅 전위가 100 – 200mV 더 높으므로 구부러진 7등급 튜브의 3D도 많은 응용 분야(+ 0.30 ~ + 0.45 V)에 적합할 수 있습니다. 벽 두께는 공식 전위에 영향을 미치지 않지만 공식 전파 시간에는 영향을 미칩니다. 2.0mm 벽의 95%는 0.1mm 피트 깊이로 유지됩니다. 스트레스 해소에는 환경이 중요합니다. 540도에서 공기 중에서 어닐링하면 얇은 산화물이 생성되며 이는 공식 저항을 저하시키지 않지만 아르곤 또는 진공에서 어닐링하는 것이 바람직합니다. 응력 제거 후 냉각 속도는 공식 전위에 큰 영향을 미치지 않습니다.

정보에 입각한 사양 개발

90도에서 5% NaCl로 서비스하기 위해 3D 굽힘이 필요한 12등급 티타늄 히터 튜브의 경우 굽힘 후 아르곤 환경에서 30분 동안 540도에서 응력 완화 어닐링을 지정합니다. 구부러지고 응력이 완화된 튜브의 샘플에 대해 주기적 분극 테스트를 수행하여 피팅 전위를 확인합니다. 피팅 전위는 +0.45에서 +0.60V까지 구부러지지 않은 기준 값의 100mV 이내에 있어야 합니다. 3D보다 더 단단한 굴곡의 경우 7등급 티타늄을 사용하거나 굴곡 반경을 5D로 늘립니다. 응력 제거가 불가능할 경우 수명 단축을 받아들이고 구부러진 부분에 구멍이 있는지 정기적으로 검사하십시오. 히터의 개방-전위는 작동 중에 모니터링해야 하며, 전위가 Ag/AgCl에 비해 +0.20 V 미만이면 구멍이 생길 위험이 증가합니다. 엔지니어는 12등급 티타늄의 피팅 전위를 굽히지 않은 상태의 50~100mV 이내로 되돌리기 위해 굽힌 후 540도에서 응력을 완화하므로 티타늄은 뜨거운 염화물 환경에서 안정적으로 작동할 수 있습니다.