Titan stopnje 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni) se uporablja za grelne cevi v okoljih,-ki vsebujejo klorid, zaradi svoje izboljšane odpornosti proti luknjam. Ko je cev upognjena na tesen polmer 3-kratnega premera cevi (3D), je zunanji polmer podvržen plastičnim nateznim deformacijam 10–15 %. Ta hladna obdelava ustvari preostalo natezno napetost, poveča gostoto dislokacij in lahko poravna zrna alfa-faze. Potencial pitinga, ki je elektrokemični potencial, pri katerem se začnejo stabilni piti, se z naraščajočo hladno obdelavo zmanjšuje. Žarjenje-za razbremenitev napetosti pri 540 stopinjah za 30 minut povrne del napetosti, zmanjša preostalo napetost in omogoči nekaj rekristalizacije. Potencial luknjanja upognjene in razbremenjene cevi se vrne znotraj 50–100 mV neupognjenega stanja v primerjavi s 150–250 mV depresijo pri upognjeni cevi brez razbremenitve napetosti.

Mehanizem obnovitve preostale deformacije in obnove potenciala lukenj

Med plastičnim upogibanjem se dislokacije množijo in kopičijo na mejah zrn ter ustvarjajo visoko-energijska mesta, ki so prednostna za nastanek jam. Natezna zaostala napetost na zunanjem polmeru dodatno destabilizira pasivni film. Žarjenje-za razbremenitev napetosti pri 540 stopinjah omogoča plezanje in anihilacijo dislokacij, kar zmanjša gostoto dislokacij za 60–80 %. Postopek tudi zmanjša preostalo natezno napetost s 150–250 MPa na 30–60 MPa. Molibden in nikelj v razredu 12 se prerazporedita med žarjenjem, obogatita površino in izboljšata stabilnost pasivnega filma. Potencial luknjanja je obnovljen, ker se zmanjša število aktivnih mest za iniciacijo jamice, pasivni film pa postane bolj enakomeren.

Kvantitativni potencial luknjanja kot funkcija upogiba in razbremenitve napetosti

Nadzorovano testiranje v 5 % NaCl pri 90 stopinjah je pokazalo potenciale luknjanja za titanove cevi razreda 12 pod različnimi pogoji. Za neupognjeno, žarjeno cev (osnovna linija) je potencial luknjičaste luknje od +0.45 do +0.60 V v primerjavi z Ag/AgCl, pri čemer po 1000 urah ni opaziti luknjičaste cevi. Za cev, ki je upognjena na 3D-polmer v-upognjenem stanju brez razbremenitve napetosti, potencial luknjičaste cevi pade na +0.20 do +0.35 V, luknjičastost pa se začne v 100–300 urah, kar po 500 urah povzroči globino jamice 0,1–0,3 mm. Za cev, upognjeno na 3D polmer in napetost-sproščeno pri 540 stopinjah za 30 minut, se potencial luknjanja povrne na +0.35 do +0.50 V, luknjanje se začne po 500–1500 urah, globina jamice pa je 0,05–0,15 mm po 500 urah. Za cev, upognjeno na polmer 5D (blažji upogib) z razbremenitvijo napetosti, je potencial luknjanja od +0.40 do +0.55 V, kar je zelo blizu neupognjene osnovne črte. Za cev, ki je upognjena na 3D-polmer in je napetost-razbremenjena pri 480 stopinjah (nezadostna temperatura), je potencial luknjanja le +0.25 do +0.40 V, kar kaže na delno okrevanje.

Vpliv radija upogiba in temperature sproščanja napetosti na potencial luknjanja

Obnovitev potenciala luknjanja je odvisna tako od polmera upogiba kot od temperature razbremenitve napetosti. Pri 3D upogibu je depresija potenciala neupognjenega upogibanja 150–250 mV pod neupognjeno vrednostjo. Razbremenitev napetosti pri 480 stopinjah obnovi 30–50 mV, pri čemer ostane depresija 120–200 mV. Razbremenitev napetosti pri 540 stopinjah obnovi 100–150 mV, pri čemer ostane depresija 50–100 mV. Lajšanje napetosti pri 600 stopinjah povrne 150–200 mV, pri čemer ostane depresija 20–50 mV, vendar obstaja tveganje za nastanek alfa-ohišja, če se ne izvaja v inertni atmosferi. Pri 5D upogibu je de-upognjena depresija le 50–100 mV, razbremenitev napetosti pri 540 stopinjah pa se popolnoma povrne na neupognjeno raven. Za 2D upogib (bolj napet kot 3D) je upogibna depresija 200–350 mV in celo razbremenitev napetosti pri 540 stopinjah povrne samo 80–120 mV, kar pusti znatno depresijo.

Priročnik za izbiro polmera upogiba in razbremenitve napetosti za 12. stopnjo v storitvi vročega klorida

Naslednja tabela podaja priporočila za upogibanje grelnih cevi iz titana Grade 12 za uporabo v 5 % NaCl pri 90 stopinjah, ki temelji na polmeru upogiba, obdelavi za razbremenitev napetosti in želeni odpornosti proti luknjanju.

Inženiring onkraj zdravljenja za lajšanje stresa

Kvaliteta titana vpliva na začetni potencial luknjanja in okrevanje po razbremenitvi napetosti. Stopnja 7 ima izhodiščni potencial luknjanja 100–200 mV višji kot stopnja 12, tako da je lahko celo 3D kot-upognjena cev stopnje 7 (+0.30 do +0.45 V) sprejemljiva za številne aplikacije. Debelina stene ne vpliva na potencial luknjanja, ampak vpliva na čas širjenja jamice; stena debeline 2,0 mm z globino jamice 0,1 mm ima preostalih 95 % stene. Ozračje za lajšanje stresa je kritično; žarjenje na zraku pri 540 stopinjah tvori tanek oksid, ki ne škoduje odpornosti proti luknjičastim luknjam, vendar je zaželeno žarjenje v argonu ali vakuumu. Hitrost ohlajanja po razbremenitvi napetosti nima bistvenega vpliva na potencial luknjanja.

Izdelava informirane specifikacije

Za grelno cev iz titana razreda 12, ki zahteva 3D-upogib za delovanje v 5 % NaCl pri 90 stopinjah, navedite žarjenje za razbremenitev napetosti pri 540 stopinjah 30 minut po upogibanju v atmosferi argona. zahtevati preverjanje potenciala luknjanja s cikličnim polarizacijskim testiranjem na vzorcu iz upognjene in-razbremenjene cevi; potencial luknjanja mora biti znotraj 100 mV neupognjene osnovne vrednosti od +0.45 do +0.60 V. Za krivine, ki so težje od 3D, razmislite o uporabi titana stopnje 7 ali povečanju radija krivine na 5D. Če razbremenitev ni mogoča, se sprijaznite s krajšo življenjsko dobo in vsako četrtletje preglejte območje upogiba glede luknjic. Med delovanjem spremljajte-potencial odprtega tokokroga grelnika; padec pod +0.20 V v primerjavi z Ag/AgCl kaže na povečano tveganje luknjanja. Z razbremenitvijo-napetosti pri 540 stopinjah po upogibanju inženir obnovi potencial luknjanja titana razreda 12 na 50–100 mV neupognjenega stanja, kar zagotavlja zanesljivo delovanje pri vročem kloridu.