في أي مزيج محدد من تركيز حمض الكبريتيك ودرجة الحرارة يتطلب غمد من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 1.2 ملم 316 التلدين بعد اللحام لمنع التآكل الحبيبي في سخانات الغمر الكهربائية؟
ترك رسالة
يجب أن يتم لحام وصلات الشفاه والتركيبات المتصاعدة بغلاف الفولاذ المقاوم للصدأ 316 لمهندسي التصنيع وموظفي ضمان الجودة المسؤولين عن السخانات الغاطسة الكهربائية للاستخدام في خدمة حمض الكبريتيك. يولد اللحام حرارة يمكن أن تنتج حساسية، وتكوين كربيدات الكروم عند حدود الحبوب في الحرارة-المنطقة المتأثرة. 316 الحساسة يفقد مقاومته للتآكل ويصبح عرضة للتآكل بين الحبيبات الذي يهاجم بشكل تفضيلي حدود الحبوب مما يؤدي إلى فقدان سريع للمواد واحتمال فشل السخان. يتحكم سمك جدار الغلاف في سرعة التبريد بعد اللحام وضرورة التلدين بعد اللحام. في هذا العمل، حددنا عتبة تركيز حمض الكبريتيك التي تتطلب التلدين بعد اللحام لتجنب هجوم التآكل الحبيبي في غمد 316 مقاس 1.2 مم.
التحسس وآلية التآكل الحبيبي في 316
عندما يتم تسخين الفولاذ المقاوم للصدأ 316 إلى درجات حرارة تتراوح بين 450 درجة مئوية و850 درجة مئوية، فإن نطاق التحسس يترسب كربيدات الكروم عند حدود الحبوب. مثل هذا الترسيب في نقطة الندى- يتسرب الكروم من المناطق المجاورة لحدود الحبوب، مما يتركها مستنفدة إلى أقل من 12% من الكروم اللازم لتكوين طبقة سلبية. في البيئة المسببة للتآكل، تتآكل مناطق استنفاد الكروم هذه بشكل تفضيلي، مما يؤدي إلى هجوم على حدود الحبوب وفي النهاية إزالة المواد. يتميز الغلاف ذو الجدران الرقيقة-بسمك 1.2 مم بكتلة حرارية منخفضة وقد تتبدد الحرارة بسرعة بعد اللحام. وهذا يؤدي إلى معدل تبريد سريع. يبرد الجدار الرقيق بسرعة من درجة حرارة اللحام إلى أقل من 450 درجة مئوية ويقضي وقتًا قصيرًا في منطقة التحسس. يتميز الغلاف-السميك ذو الجدران > 3 مم بمعدل تبريد أبطأ، مما يزيد من خطر التحسس. ومع ذلك، بالنسبة لجدار 1.2 مم، يكون معدل التبريد سريعًا بشكل عام بما يكفي لتجنب التحسس في ظل ظروف اللحام بقوس التنغستن الغازي التقليدي. ليس سمك الجدار هو المفتاح فحسب، بل هو محتوى الكربون في مادة 316. منخفض الكربون 316L (بحد أقصى 0.03% درجة مئوية) مقاوم بشكل خاص للحساسية بغض النظر عن سمك الجدار. يمكن تحسس المعيار 316 (بحد أقصى 0.08% كربون) إذا تم تبريده ببطء شديد.
التركيز الحرج لحمض الكبريتيك للكشف عن التحسس
يكون التآكل بين الحبيبات للحساس 316 شديدًا بشكل خاص عند تركيزات معينة من حمض الكبريتيك. يجمع اختبار شتراوس (ASTM A262 Practice E) بين غليان حمض الكبريتيك بنسبة 16% مع كبريتات النحاس لاختبار التحسس. من المرجح أن يحدث الهجوم بين الحبيبات أثناء الخدمة في 10 إلى 40٪ من حمض الكبريتيك عند درجات حرارة تزيد عن 50 درجة مئوية. عند أقل من 10%، لا يكون الحمض قويًا بدرجة كافية لاستهداف حدود الحبوب بشكل مفضل. عند حوالي 40%، يصبح الحمض مؤكسدًا ويعيد تنشيط السطح، مما يخفي التحسس. يبلغ التركيز العتبي لخطر التآكل بين الحبيبات لغمد 1.2 مم 316 في حمض الكبريتيك حوالي 15-25% عند درجات حرارة 60-80 درجة مئوية. أقل من 15% يمكن للغمد المحسس أن يعيش لسنوات دون اعتداء واضح. عند التركيزات التي تزيد عن 25%، قد يتأكسد الحمض بدرجة كافية لوقف الهجوم الحبيبي ولكن الحفر يصبح مشكلة. ضمن النطاق الحرج 15-25%، يمكن أن يفقد الغلاف الحساس 0.5-2.0 ملم من المادة كل عام على طول حدود الحبوب، ويخترق جدارًا يبلغ سمكه 1.2 ملم خلال أشهر. لذلك، بالنسبة للتطبيقات ذات تركيزات حمض الكبريتيك بين 15% و25% ودرجات الحرارة أعلى من 50 درجة مئوية، يُقترح بشدة التلدين بعد اللحام ما لم يتم استخدام 316L.
مصفوفة متطلبات التلدين للأغماد الملحومة 316
يسرد الجدول أدناه توصيات بشأن-التليين اللاحق للحام 1.2 مم 316 أغلفة لتركيزات حمض الكبريتيك المختلفة ودرجات حرارة التشغيل و316 درجة محددة مستخدمة. التلدين هو تسخين المجموعة الملحومة إلى 1050 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة، ثم التبريد السريع (الإطفاء بالماء أو الغاز القسري).
تركيز حمض الكبريتيك درجة حرارة التشغيل درجة 316 بعد - التلدين باللحام مطلوب؟ توصية بديلة
أقل من 10 في المائة من أي درجة حرارة 316 أو 316 لتر. لا يوجد لحام قياسي مقبول
10 – 15% أقل من 60 درجة مئوية
10 – 15% أقل من 60 درجة مئوية 316 لا، ولكن يوصى باستخدام 316L مقبول بدون التلدين
10 – 15% 60 – 90 درجة مئوية 316L لا مراقب للهجوم 10 – 15% 60 – 90 درجة مئوية 316 نعم التلدين أو الاستخدام 316L 15 – 25% أقل من 50 درجة مئوية 316L لا 316L مقبول 15 – 25% أقل من 50 درجة مئوية 316 نعم التلدين مطلوب 15 – 25% 50 – 80 درجة مئوية 316 أو 316 لتر نعم التلدين إلزامي لأي من الدرجات 15 – 25% فوق 80 درجة مئوية أي 316 نعم، بالإضافة إلى مراعاة ترقية السبائك مخاطر هجوم عالية؛ استخدم السبائك 20 25 – 40% أي درجة حرارة أي 316 غير قابل للتطبيق التحسس ليس وضع الفشل الأساسي؛ يهيمن الحفر
أكثر من 40 في المائة أي درجة حرارة أي 316 غير قابل للتطبيق حمض مؤكسد؛ هجوم بين الخلايا الحبيبية غير محتمل
إذا تم استخدام المعيار 316،-يلزم التلدين اللاحق لغلاف 316 مقاس 1.2 مم في نطاق التركيز الحرج الذي يتراوح بين 15-25% عند درجات حرارة تزيد عن 50 درجة مئوية. مع 316L، التلدين هو هامش أمان إضافي. يمكن أن يتخلل التآكل الحبيبي الجدار الرقيق خلال 3-12 شهرًا، مما يؤدي إلى انفصال الحافة أو تسرب الغلاف، دون تلدين منطقة ربط الحافة الملحومة.
اعتبارات عملية للتليين-للأنابيب الرقيقة الجدران
تحدث مشكلات في الممارسة العملية مع التلدين اللاحق- لغمد 316 مقاس 1.2 مم. يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المرتفعة البالغة 1050 درجة مئوية إلى أكسدة سلك المقاومة الداخلية إذا لم تكن المجموعة محمية بشكل جيد. يجب أن يتم التلدين في فرن بيئة خاضعة للرقابة مع الأرجون أو الأمونيا المنفصلة لتجنب الأكسدة. وبدلاً من ذلك، يمكن تلدين منطقة اللحام محليًا عن طريق التسخين التعريفي دون تسخين السخان بالكامل. يتوسع عزل MgO الموجود في أراجيح السخان بشكل مختلف عن الفولاذ ويمكن أن يحطم الغلاف، وبالتالي فإن التلدين الكامل للسخانات التي تم تأرجحها سابقًا بعزل MgO غير ممكن. يجب أن يتم التلدين بعد اللحام، ولكن قبل التطريق، أو موضعيًا في منطقة اللحام فقط. يجب أن يحدد المهندسون أن أي لحامات على 316 غمدًا لخدمة حمض الكبريتيك بنسبة 15-25% يجب أن يتبعها التلدين بالحث الموضعي للمنطقة{14}}المتأثرة بالحرارة. يجب أن تكون المنطقة الملدنة 10 مم على الأقل على جانبي اللحام. يمكن التحقق من التلدين المناسب باستخدام مقياس الفريت أو عن طريق تقديم عينة لحام لاختبار ASTM A262 Practice E. لا يجوز توظيف المورد الذي لا يمكنه إجراء -التليين اللاحق للحام أو تقديم اختبار التحقق في خدمة حمض الكبريتيك في نطاق التركيز الحرج. تكلفة فشل التآكل الحبيبي الواحد، والذي عادة ما يكون غير متوقع ودون سابق إنذار، أكبر بكثير من تكلفة عمليات التلدين الجيدة. بالنسبة للتركيبات الجديدة، يؤدي اختيار 316L، بدلاً من 316 القياسي، إلى التخلص من احتمالية التحسس للجدران بسمك 1.2 مم في جميع الظروف باستثناء الظروف القصوى، ويوصى به بشدة لأي خدمة حمض الكبريتيك التي يزيد تركيزها عن 10%.
