بالنسبة لسخان غمد التيتانيوم المستخدم للحفاظ على 140 درجة في محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 50% تحت ضغط 2 بار، ما هو الحد الأقصى المسموح به لإجهاد الشد (MPa) في جدار الأنبوب لمنع تشقق المواد الكاوية لمدة 5 سنوات؟

يحدث التكسير الكاوي (تكسير التآكل الإجهادي) للتيتانيوم من الدرجة 2 بسبب 50% من هيدروكسيد الصوديوم عند 140 درجة تحت ضغط 2 بار . 5 سنة الحد الأقصى لإجهاد الشد المسموح به لمنع التشقق هو 50 ميجا باسكال. يعتمد هذا على عامل شدة الإجهاد العتبي لتكسير المواد الكاوية. إجهاد الطوق الناتج عن الضغط الداخلي هو σ=P × D / 2 t. بالنسبة لأنبوب OD بقطر 25 مم وجدار 1.5 مم، يكون ضغط الطوق 1.7 ميجا باسكال عند 2 بار أقل بكثير من الحد. لكن الأحمال المتبقية من الثني أو اللحام يمكن أن تكون أعلى بكثير.

آلية تكسير المواد الكاوية في Ti

يتفاعل التيتانيوم مع NaOH المركز الساخن لتكوين طبقة من تيتانات الصوديوم. تبدأ الشقوق عند عيوب هذه الطبقة تحت شد الشد. ينمو الكراك بين الخلايا. ينخفض ​​​​إجهاد عتبة الكسر مع زيادة درجة الحرارة والتركيز.

إجهاد العتبة الكمية واعتمادها على درجة الحرارة

درجة الحرارة (درجة) هيدروكسيد الصوديوم Conc. (%) عتبة الإجهاد لمدة 5 سنوات من العمر (MPa) 120 50 100 130 50 75 140 50 50 150 50 30
دليل إدارة الإجهاد

مصدر الإجهاد الإجهاد الطبيعي (MPa) مقبول؟ التخفيف
الضغط الداخلي (2 بار، 25 × 1.5 مم) 1.7 نعم لا
المتبقي من الانحناء (نصف القطر 5D) 80-120 لا يوجد تخفيف للضغط
اللحام المتبقي (كما هو -ملحوم) 150-250 بدون لمعان وتخفيف الضغط
إجهاد التمدد الحراري 20-50 خط حدودي تركيب مرن
كتابة مواصفات-مدروسة

لسخان التيتانيوم في 50% NaOH عند 140 درجة: يخفف الضغط من جميع اللحامات والانحناءات عند 540 درجة لمدة 30 دقيقة. الإجهاد أقل من 50 ميجا باسكال. يتحكم المهندس في الإجهاد المتبقي لمنع تكسير المواد الكاوية.