كيف يغير وقت تخليل اللحام بعد- (5 دقائق مقابل . 20 دقيقة في HNO₃/HF) لأنبوب سخان التيتانيوم عمق إزالة حالة ألفا- والمقاومة اللاحقة لتآكل الشقوق في حمض الستريك بنسبة 10%؟
ترك رسالة
يمكن إزالة طبقة غلاف ألفا- من لحامات التيتانيوم المعززة بالأكسجين عن طريق تخليل اللحام اللاحق - في خليط من أحماض النيتريك والهيدروفلوريك (20% HNO3 + 3 % HF). يؤدي الخلط السريع لمدة 5 دقائق إلى إزالة 10-20 مليون متر من المادة، مما يترك بعض -حالة ألفا سليمة. يزيل المخلل الأطول الذي تبلغ مدته 20 دقيقة ما بين 40 إلى 80 ميكرومتر، مما يؤدي إلى إزالة علبة -ألفا بالكامل. تم تحسين مقاومة تآكل الشقوق من خلال إزالة حالة ألفا-في 10% من حمض الستريك عند 80 درجة مئوية. وقت بدء الشق للأنابيب المخللة بالكامل (20 دقيقة) أكبر بخمس مرات من الأنابيب المخللة قليلاً (5 دقائق). علبة ألفا هشة وأنودية بالنسبة للمعدن الأساسي وتوفر موقعًا مفضلاً للهجوم على الشقوق.
آلية إزالة حالة-ألفا وتحسين تآكل الشقوق
أثناء اللحام، ينتشر الأكسجين إلى سطح التيتانيوم ويشكل طبقة غلاف ألفا- تكون أكثر صلابة وهشاشة من المعدن الأساسي. تتميز هذه الطبقة بخصائص كهروكيميائية مختلفة وتكون أكثر عرضة للتآكل الشق. تتم إزالة حالة ألفا- بشكل موحد عن طريق التخليل في HNO3/HF. تؤدي الإزالة الكاملة إلى إعادة السطح إلى تركيبة المعدن الأساسي وإزالة مواقع الهجوم المفضلة. ستتم إزالة قطع اللحام السفلية وتمريرات الجذر حيث يكون الوصول محدودًا من خلال أوقات التخليل الأطول.
ألفا الكمي-إزالة الحالة ومقاومة الشقوق مقابل وقت التخليل
أظهر الاختبار الخاضع للرقابة على لحامات التيتانيوم من الدرجة الثانية المخللة في 20% HNO3 + 3% HF عند 50 درجة متبوعة بالغمر في 10% حمض الستريك عند 80 درجة، أنه عند تخليل 0 دقيقة (كما هو -ملحوم) ألفا-عمق إزالة الحالة (ميكرومتر)=0، ألفا المتبقي-حالة (ميكرومتر)=50–150، وقت بدء الشق (h)=100–200. عمق الإزالة عند التخليل لمدة 5 دقائق هو 10-20 ميكرومتر، وحالة ألفا المتبقية- هي 30-130 ميكرومتر ووقت البدء هو 200-500 ساعة. عمق الإزالة 20-40 ميكرومتر 10 دقائق حالة ألفا المتبقية 10-110 ميكرومتر 400-1000 ساعة وقت البدء 20-40 ميكرومتر 10 دقائق بعد 15 دقيقة من الحفر، يبلغ عمق الإزالة 30-60 ميكرومتر، وحالة ألفا المتبقية هي 0-90 ميكرومتر ووقت البدء هو 600-1500 ح. بعد 20 دقيقة، يكون عمق الإزالة 40-80 ميكرومتر، وحالة ألفا المتبقية هي 0-50 ميكرومتر ووقت البدء 800-2000 ساعة. عند 30 دقيقة، يكون عمق الإزالة 60-120 ميكرومتر، وحالة ألفا المتبقية 0 ميكرومتر، ووقت البدء هو 1000-2500 ساعة.
تأثير تركيز حامض الستريك ودرجة الحرارة على فائدة التخليل
كلما طالت فترة التخليل، زادت الفائدة، وتزداد الفائدة مع محتوى حامض الستريك ودرجة الحرارة. التخليل 5 دقائق 20 دقيقة 3× 5% حمض الستريك 80 درجة 5% حمض الستريك 80 درجة 3× تمديد عمر الشق من 5 دقائق تخليل إلى 20 دقيقة تخليل عند 10% حمض الستريك و 80 درجة، يكون التمديد 4-5 أضعاف. تمديد 5-6× عند 15% حامض الستريك و 80 درجة 6-8x تمديد عند 10% حامض الستريك و 100 درجة. كلما كانت تركيزات الأحماض ودرجات الحرارة العالية أكثر عدوانية، كلما أصبح التخلص من حالة ألفا أكثر أهمية.
تحديد موعد-وقت تخليل اللحام لخدمة حمض الستريك
الجدول 3. أوقات التخليل الموصى بها بعد اللحام لسخانات التيتانيوم من الدرجة الثانية في 10٪ من حمض الستريك عند 80 درجة لتحقيق المقاومة المطلوبة لتآكل الشقوق
Desired Crevice Initiation Time (hours) Recommended Pickling Time (minutes) Expected Alpha-Case Removal Depth (µm) Metal Loss from Tube Surface (µm) Recommended for Service Life 200–500 5 10–20 10–20 Low (1–2 years) 400–1,000 10 20–40 20–40 Moderate (2–3 years) 800–2,000 20 40–80 40–80 High (3–5 years) 1,000–2,500 30 60–120 60–120 Maximum (>2,500 45 100-150 100-150 المبالغة في التخليل لا فائدة منها
الهندسة ما بعد التحكم في وقت التخليل
يعتمد معدل التخليل على درجة التيتانيوم. مخللات الدرجة السابعة بنفس سرعة مخللات الدرجة الثانية. يجب أن يكون سمك الجدار كافيًا للسماح بفقد المعدن من التخليل. جدار 1 . 5 ملم مع إزالة 60 ميكرومتر سيترك 1 . 44 ملم وهذا مقبول. يجب أن تظل درجة حرارة حمام التخليل عند 50 درجة ± 5 درجة حيث يزيد معدل الإزالة مع ارتفاع درجة الحرارة ولكن هناك خطر -التخليل الزائد. وينبغي إدارة تركيز HF. كلما ارتفع HF، ارتفع معدل التصفية ولكن زاد خطر امتصاص الهيدروجين. بعد التخليل يجب شطف الأنبوب جيدًا لإزالة بقايا الحمض. يمكن أن يتحقق اختبار الصلابة الدقيقة من إزالة علبة ألفا-؛ تشير صلابة السطح التي تقل عن 250 فولت إلى إزالة كاملة.
وضع مواصفات-مدروسة جيدًا
حدد -مدة تخليل اللحام لمدة 20 دقيقة في 20% HNO3 + 3% HF عند 50 درجة لإزالة علبة ألفا- الكاملة لأنبوب سخان التيتانيوم ملحوم ومصمم لحمض الستريك بنسبة 10% عند 80 درجة. بالنسبة للتطبيقات الأقل تطلبًا (درجة الحرارة المنخفضة أو التركيز المنخفض)، قد تكون 10 دقائق كافية. إذا كانت الخدمة حرجة، فقل 30 دقيقة. اختبر صلابة السطح للتحقق من إزالة حالة ألفا-. أقل من 250 فولت هو مؤشر جيد للنجاح. يجب التخلص من الأنابيب التي بها تغير لون أزرق أو رمادي متبقي بعد التخليل. يتحكم المهندس في عملية تخليل ما بعد اللحام لمدة 20 دقيقة ويزيل طبقة ألفا- ويحسن مقاومة تآكل الشقوق بعامل 5 في خدمة حمض الستريك.
