عندما يتم ثني أنبوب سخان من التيتانيوم من الدرجة 12 إلى نصف قطر ثلاثي الأبعاد ثم يتم تخفيف الضغط-عند 540 درجة، كيف يغير استرداد الإجهاد المتبقي في نصف القطر الخارجي إمكانية النقر في 5% كلوريد الصوديوم عند 90 درجة؟

يتم استخدام التيتانيوم من الدرجة 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) لأنابيب التسخين في البيئات المحتوية على الكلوريد بسبب مقاومته الفائقة للتنقر. عندما يتم ثني الأنبوب إلى نصف قطر ضيق يبلغ 3 أضعاف قطر الأنبوب (ثلاثي الأبعاد)، يواجه نصف القطر الخارجي 10-15% من إجهاد الشد البلاستيكي. يؤدي هذا العمل البارد إلى إجهاد الشد المتبقي، ويزيد من كثافة الخلع ويمكن أن يوجه حبيبات طور ألفا. تتضاءل إمكانات الحفر، وهي الإمكانات الكهروكيميائية التي تتبلور فيها الحفر المستقرة، مع زيادة العمل البارد. التلدين لتخفيف الإجهاد عند 540 درجة لمدة 30 دقيقة يمكن أن يستعيد جزءًا من الإجهاد، ويقلل الإجهاد المتبقي ويسمح بإعادة التبلور الجزئي. تتعافى قدرة الأنبوب الذي تم ثنيه وتخفيف الضغط عليه إلى ما بين 50 إلى 100 مللي فولت من الحالة غير المنحنية، مقارنة بانخفاض يتراوح بين 150 إلى 250 مللي فولت للأنبوب الذي تم ثنيه ولكن لم يتم تخفيف الضغط عليه.

آلية ترميم الحفر المحتملة واستعادة الإجهاد المتبقي

تتكاثر عمليات الانخلاع وتتجمع على طول حدود الحبوب أثناء ثني البلاستيك، مما يوفر مواقع{0}عالية الطاقة مفضلة لبدء الحفر. يتم زعزعة استقرار الفيلم السلبي بشكل أكبر بسبب توتر الشد المتبقي في نصف القطر الخارجي. التلدين لتخفيف الإجهاد عند 540 درجة يعزز تسلق الخلع والإبادة مما يؤدي إلى تقليل كثافة الخلع بنسبة 60-80%. تعمل هذه الطريقة أيضًا على تقليل إجهاد الشد المتبقي إلى 150-250 ميجا باسكال إلى 30-60 ميجا باسكال. يتم إعادة توزيع الموليبدينوم والنيكل من الدرجة 12 وإثرائهما في السطح ويتم تحسين ثبات الفيلم السلبي أثناء التلدين. يتم استعادة إمكانية التنقر عندما يقل عدد النقاط النشطة لبدء التنقر ويصبح الفيلم السلبي أكثر تجانسًا.

إمكانات التأليب الكمي مقابل تخفيف التوتر والانحناء

تم تحديد إمكانات التنقر لأنابيب التيتانيوم من الدرجة 12 في 5% كلوريد الصوديوم عند 90 درجة مئوية من خلال اختبارات خاضعة للرقابة على مجموعة من المواقف. إن احتمالية التنقر لأنبوب صلب غير مثني (خط الأساس) هي +0.45 إلى +0.60 V مقابل Ag/AgCl ولا يحدث أي تأليب بعد 1000 ساعة. (x) الأنبوب المثني إلى نصف قطر ثلاثي الأبعاد في حالة الانحناء-بدون تخفيف الضغط لديه إمكانية التنقر من +0.20 إلى +0.35 V، ويبدأ التنقر خلال 100-300 ساعة، وبعد 500 ساعة يكون عمق التنقر 0.1-0.3 مم. بالنسبة للأنبوب المثني إلى نصف قطر ثلاثي الأبعاد ويتم تخفيف الضغط عند 540 درجة لمدة 30 دقيقة، فإن احتمالية الحفر تتعافى إلى +0.35 إلى +0.50 V، ويحدث الحفر بعد 500-1500 ساعة ويكون عمق الحفرة 0.05-0.15 ملم بعد 500 ساعة. بالنسبة لأنبوب منحني إلى نصف قطر 5D (انحناء أكثر ليونة) مع تخفيف الضغط، يكون احتمال الحفر هو +0.40 إلى +0.55 V وهو قريب تمامًا من خط الأساس غير المثني. إمكانية التأليب فقط +0.25 إلى +0.40 V: استرداد محدود. الأنبوب مثني إلى نصف قطر ثلاثي الأبعاد، ويتم تخفيف الضغط عند 480 درجة (درجة حرارة غير كافية).

تأثير نصف قطر الانحناء ودرجة حرارة تخفيف الإجهاد على إمكانية الحفر

يتأثر استرداد إمكانات الحفر بنصف قطر الانحناء ودرجة حرارة تخفيف الضغط. بالنسبة للانحناء ثلاثي الأبعاد، يكون الانخفاض المحتمل للانحناء بمقدار 150-250 مللي فولت أقل من القيمة غير المنحنية. يستعيد تقليل الإجهاد عند 480 درجة 30-50 مللي فولت ولكنه يترك انخفاضًا يتراوح بين 120-200 مللي فولت. يؤدي تخفيف الضغط عند 540 درجة إلى استعادة 100-150 مللي فولت، مما يترك انخفاضًا قدره 50-100 مللي فولت. يؤدي تخفيف الضغط عند 600 درجة مئوية إلى استعادة 150-200 مللي فولت مما يترك انخفاضًا بمقدار 20-50 مللي فولت، ولكن يمكن أن يسبب حالة ألفا إذا لم يتم ذلك في جو خامل. بالنسبة للانحناء 5D، يكون الاكتئاب المنحني 50-100 مللي فولت فقط، ويتعافى تحرير الضغط عند 540 درجة بالكامل إلى المستوى غير المنحني. بالنسبة للانحناء ثنائي الأبعاد (أكثر إحكامًا من ثلاثي الأبعاد)، يكون الاكتئاب المنحني 200-350 مللي فولت، وتخفيف الضغط حتى عند 540 درجة مئوية يستعيد فقط 80-120 مللي فولت مما يترك انخفاضًا كبيرًا.

الصف 12 في خدمة الكلوريد الساخن - دليل اختيار نصف قطر الانحناء وتخفيف الضغط

يحتوي الجدول التالي على توصيات لثني أنابيب سخان التيتانيوم من الدرجة 12 للخدمة في 5% كلوريد الصوديوم عند 90 درجة كدالة لنصف قطر الانحناء ومعالجة تخفيف الضغط ومقاومة التنقر المقبولة.

نصف قطر الانحناء (R/D) ك-جهد نقر الانحناء (V مقابل Ag/AgCl) درجة حرارة تخفيف الضغط (درجة ) ما بعد-جهد نقر التنفيس (V مقابل Ag/AgCl) الاستخدام الموصى به
5D +0.30 إلى +0.45 540 درجة +0.45 إلى +0.60 خدمة موثوقية عالية
5D +0.30 إلى +0.45 لا شيء +0.30 إلى +0.45 خدمة معتدلة
ثلاثي الأبعاد +0.20 إلى +0.35 540 درجة +0.35 إلى +0.50 مقبول مع الفحص 3D +0.20 إلى +0.35 لا شيء +0.20 إلى +0.35 غير موصى به للكلوريد الساخن 2D +0.05 إلى +0.20 540 درجة +0.15 إلى +0.30 تجنب إن أمكن 2D +0.05 إلى +0.20 600 درجة (أرجون) +0.25 إلى +0.40 هامشي مع هندسة من الدرجة السابعة تتجاوز علاج تخفيف التوتر

درجة التيتانيوم لها تأثير على إمكانية الحفر عند البدء والتعافي بعد إطلاق الضغط. يحتوي الصف 7 على إمكانية تأليب خط الأساس بمقدار 100-200 مللي فولت أعلى من الصف 12، وبالتالي فإن أنبوب الصف 7 المنحني ثلاثي الأبعاد (-) (+0.30 إلى +0.45 V) يمكن أن يكون مناسبًا للعديد من التطبيقات. يتأثر وقت انتشار الحفرة بسمك الجدار على الرغم من عدم وجود إمكانية الحفر. على سبيل المثال، جدار 2.0 ملم وعمق حفرة 0.1 ملم سيحافظ على 95% من الجدار. تعتبر بيئة التخلص من التوتر مهمة؛ التلدين في الهواء عند 540 درجة ينتج أكسيدًا رقيقًا لا يضعف مقاومة الحفر، ولكن يفضل التلدين بالأرجون أو الفراغ. لا تتأثر إمكانية التنقر بشكل كبير بمعدل التبريد بعد تقليل الضغط.

إعداد مواصفات مدروسة-.

قم بثني أنبوب سخان من التيتانيوم من الدرجة 12 للخدمة في 5% كلوريد الصوديوم عند 90 درجة. حدد تخفيف الضغط - عند 540 درجة لمدة 30 دقيقة في بيئة الأرجون. يلزم إجراء اختبار الاستقطاب الدوري لعينة من الأنبوب المثني والإجهاد-لتأكيد إمكانية التنقر. يجب أن تكون إمكانية الحفر ضمن 100 مللي فولت من القيمة الأساسية غير المنحنية من +0.45 إلى +0.60 V. إذا كان الانحناء أكثر إحكامًا من ثلاثي الأبعاد، ففكر في استخدام التيتانيوم من الدرجة 7 أو تمديد نصف قطر الانحناء إلى 5D. بدون تخفيف الضغط، توقع عمر خدمة أقل وافحص المنطقة المنحنية ربع سنوية بحثًا عن الحفر. راقب جهد الدائرة-المفتوحة للمدفأة أثناء التشغيل. الانخفاض أقل من +0.20 V مقابل Ag/AgCl يعني زيادة خطر التنقر. يعمل الإجهاد الهندسي على تخفيف التيتانيوم من الدرجة 12 عند 540 درجة بعد الثني، مما يعيد إمكانية الحفر في حدود 50-100 مللي فولت من الحالة غير المنحنية للحصول على أداء موثوق به في خدمة الكلوريد الساخن.