Sprječavanje pucanja od korozije TA2 grijaćih cijevi od čistog titana u kloridnom mediju

TA2 industrijski čisti titan može se pohvaliti izvanrednom otpornošću na medije koji-sadrže klorid, kao što su morska voda i slana voda, što ga čini preferiranim materijalom za grijanje za projekte morskih i desalinizacije. Unatoč tome, titan je još uvijek osjetljiv na korozijsko pucanje (SCC) pod kombiniranim djelovanjem vlačnog zaostalog naprezanja, povišene temperature i koncentriranog kloridnog okruženja. Za razliku od nehrđajućeg čelika, titanski SCC ima jedinstvene uvjete indukcije i pravila ekspanzije, a ciljana kontrola procesa može eliminirati većinu kvarova pucanja.

1. Mehanizam nastanka titanovog naprezanja uslijed korozije

Titan spontano stvara gusti pasivni film TiO₂ u neutralnim i oksidirajućim otopinama klorida. Kada unutar tijela cijevi postoji vlačno naprezanje, na površinskom oksidnom filmu stvaraju se mikropukotine. Kloridni ioni prožimaju vrh pukotine, neprestano otapajući svježu titansku matricu. Naprezanje se koncentrira na prednjoj strani pukotine kako bi potaknulo daljnje širenje sitnih pukotina, koje se konačno razvijaju u prodorne krhke pukotine bez očite plastične deformacije na vanjskoj površini. Ovaj se kvar često događa iznenada tijekom dugoročno-stabilnog rada, donoseći rizik od curenja srednje vrijednosti i gašenja opreme.

2. Glavni izvori vlačnog naprezanja na titanskim grijaćim cijevima

(1) Naprezanje kod hladnog savijanja

U-oblika, L-oblika i namotane titanske grijaće cijevi zahtijevaju obradu hladnog savijanja. Vanjski luk područja savijanja stvara trajno vlačno zaostalo naprezanje, što je položaj s najvećim-rizikom za SCC. Neodgovarajući radijus savijanja naglo će povećati koncentraciju naprezanja.

(2) Zaostali napon pri zavarivanju

Lokalno visoko{0}}temperaturno taljenje i brzo hlađenje tijekom zavarivanja argonom stvaraju neravnomjerno toplinsko naprezanje skupljanja u zavarivanju i zoni utjecaja topline-. Varovi od titana bez zaštitnih mjera skloni su kisikovoj krtosti, što dodatno smanjuje otpornost na pukotine.

(3) Naprezanje pri sklapanju i ugradnji

Prisilno poravnanje tijekom zaključavanja prirubnice, krutog stezanja i povlačenja cjevovoda primjenjuje vanjsko vlačno naprezanje sklopa na tijelo cijevi, superponirajući s unutarnjim naprezanjem obrade kako bi se znatno smanjio kritični temperaturni prag SCC.

(4) Naprezanje toplinskog ciklusa

Česti porast i pad temperature grijaće cijevi stvaraju izmjenično toplinsko naprezanje, što ubrzava nastanak i širenje mikropukotina.

3. Osnovni restriktivni uvjeti usluge za Titanium SCC

SCC titana rijetko se pojavljuje u-razrijeđenoj otopini klorida sobne temperature. Tri neophodna čimbenika izazivanja su:

Trajno vlačno naprezanje (preostalo ili vanjsko);

Srednja temperatura iznad 70 stupnjeva;

Koncentracija kloridnih iona na visokoj razini (morska voda, zasićena slana voda). Sustavi kojima nedostaje bilo koji uvjet u osnovi izbjegavaju ovaj rizik od pucanja.

4. Tehničke mjere za potpunu prevenciju procesa

① Standardizirajte parametre procesa savijanja

Navedite minimalni radijus savijanja ne manji od 3 puta vanjskog promjera titanske cijevi kako biste spriječili pretjeranu vlačnu deformaciju na savijanju. Nakon savijanja, provedite žarenje na niskoj-temperaturi za ublažavanje naprezanja kako biste uklonili zaostalo naprezanje.

② Stroga zaštita od zavarivanja i obrada nakon-zavarivanja

Primijenite dvostrano -zavarivanje punim argonom kako biste spriječili oksidaciju zavara i krtost. Za grijaće cijevi koje se koriste u visoko-temperaturnoj slanoj vodi, primijenite toplinsku obradu otopine nakon -zavarivanja kako biste homogenizirali mikrostrukturu i eliminirali stres pri zavarivanju.

③ Standardizirajte specifikacije instalacije

Zabraniti prisilnu montažu i čvrsta fiksna ograničenja; koristite fleksibilne brtve i labave nosače za montažu kako biste izbjegli uvođenje dodatnog vanjskog vlačnog naprezanja.

④ Optimizirajte gustoću snage za kontrolu temperature površine

Ograničite površinsku gustoću snage kako biste spriječili lokalno pregrijavanje stijenke cijevi, održavajući radnu temperaturu ispod osjetljivog temperaturnog raspona titanijskog SCC-a što je više moguće.

⑤ Izbjegavajte dugo-statično srednje namakanje

Tijekom gašenja opreme i stanja pripravnosti, ispustite slanu otopinu unutar spremnika kako biste spriječili obogaćivanje kloridnim ionima i lokalni porast temperature u statičkim uvjetima.

5. Materijalna alternativna referenca

Ako je radna temperatura trajno viša od 120 stupnjeva sa zasićenom slanom vodom i složenim uvjetima stresa, TA1 nisko-stres titan ili legura titana mogu se odabrati za poboljšanje anti-SCC performansi. Mediji koji-sadrže fluor potpuno su neprikladni za titan bez obzira na uvjete naprezanja.

表格

Zaključak

TA2 titanijske grijaće cijevi nemaju apsolutnu otpornost na pucanje od korozije u uvjetima visoke-temperature i visokog{2}}klorida. Odsijecanje izvora naprezanja od veza za oblikovanje, zavarivanje i ugradnju najosnovnija je metoda prevencije, koja može u potpunosti dati prednost dugom-životnom vijeku titana u scenarijima brodskog anti-korozijskog grijanja.