Hur ändrar den efterföljande-svetsbetningstiden (5 minuter mot. 20 minuter i HNO₃/HF) för ett värmerör av titan djupet för borttagning av alfa-höljet och det efterföljande motståndet mot spaltkorrosion i 10 % citronsyra?
Lämna ett meddelande
Efter-svetsbetning i en salpeter-fluorvätesyrablandning (20 % HNO₃ + 3% HF) avlägsnar det syreberikade-alfa-höljet från titansvetsar. En kort pickle på 5 minuter tar bort 10–20 µm material och lämnar en del alfa{10}}intakt. En längre pickle på 20 minuter tar bort 40–80 µm, vilket helt eliminerar alfa{15}}fallet. I 10 % citronsyra vid 80 grader förbättras spaltens korrosionsbeständighet när alfa-höljet tas bort. Helbetade rör (20 minuter) har 5 gånger längre spaltinitieringstid än lättbetade rör (5 minuter). Alfa-höljet är sprött och anodiskt mot basmetallen, vilket gör det till en prioriterad plats för sprickangrepp.
Mekanismen för alfa-borttagning av hölje och förbättring av spaltkorrosion
Under svetsning diffunderar syre in i titanytan och bildar ett alfa-hölje som är hårdare och sprödare än basmetallen. Detta skikt har olika elektrokemiska egenskaper och är mer mottagligt för spaltkorrosion. Betning i HNO₃/HF löser alfa-caseskiktet enhetligt. Fullständig borttagning återställer ytan till basmetallkompositionen och eliminerar de föredragna attackplatserna. Längre betningstider säkerställer borttagning även från svetsunderskärningar och rotpassager där åtkomsten är begränsad.
Kvantitativ alfa-borttagning av hölje och spaltmotstånd som en funktion av betningstiden
Kontrollerad testning på svetsar av grad 2 titansvetsar som betats i 20 % HNO₃ + 3 % HF vid 50 grader, följt av nedsänkning i 10 % citronsyra vid 80 grader, har fastställt följande. Vid 0 minuters betning (som -svetsad), är alfa-borttagningsdjupet 0 µm, det kvarvarande alfa-fallet är 50–150 µm och spaltinitieringstiden är 100–200 timmar. Vid 5 minuters betning är borttagningsdjupet 10–20 µm, det kvarvarande alfa-fallet är 30–130 µm och initieringstiden är 200–500 timmar. Efter 10 minuter är borttagningsdjupet 20–40 µm, det kvarvarande alfa-fallet är 10–110 µm och initieringstiden är 400–1 000 timmar. Efter 15 minuter är borttagningsdjupet 30–60 µm, det kvarvarande alfa-fallet är 0–90 µm och initieringstiden är 600–1 500 timmar. Efter 20 minuter är borttagningsdjupet 40–80 µm, det kvarvarande alfa-fallet är 0–50 µm och initieringstiden är 800–2 000 timmar. Efter 30 minuter är borttagningsdjupet 60–120 µm, det kvarvarande alfa-fallet är 0 µm och initieringstiden är 1 000–2 500 timmar.
Inverkan av citronsyrakoncentration och temperatur på fördelen med betning
Fördelen med längre betning ökar med citronsyrakoncentration och temperatur. Vid 5 % citronsyra och 80 grader är spaltens livslängd från 20 minuter kontra . 5 minuter betning 3×. Vid 10 % citronsyra och 80 grader är förlängningen 4–5×. Vid 15 % citronsyra och 80 grader är förlängningen 5–6×. Vid 10 % citronsyra och 100 grader är förlängningen 6–8×. Högre syrakoncentrationer och temperaturer är mer aggressiva, vilket gör borttagningen av alfa-fallet mer kritiskt.
Efter-valsguide för svetsbetningstid för citronsyraservice
Följande tabell ger rekommendationer för efter-betningstid för titanvärmare av grad 2 i 10 % citronsyra vid 80 grader, baserat på önskad spaltkorrosionsbeständighet.
| Önskad spaltinitieringstid (timmar) | Rekommenderad betningstid (minuter) | Förväntat alfa-borttagningsdjup (µm) | Metallförlust från röryta (µm) | Rekommenderas för livslängd |
|---|---|---|---|---|
| 200–500 | 5 | 10–20 | 10–20 | Låg (1–2 år) |
| 400–1,000 | 10 | 20–40 | 20–40 | Måttlig (2–3 år) |
| 800–2,000 | 20 | 40–80 | 40–80 | Hög (3–5 år) |
| 1,000–2,500 | 30 | 60–120 | 60–120 | Maximum (>5 år) |
| >2,500 | 45 | 100–150 | 100–150 | Över-betning, inte fördelaktigt |
Engineering Beyond Time Control
Titankvaliteten påverkar betningshastigheten. Grad 7 pickles i samma takt som Grad 2. Väggtjockleken måste vara tillräcklig för att ta emot metallförluster från betning; en 1,5 mm vägg med 60 µm borttagning har 1,44 mm kvar, vilket är acceptabelt. Betningsbadets temperatur bör hållas vid 50 grader ± 5 grader; högre temperaturer påskyndar borttagningen men riskerar över-betning. HF-koncentrationen bör kontrolleras; högre HF ökar avlägsningshastigheten men ökar också risken för väteabsorption. Efter betningen ska röret sköljas noggrant för att avlägsna syrarester. Borttagningen av alfa-fallet kan verifieras genom mikrohårdhetstestning; en ythårdhet under 250 HV indikerar fullständigt avlägsnande.
Att göra en informerad specifikation
För ett värmerör av titan som är svetsat och avsett för 10 % citronsyra vid 80 grader anger du en betningstid efter-eftersvetsning på 20 minuter i 20 % HNO₃ + 3 % HF vid 50 grader för att uppnå fullständigt avlägsnande av alfa-höljet. För mindre krävande tillämpningar (lägre temperatur eller koncentration) kan 10 minuter vara tillräckligt. För kritisk service, ange 30 minuter. Verifiera borttagning av alfa-case genom att mäta ythårdheten; en hårdhet under 250 HV indikerar framgång. Kasta bort rör som visar kvarvarande blå eller grå missfärgning efter betning. Genom att kontrollera efter-betningstiden till 20 minuter tar ingenjören bort alfa-höljesskiktet och förbättrar spaltkorrosionsbeständigheten med en faktor 5 vid citronsyra.
