Kif Il-Kwalità tal-Ħjata tal-Weldjatura ta 'Tubu tat-Tisħin tat-Titanju Taffettwa r-Reżistenza tagħha għall-Kriksjar tal-Korrużjoni tal-Istress fil-Midja Hot Chloride?

It-titanju huwa sensittiv għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress (SCC) f'waħda mill-ftit kundizzjonijiet, midja tal-klorur sħun. Il-midja sħuna tal-klorur hija ġeneralment definita bħala 'l fuq minn 60 grad u b'kontenut ta' klorur ta 'aktar minn 1,000 ppm. SCC jinfirex malajr mill-ħajt tat-tubu, bi ftit indikazzjoni viżwali, b'differenza mill-pitting jew korrużjoni ġenerali. Il-ħjata ta 'weldjatura ta' tubu tat-tisħin tat-titanju hija s-sit l-aktar probabbli għall-bidu ta 'SCC. Stress tensili residwi introdotti mill-proċess tal-iwweldjar, u bidliet mikrostrutturali fiż-żona affettwata bis-sħana (HAZ), ibiddlu b'mod sinifikanti l-istress tal-limitu tal-materjal għall-qsim. Huwa importanti li wieħed jifhem l-effett ta 'ċerti karatteristiċi tal-kwalità tal-ħjata tal-weldjatura, bħal kulur, penetrazzjoni, livell ta' ossidazzjoni u trattament ta 'wara-weldjatura, fuq ir-reżistenza SCC sabiex tagħżel ħiters għal servizz ta' klorur sħun.

Mekkaniżmi Metallurġiċi ta 'Inizjazzjoni SCC f'Weldjaturi tat-Titanju

L-iwweldjar tat-titanju fl-arja joħloq sekwenza karatteristika ta 'kuluri li tindika kontaminazzjoni tal-wiċċ. Lewn tal-fidda jew tat-tiben ċar ifisser inqas ossidazzjoni u protezzjoni biżżejjed. Kuluri blu, vjola jew griż jindikaw wisq assorbiment ta' ossiġnu, li jirriżulta f'saff fraġli ta' alpha-case. Dan is-saff-arrikkit bl-ossiġnu huwa aktar iebes iżda sostanzjalment inqas iebes u, b'mod kritiku, għandu stress ta' limitu aktar baxx għall-formazzjoni ta' SCC fil-kloruri. Iċ-ċikli termali mgħaġġla ġewwa l-HAZ jagħti martensite acicular alpha-prime fil-gradi kummerċjalment puri, li huwa aktar suxxettibbli għall-assorbiment tal-idroġenu mill-metall bażiku ekwiassi. Il-forza mekkanika li tmexxi ħafna drabi hija l-istress tensili residwu fil-punt tal-weldjatura, li huma ta 'l-ordni tas-saħħa ta' rendiment (240-340 MPa għall-Grad 2). L-assorbiment tal-joni tal-klorur fuq il-wiċċ ossidizzat iseħħ meta s-soluzzjonijiet tal-klorur sħun jikkuntattjaw iż-żona tal-weldjatura, u mikro-xquq jiżviluppaw minħabba l-konċentrazzjoni tal-istress f'ripples jew undercuts tal-weldjatura. Dawn ix-xquq imbagħad jinfirxu transgranularly permezz tal-HAZ tul ir-rotta tal-istress residwu massimu.

Il-Parametri Kwantitattivi tal-Kwalità tal-Iwweldjar u l-Livelli Tagħhom għal SCC

Ittestjar ikkontrollat ​​fil-laboratorju bl-użu ta' kampjuni ta' tensjoni kompatti-ikkrekkjati minn qabel fi klorur tal-manjeżju jagħli (155 grad, 42% MgCl2) wera relazzjonijiet kwantitattivi:

Livell ta 'ossidazzjoni tal-weldjatura : Il-weldjaturi tal-fidda/tiben għandhom intensità tal-limitu tal-istress K ISCC ta' madwar 55 MPa√m. Il-weldjaturi blu juru K_ISCC aktar baxx ta '30-35 MPa√m. Għal weldjaturi griżi jew bojod (ossidazzjoni severa), K_ISCC huwa taħt il-15 MPa√m u xquq jikbru malajr f'tagħbijiet applikati baxxi.

Għoli ta 'rinfurzar tal-weldjatura (penetrazzjoni ta' mili żejjed): Kull 0.5 mm ta 'rinfurzar 'il fuq mid-dijametru ta' barra tat-tubu jirdoppja l-fattur tal-konċentrazzjoni tal-istress lokali. Għal weldjaturi b'rinfurzar inqas minn 0.2 mm il-ħin għall-bidu tal-SCC huwa akbar minn 2000 siegħa. It-tisħiħ ta 'aktar minn 1.0 mm inaqqas il-ħin tal-bidu għal taħt il-200 siegħa.

Fond tal-waqfien tal-weldjatura: Qtugħ ta' 0.1 mm inaqqas l-erja tas-sezzjoni trasversali lokali b'madwar 5% iżda jgħolli l-istress lokali bi 15–20%. Servizz tal-klorur sħun: undercut akbar minn 0.3 mm mhux aċċettabbli.

Trattament tas-sħana ta 'wara-weldjatura (PWHT): Serħan mill-istress f'540-650 grad għal 30 minuta inaqqas ir-razez residwi fil-weldjatura b'60-75% u jżid il-ħin għall-bidu tal-SCC b'fattur ta' 5-10.

Applikazzjoni Ibbażata fuq Gwida tal-Għażla tal-Kwalità tal-Weldjatura

It-tabella li ġejja tippreżenta qafas ta 'għażla biex tiġi stabbilita l-kwalità tal-weldjatura tal-heater tat-titanju fir-rigward tas-severità tas-servizz tal-klorur u l-istandards tas-sikurezza.

Kundizzjoni tas-Servizz tal-Klorur sħun u Affidabilità Prijorità Meħtieġa Rekwiżit tal-Kwalità tal-Weldjatura Raġunar ewlieni u Modifika tar-Riskju tal-SCC
Kloruri 1,000-5,000 ppm 60-80 grad Soluzzjoni nadifa Operazzjoni mhux ċiklikaKulur tat-tiben tal-fidda, rinfurzar Inqas minn jew ugwali għal 0.3 mm, l-ebda undercut viżibbli Ċirkostanzi moderati huma aċċettabbli għal weldjaturi GTAW awtoġeni standard. Spezzjonat viżwalment għall-aċċettazzjoni AWS D1.6 Klassi B.
Kloruri 5,000–20,000 ppm, 80–100 grad, bla żoni ta’ fluss, ċikli termali ta’ kull ġimgħa Lewn ħafif tat-tiben, rinfurzar Inqas minn jew ugwali għal 0.2 mm, tnaqqis tal-istress PWHT (550 grad, 30 min) PWHT inaqqas l-istress residwu taħt SCC. L-ebda ossidazzjoni blu permessa. Il-weldjaturi kollha għandhom jiġu eżaminati b'penetrant taż-żebgħa.
Continuous Duty, chlorides >20,000 ppm, 100 sa 120 deg C, ilma baħar jew servizz tas-salmuraNru ossidu viżibbli (dahar imnaddaf bl-argon), rinfurzar art flush ± 0.1 mm, reżistenza sħiħa PWHT Max SCC meħtieġa Stress raisers jitneħħew permezz ta 'post -weldjatura tħin. Grad 12 jew Grad 7 metall bażiku huwa preferut.
Klorur sħun, pH<4 or oxidizing species (Fe3+, Cu2+) Silver weld color + Weld toe cold working (shot peening) Compressive surface stress from peening offsets tensile residual stress. Specialized procedure, more expensive.
Weld Quality Engineering u Aktar

Il-kwalità tal-weldjatura ma tiddependix fuq il-ħxuna tal-ħajt tat-tubu u t-temperatura tax-xogħol. Anke weldjatura ta'-kwalità fqira tista' tkisser minn ħajt oħxon (1.5 mm) fi ftit ġimgħat, peress li r-rati ta' propagazzjoni SCC fit-titanju jistgħu jkunu għoljin daqs 1-2 mm/hr ladarba jiġu stabbiliti. Madankollu, ħajt irqiq (0.7 mm) b'weldjatura eċċellenti (kulur tal-fidda, PWHT, ground flush) se jdum snin fis-salmura sħuna. Ukoll il-grad tal-metall bażiku għandu influwenza fuq is-suxxettibilità tal-weldjatura: titanju ta 'Grad 12 (0.3% Mo u 0.8% Ni) għandu toughness HAZ ta' weldjatura ferm aħjar minn Grad 2. Meta tfassal għal servizz ta 'klorur sħun, speċifika spezzjoni penetrant taż-żebgħa (ASTM E165) fuq il-weldjaturi kollha, u taċċetta biss weldjaturi bl-ebda indikazzjonijiet. It-tindif tad-dahar bl-argon waqt l-iwweldjar mhuwiex fakultattiv, huwa meħtieġ biex jipprevjeni l-ossidazzjoni tal-wiċċ ta 'ġewwa li ma jistax jidher mill-ispezzjoni esterna.

Kif tagħmel speċifikazzjoni tajba

(1) kulur tal-weldjatura mhux aktar skur mit-tiben ħafif għal kull tabella tal-kulur AWS A5.16; (2) rinfurzar massimu tal-weldjatura 0.2 mm; (3) l-ebda undercut; (4) 100% żebgħa penetrant spezzjoni b'rapport bil-miktub; (5) wara -trattament tas-sħana tal-weldjatura għal servizz 'il fuq minn 90 grad .Meta tispeċifika tubi tat-tisħin tat-titanju għal ambjenti ta 'klorur sħun 'il fuq minn 60 grad , huwa rakkomandabbli li jiġu inklużi r-rekwiżiti tal-kwalità tal-weldjatura li ġejjin fl-ispeċifikazzjoni tal-akkwist: Itlob rekords ta' kwalifika tal-proċedura tal-weldjatura (PQR) li juru li l-metodu tal-fornitur jipproduċi kriterji ta 'l-iwweldjar. Dan jagħmel il-kwalità tal-ħjata tal-weldjatura l-parametru tad-disinn dominanti, li jippermetti lill-inġinier jirregola direttament ir-riskju tal-SCC fis-servizz tal-klorur sħun u jdawwar il-weldjatura minn sit tal-bidu tal-falliment għal parti affidabbli tal-assemblaġġ tal-heater.