Prevencija pucanja od korozije pod naprezanjem grijaćih cijevi TA2 čistog titana u hloridnoj sredini

TA2 industrijski čisti titanijum može se pohvaliti izuzetnom otpornošću na medije koji sadrže hlorid-, kao što su morska voda i slana voda, što ga čini poželjnim materijalom za grijanje za projekte u moru i desalinizaciju. Ipak, titan je još uvijek podložan pucanju od korozije pod naponom (SCC) pod kombiniranim djelovanjem zaostalog zateznog naprezanja, povišene temperature i koncentriranog hloridnog okruženja. Za razliku od nerđajućeg čelika, titanijum SCC ima jedinstvene uslove indukcije i pravila ekspanzije, a ciljana kontrola procesa može eliminisati većinu kvarova pri pucanju.

1. Mehanizam formiranja titanijumskog korozionog pucanja pod naponom

Titanijum spontano stvara gust TiO₂ pasivni film u neutralnim i oksidirajućim rastvorima hlorida. Kada postoji vlačna napetost unutar tijela cijevi, na površini oksidnog filma nastaju mikropukotine. Joni hlorida prožimaju vrh pukotine, rastvarajući kontinuirano svježi titanijumski matriks. Naprezanje se koncentriše na prednjoj strani pukotine kako bi pokrenulo dalje širenje sitnih pukotina, koje se konačno razvijaju u prodorne krhke pukotine bez očigledne plastične deformacije na vanjskoj površini. Ovaj kvar se često dešava iznenada tokom dugotrajnog-stabilnog rada, donoseći rizik od srednjeg curenja i gašenja opreme.

2. Glavni izvori vlačnog naprezanja na titanskim grijaćim cijevima

(1) Naprezanje pri hladnom savijanju

Titanijumske grijaće cijevi u obliku slova U-, L- i namotane zahtijevaju hladno savijanje. Vanjski luk područja savijanja proizvodi trajno zaostalo zatezno naprezanje, što je najveći- položaj rizika za SCC. Nepravilan radijus savijanja će naglo pojačati koncentraciju naprezanja.

(2) Preostalo naprezanje zavarivanja

Lokalno topljenje visoke{0}}temperature i brzo hlađenje tokom argon-lučnog zavarivanja stvaraju neravnomjerno termičko naprezanje skupljanja u zavarenoj i zoni{1}}zahvaćenoj toplinom. Titanijumski zavari bez zaštitnih mjera su skloni krtosti kisikom, što dodatno smanjuje otpornost na pucanje.

(3) Naprezanje pri montaži i ugradnji

Prisilno poravnavanje tokom zaključavanja prirubnice, krutog stezanja i povlačenja cevovoda dovode spoljni sklop zateznog naprezanja na telo cevi, preklapajući se sa unutrašnjim procesnim naprezanjem da bi se u velikoj meri snizio kritični SCC temperaturni prag.

(4) Naprezanje termičkog ciklusa

Česti porast i pad temperature grijaće cijevi stvaraju naizmjenični toplinski napon, koji ubrzava nastanak i širenje mikropukotina.

3. Osnovni restriktivni servisni uslovi za Titanium SCC

Titanijum SCC se rijetko pojavljuje u razrijeđenom rastvoru hlorida na sobnoj temperaturi. Tri neophodna faktora izazivanja su:

Perzistentno vlačno naprezanje (zaostalo ili vanjsko);

Temperatura medija iznad 70 stepeni;

Koncentracija hloridnih jona na visokom nivou (morska voda, zasićena slana voda). Sistemi kojima nedostaje bilo koji uslov u osnovi izbjegavaju ovaj rizik od pucanja.

4. Tehničke mjere za potpuno prevenciju procesa

① Standardizirajte parametre procesa savijanja

Odredite minimalni radijus savijanja najmanje 3 puta veći od vanjskog promjera titanijske cijevi kako biste spriječili prekomjernu vlačnu deformaciju na savijanju. Nakon savijanja, izvršite nisko{2}}žarenje za ublažavanje naprezanja kako biste eliminirali formiranje zaostalog naprezanja.

② Stroga zaštita zavarivanja i post{0}}tretman zavarivanja

Usvojite dvostrano-zavarivanje punim argonom kako biste spriječili oksidaciju i krtost šava. Za cijevi za grijanje koje se koriste u salamuri visoke{2}}temperature, implementirajte toplinsku obradu otopinom nakon-zavarivanja kako biste homogenizirali mikrostrukturu i eliminirali naprezanje zavarivanja.

③ Standardizirajte instalacijske specifikacije

Zabraniti prisilno sastavljanje i kruta fiksna ograničenja; koristite fleksibilne zaptivke i labave nosače za montažu kako biste izbjegli uvođenje dodatnog vanjskog vlačnog naprezanja.

④ Optimizirajte gustoću snage za kontrolu temperature površine

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

⑤ Izbjegavajte dugotrajno-srednje statično namakanje

Tokom gašenja opreme i stanja pripravnosti, ispraznite slanu vodu unutar rezervoara kako biste spriječili obogaćivanje hloridnim jonima i lokalni porast temperature u statičkim uvjetima.

5. Materijalna alternativna referenca

Ako je radna temperatura trajno viša od 120 stepeni sa zasićenom otopinom soli i složenim uslovima naprezanja, TA1 nisko-titanijum ili legura titanijuma se mogu odabrati da poboljšaju anti-SCC performanse. Mediji koji sadrže fluor- su potpuno neprikladni za titan, bez obzira na stresne uslove.

表格

Zaključak

TA2 titanijumske cijevi za grijanje nemaju apsolutnu otpornost na korozijsko pucanje pod stresom u okruženjima sa visokim-visokim temperaturama-hlorida. Odsjecanje izvora naprezanja od formiranja, zavarivanja i instalacijskih veza je najosnovnija metoda prevencije, koja može dati punu prednost dugotrajnoj-prednosti titanijuma u scenarijima grijanja protiv korozije u moru.