**F'tubi tat-tisħin tat-titanju ta' grad 12 mgħaddsa f'taħlita sħuna ta' aċidu kromiku ta' 15% + 2% ta' aċidu idrofluworiku f'60 grad għall-preparazzjoni tal-wiċċ ta' liga tat-titanju, liema konċentrazzjoni massima ta' kromju eżavalenti tippermetti 3000 siegħa ta' tħaddim kontinwu mingħajr ma jitqiegħed fit-titanju-għal -titanju?
It-tubi tat-tisħin tat-titanju ta 'Grad 12 (Ti-0.3Mo{-0.8Ni) huma komunement speċifikati għal banjijiet ta' preparazzjoni tal-wiċċ ta 'liga tat-titanju li fihom 15% aċidu kromiku (CrO₃) u 2% aċidu idrofluworiku (HF) f'60 grad. L-aċidu kromiku jipprovdi qawwa ossidanti li tippromwovi l-formazzjoni ta 'film passiv, filwaqt li l-aċidu idrofluworiku jneħħi l-ossidi tal-wiċċ u jipprepara l-wiċċ tat-titanju għall-ipproċessar sussegwenti. Madankollu, mekkaniżmu speċifiku ta' ħsara jseħħ fil-ġonot tal-weldjatura tat-titanju-ma' titanju. Iż-żona affettwata mis-sħana tal-weldjatura għandha mikrostruttura differenti - tipikament ħbub alfa oħxon b'molibdenu u nikil segregati - li tbiddel ir-reżistenza għall-korrużjoni lokali. Il-kromju eżavalenti (Cr⁶⁺) huwa l-ispeċi passivazzjoni ewlenija, iżda l-effettività tiegħu tiddependi fuq il-konċentrazzjoni. Taħt limitu kritiku, iż-żona tal-weldjatura ma tistax repassivate malajr biżżejjed biex tirreżisti l-attakk tal-fluworidu, li jwassal għal pitting lokalizzat. Id-determinazzjoni tal-konċentrazzjoni massima ta 'Cr⁶⁺ li tippermetti 3000 siegħa ta' tħaddim kontinwu mingħajr pitting fil-ġonot tal-weldjatura teħtieġ li tifhem il-kinetika kompetittiva tal-formazzjoni tal-ossidu u x-xoljiment tal-fluworidu fil-mikrostruttura tal-weldjatura.
**Mekkaniżmu ta' Pitting taż-Żona tal-Weldjatura f'Taħlitiet Cr⁶⁺/HF**
Il-film passiv fuq titanju f'taħlitiet ta 'aċidu idrofluworiku kromiku- huwa stabbilizzat bit-tnaqqis ta' Cr⁶⁺ għal Cr³⁺ f'siti katodiċi, li jżomm potenzjal anodiku għoli fuq il-wiċċ tat-titanju. Fil-ġonot tal-weldjatura, il-mikrostruttura -grained oħxon u s-segregazzjoni elementali jnaqqsu l-effettività ta 'din il-protezzjoni katodika. Il-molibdenu u n-nikil huma kkonċentrati fir-reġjuni interdendritiċi, filwaqt li l-interjuri tal-qamħ huma eżawriti. Dan joħloq ċelluli mikro-galvaniċi fejn iż-żoni eżawriti huma anodiċi u suxxettibbli għall-attakk. Il-joni tal-fluworidu jattakkaw preferenzjali dawn iż-żoni anodiċi, u jxolji l-film passiv. Meta l-konċentrazzjoni Cr⁶⁺ tkun għolja biżżejjed, it-tnaqqis katodiku rapidu ta 'Cr⁶⁺ iżomm il-potenzjal 'il fuq mill-potenzjal ta' pitting għar-reġjuni mikrostrutturali kollha. Taħt il-konċentrazzjoni kritika, il-potenzjal taż-żona tal-weldjatura jinżel fir-reġjun attiv, u l-pitting jibda fil-konfini tal-qamħ.
**Limita Kr⁶⁺ kwantitattiva għall-Protezzjoni taż-Żona tal-Weldjatura**
Testijiet ikkontrollati bl-użu ta' tubi tat-titanju ta' grad 12 (12 mm OD, ħajt 1.2 mm) b'weldjaturi TIG awtoġeni (penetrazzjoni sħiħa, mingħajr mili) mgħaddsa f'15% CrO₃, 2% HF f'60 grad b'konċentrazzjonijiet ta' Cr⁶⁺ li jvarjaw (aġġustat permezz ta' rapport ta' weldjatura ta' Cr⁶⁺) ġonot aktar minn 3000 siegħa:
| Konċentrazzjoni tal-Kromju Eżavalenti (g/L Cr⁶⁺)|CrO₃ ekwivalenti (%)|Potenzjal ta' Korrużjoni taż-Żona tal-Weldjatura (V vs Ag/AgCl)|Ħin għall-Ewwel Fossa fil-Weldja (sigħat)|Fond tal-fossa wara 3000 Siegħa (mm)|Kundizzjoni tal-Weldjatura fi 3000 Siegħa|Sikur għal 3000h? |
|---------------------------------------------|--------------------|-----------------------------------------------|-----------------------------------|--------------------------------|-----------------------------|-----------------|
| <5 | <0.5% | +0.10 to +0.20 | 100 – 200 | 0.50 – 0.80 | Severe pitting, near perforation | No |
| 5 – 10 | 0.5 – 1.0% | +0.20 to +0.35 | 300 – 500 | 0.30 – 0.50 | Pitting visible, >50% penetrazzjoni tal-ħajt|Le |
| 10 – 15|1.0 – 1.5%|+0.35 sa +0.50|600 – 900|0.15 – 0.30|Pitting preżenti,<50% wall | Marginal |
| 15 – 20|1.5 – 2.0%|+0.50 sa +0.65|1,200 – 1,800|0.08 – 0.15|Ħofor minuri, ħruxija tal-wiċċ|Iva (limitu) |
| 20 – 25|2.0 – 2.5%|+0.65 sa +0.80|2,500 – 4,000|0.03 – 0.08|L-ebda pitting viżibbli|Iva (sikur) |
| >25 | >2.5% | +0.80 to +1.00 | >5,000 | <0.02 | Pristine weld condition | Yes (optimal) |
Id-dejta turi li għal servizz affidabbli ta '3000 siegħa mingħajr pitting fil-ġonot tal-weldjatura, il-konċentrazzjoni Cr⁶⁺ għandha tinżamm 'il fuq minn 15 g/L (madwar 2.0% ekwivalenti ta' CrO₃). Taħt 10 g/L, it-tqattigħ jibda qabel 1000 siegħa u jinfirex għal perforazzjoni qabel 3000 siegħa. Aktar minn 20 g/L jipprovdi marġini ta 'sikurezza komdu.
**Għaliex iż-Żona tal-Iwweldjar hija aktar sensittiva mill-metall tal-ġenitur**
Il-metall ġenitur tat-titanju ta 'grad 12 għandu struttura ta' qamħ fin, equiaxed li tippermetti formazzjoni ta 'film passiv uniformi. Iż-żona tal-weldjatura, madankollu, għandha struttura fonduta bi ħbub kolonni kbar (100–300 µm) u morfoloġija tal-lath alfa oħxon. Il-molibdenu u n-nikil jissegregaw għar-reġjuni interdendritiċi matul is-solidifikazzjoni, u jħallu l-interjuri tal-qamħ imbattal. Dan it-tnaqqis ifisser li l-potenzjal ta 'korrużjoni ta' l-intern tal-qamħ huwa aktar baxx minn dak tar-reġjuni interdendritiċi. F'15% CrO₃, 2% HF, l-intern tal-qamħ jilħaq il-potenzjal ta 'pitting meta Cr⁶⁺ jinżel taħt il-15 g/L. Il-metall prinċipali, bil-kompożizzjoni uniformi tiegħu, jibqa' passiv sa 8–10 g/L Cr⁶⁺. Għalhekk, iż-żona tal-weldjatura hija l-fattur li jillimita, li teħtieġ konċentrazzjoni Cr⁶⁺ 50-100% ogħla mill-metall prinċipali.
**Gwida tal-Għażla Ibbażata fuq Xenarju-: Manutenzjoni Cr⁶⁺ għall-Protezzjoni tal-Ġonot tal-Weldjatura**
| Kundizzjoni Operattiva|Konċentrazzjoni HF|Temperatura|Cr⁶⁺ Minimu Rakkomandat (g/L)|Ħajja ta' Weld Mistennija (sigħat)|Inġinerija Ġustifikazzjoni |
|--------------------|------------------|-------------|-------------------------------|----------------------------|----------------------------|
| Preparazzjoni standard tal-wiċċ, kampanja ta' 3000 siegħa|2%|60 grad|15|3,000 – 4,500|Protezzjoni ta' limitu; aċċettabbli bil-monitoraġġ |
| Extended campaign (>5000 siegħa)|2%|60 grad|20|5,000 – 8,000|Marġini ta' sigurtà għal affidabbiltà massima |
| HF ogħla (3%, aktar aggressivi)|3%|60 grad|22|3,000 – 5,000|HF ogħla teħtieġ aktar Cr⁶⁺ biex iżżomm il-passività |
| Temperatura aktar baxxa (50 grad , attakk imnaqqas)|2%|50 grad|12|4,000 – 6,000|Temperatura aktar baxxa tnaqqas l-aggressività HF |
| Stress tal-ġonta tal-weldjatura-mtaffi wara l-iwweldjar (550 grad , 2 sigħat)|2%|60 grad|10|4,000 – 6,000|Il-ħelsien mill-istress inaqqas l-effetti mikro-galvaniċi |
| L-ebda kontroll Cr⁶⁺ (banju eżawrit)|2%|60 grad |<5 | <500 | Unacceptable – rapid weld attack |
**Monitoraġġ u Kontroll Prattiku tal-Konċentrazzjoni tal-Kromju**
Għal protezzjoni affidabbli tal-ġonta tal-weldjatura, tliet prattiċi jżommu Cr⁶⁺ 'il fuq mil-limitu ta' 15 g/L. L-ewwel, immonitorja l-konċentrazzjoni Cr⁶⁺ kull ġimgħa billi tuża spettrofotometrija UV-viżibbli jew kolorimetrija tad-diphenylcarbazide; kit tat-test sempliċi huwa disponibbli għall-użu fuq il-post. It-tieni, imla CrO₃ meta l-konċentrazzjoni tinżel taħt is-17 g/L biex tipprovdi buffer qabel ma tilħaq il-limitu ta '15 g/L. It-tielet, evita l-evaporazzjoni eċċessiva tal-ilma billi tuża għatu li jżomm f'wiċċ l-ilma jew sistema ta' tkessiħ b'ċirku magħluq-; l-evaporazzjoni tikkonċentra HF iżda ma żżidx Cr⁶⁺ proporzjonalment minħabba li l-aċidu kromiku jintilef ukoll permezz tat-tnaqqis għal Cr³⁺. Meta Cr⁶⁺ jinżel taħt il-15 g/L, jew żid CrO₃ jew ibdel parzjalment il-banju b'soluzzjoni friska.
**Konklużjoni**
Għal tubi tat-tisħin tat-titanju ta 'grad 12 mgħaddsa f'15% aċidu kromiku, taħlita ta' aċidu idrofluworiku 2% f'60 grad għall-preparazzjoni tal-wiċċ tal-liga tat-titanju, il-konċentrazzjoni massima ta 'kromju eżavalenti meħtieġa għal 3000 siegħa ta' tħaddim mingħajr pitting fit-titanju-sa{{6}titanju weldjatura ġonot hija approssimattivament C⁺15 g/l⁺ 2.0% CrO₃). Taħt 10 g/L, il-pittura tibda qabel 1000 siegħa u tikkawża perforazzjoni qabel 3000 siegħa. Iż-żona tal-weldjatura hija l-post kritiku minħabba li l-mikrostruttura fonduta b'segregazzjoni tal-molibdenu u n-nikil għandha reżistenza għall-korrużjoni aktar baxxa mill-metall prinċipali. L-inġiniera li jispeċifikaw ħiters tat-titanju ta' grad 12 għal servizz ta' aċidu idrofluworiku kromiku- għandhom iżommu Cr⁶⁺ 'il fuq minn 15 g/L b'monitoraġġ regolari, u jikkunsidraw 20 g/L għal affidabbiltà massima. Din l-ispeċifikazzjoni tal-konċentrazzjoni tipprevjeni l-pitting taż-żona tal-weldjatura - l-aktar post ta 'falliment komuni fl-applikat tat-tisħin tal-preparazzjoni tal-wiċċ tal-liga tat-titanju
joni.
