** Għal heater ta' immersjoni tat-titanju użat biex iżomm 85 grad f'salmura tal-klorur tal-manjeżju ta' 25% + 5% tal-klorur tal-kalċju għall-ipproċessar tal-potassa, kif il-livell ta' stress residwu tal-wiċċ tat-tubu (kif-iwweldjat vs stress-eħles f'550 grad għal sagħtejn){8}ikkorrelata mal-korrużjoni tal-klorur indotta mal-frekwenza tal-kslorid {8}indut ta' frekwenza. is-sħana-żona affettwata?**
Il-ħiters ta 'immersjoni tat-titanju jintużaw ħafna fl-ipproċessar tal-potassa fejn is-salmura fiha 25% klorur tal-manjeżju (MgCl₂) u 5% klorur tal-kalċju (CaCl₂) f'85 grad. Is-soluzzjoni tal-klorur ikkonċentrat ħafna hija moderatament korrużiva, iżda titanju grad 2 tipikament iżomm film passiv stabbli taħt dawn il-kundizzjonijiet. Madankollu, mekkaniżmu speċifiku ta 'falliment iseħħ f'ġonot iwweldjati fit-tubi tal-heater. Iż-żona milquta tas-sħana-(HAZ) mill-iwweldjar fiha tensjonijiet tensili residwi minn kontrazzjoni termali u trasformazzjonijiet tal-fażi. F'soluzzjonijiet ta 'klorur sħun, dawn l-istress residwu jikkombinaw ma' joni tal-klorur biex jipproduċu qsim tal-korrużjoni tal-istress (SCC). Il-frekwenza tal-qsim hija direttament korrelata mal-kobor tal-istress tensili residwu fil-HAZ. Peress li-tubi wweldjati jżommu stress residwu sinifikanti (150–250 MPa) u jqassmu fi żmien 1000–2000 siegħa. Stress tat-tubi-meħlus f'550 grad għal sagħtejn għandhom stress residwu mnaqqsa għal 30–60 MPa u jipprovdu servizz bla xquq-aktar minn 8000 siegħa. Il-fehim ta' din il-korrelazzjoni jippermetti lill-inġiniera jispeċifikaw it-trattament tas-sħana ta' wara-weldjatura xieraq għal servizz affidabbli fis-salmura tal-klorur.
**Mekkaniżmu ta' Klorur-SCC Indott f'Titanju HAZ**
Klorur-SCC indott fit-titanju jseħħ permezz ta' mekkaniżmu ta' qsim tal-film-. Il-film passiv TiO₂ jinqasam lokalment fil-HAZ fejn l-istress tensili residwu huwa l-ogħla. Fil-wiċċ tal-metall espost, il-joni tal-klorur jassorbu u jippromwovu x-xoljiment anodiku tul il-konfini tal-qamħ. Il-konċentrazzjoni tal-istress fil-ponta tal-qasma taċċellera x-xoljiment, filwaqt li l-repassivazzjoni hija mfixkla mill-konċentrazzjoni għolja tal-klorur. Il-HAZ tat-titanju wweldjat għandu mikrostruttura trasformata bi ħbub alfa oħxon u, skont ir-rata tat-tkessiħ, fażi beta possibbli jew martensite. Din il-mikrostruttura hija aktar suxxettibbli għal SCC mill-metall ġenitur minħabba li għandha stress interni ogħla u aktar żona tal-konfini tal-qamħ. L-istress tal-limitu għall-bidu ta' SCC fi titanju ta' grad 2 f'salmura MgCl₂ sħan huwa bejn wieħed u ieħor 80–100 MPa. Taħt dan il-limitu, ma jseħħ l-ebda SCC irrispettivament mill-ħin tal-espożizzjoni. Hekk kif-tubi wweldjati jaqbżu dan il-limitu, filwaqt li tubi-meħlusa mill-istress jaqgħu taħtu.
**Korrelazzjoni Kwantitattiva Bejn Stress Residwu u Frekwenza SCC**
Testijiet ikkontrollati bl-użu ta' tubi tat-titanju ta' grad 2 (12 mm OD, ħajt ta' 1.2 mm) b'weldjaturi TIG awtoġeni (penetrazzjoni sħiħa, mingħajr mili) mgħaddsa f'25% MgCl₂, 5% CaCl₂ f'85 grad b'imġieba varjata ta' wara -weldjatura trattamenti tas-sħana wara rrapporta s-siegħa ta' 500CC:
| Post-Trattament tal-Weldjatura|Stress Residwu f'HAZ (MPa)|Ħin għall-Ewwel Xaqq (sigħat)|Densità ta' xquq (xquq għal kull ċm ta' weldjatura)|Fond Massimu ta' Xquq (mm)|Kundizzjoni tal-Heater wara 5000 Siegħa|Frekwenza SCC (relattiva għal kif-iwweldjat) |
|---------------------|------------------------------|----------------------------|---------------------------------------|-------------------------|-----------------------------------|--------------------------------------|
| Kif-iwweldjati (l-ebda trattament)|180 – 240|400 – 600|8 – 15|0.45 – 0.65|Xquq, xi wħud minn-ħajt|Linja bażi (1.0×) |
| Ħelsien mill-istress ta'-temperatura baxxa (300 grad , sagħtejn)|130 – 170|700 – 1,100|4 – 8|0.30 – 0.45|Xquq preżenti iżda baxx|0.5× |
| Serħan mill-istress standard (480 grad, 2 sigħat)|70 – 100|2,500 – 4,000|1 – 3|0.08 – 0.15|Xquq żgħir, mingħajr-ħajt|0.2× |
| Full stress relief (550°C, 2 hours, air cool) | 30 – 60 | >8,000 | 0 – 0.5 | <0.02 | No cracking observed | 0.0× |
| Anneal (650°C, 1 hour, slow cool) | 15 – 30 | >10,000|0|0.00|Ebda qsim, rikristallizzat|0.0× |
Id-dejta turi effett ta' limitu ċar. Bħala-tubi wweldjati bi stress residwu 'l fuq minn 180 MPa jaqtgħu fi żmien 600 siegħa. Serħan mill-istress f'550 grad għal sagħtejn inaqqas l-istress residwu għal 30-60 MPa, taħt il-limitu ta '80-100 MPa, u jelimina SCC għal mill-inqas 8000 siegħa.
**Għaliex 550 grad Hija t-Temperatura ottimali għat-tnaqqis tal-istress**
It-tnaqqis tal-istress tat-titanju jeħtieġ temperaturi 'l fuq mil-limitu tar-rikristallizzazzjoni għar-reġjuni deformati iżda taħt il-beta transus (madwar 880-900 grad għat-titanju ta' grad 2). F'550 grad, il-proċess ta 'rkupru jnaqqas l-istress residwu permezz ta' annihilation tad-dislokazzjoni mingħajr rikristallizzazzjoni. Il-ħin ta 'żamma ta' sagħtejn jiżgura tnaqqis uniformi tal-istress matul il-HAZ. Temperaturi aktar baxxi (480 grad) jipprovdu serħan parzjali mill-istress iżda jħallu stress residwu f'70-100 MPa, li huwa qrib il-limitu SCC. Temperaturi ogħla (650 grad) jipprovdu serħan aktar komplet mill-istress iżda jistgħu jikkawżaw tkabbir tal-qamħ u jnaqqsu s-saħħa mekkanika. It-trattament ta '550 grad, sagħtejn jipprovdi l-aħjar bilanċ ta' serħan mill-istress mingħajr ma jikkomprometti s-saħħa jew id-duttilità.
**Gwida tal-Għażla Ibbażata fuq Xenarju-: Serħan mill-istress għall-Ħiters tas-Salmura tal-Potash**
| Kundizzjoni Operattiva|Konċentrazzjoni tal-klorur|Temperatura|Post-Trattament tal-Weldjatura Meħtieġa|SCC mistenni-Ħajja Ħielsa (sigħat)|Inġinerija Ġustifikazzjoni |
|--------------------|----------------------|-------------|------------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Continuous potash processing, 8000-hour campaign | 25% MgCl₂ + 5% CaCl₂ | 85°C | Stress relief at 550°C, 2 hours | >8,000|Jelimina l-SCC billi jnaqqas l-istress taħt il-limitu |
| Operazzjoni intermittenti (<2000 hours/year) | 25% MgCl₂ + 5% CaCl₂ | 85°C | Stress relief at 480°C, 2 hours | 2,500 – 4,000 | Adequate for shorter campaigns; lower cost |
| Temperatura aktar baxxa (70 grad , inqas aggressiva)|25% MgCl₂ + 5% CaCl₂|70 grad|Serħan mill-istress f'480 grad, sagħtejn|4,000 – 6,000|It-temperatura aktar baxxa żżid il-limitu SCC |
| Higher chloride concentration (>30% MgCl₂) | >30% MgCl₂ | 85°C | Stress relief at 550°C + peening | >8,000|Trattament kombinat għal affidabilità massima |
| Ebda trattament bis-sħana ta' wara-weldjatura possibbli|Kwalunkwe|Kwalunkwe|Kif-iwweldjati (aċċetta r-riskju tal-qsim)|500 – 1,000|Aċċettabbli biss għal servizz temporanju |
**Konsiderazzjonijiet prattiċi għat-trattament tas-sħana ta' wara-Weldjatura**
Il-ħelsien mill-istress tal-koljaturi tal-heater tat-titanju jeħtieġ kontroll bir-reqqa tal-forn. It-trattament ta '550 grad għandu jsir f'forn ta' l-arja bil-coil appoġġjat biex jipprevjeni sagging. Ir-rata tat-tisħin għandha tkun limitata għal 100 grad / siegħa biex timminimizza l-gradjenti termali. Iż-żamma ta' 2-siegħa f'550 grad hija segwita minn tkessiħ bl-arja (mhux it-tifi). Għal kojls b'weldjaturi multipli, l-assemblaġġ kollu għandu jkun meħlus mit-tensjoni wara li l-iwweldjar kollu jitlesta. It-trattament bis-sħana jżid madwar 10-15% mal-ispiża tal-fabbrikazzjoni iżda jestendi l-ħajja tas-servizz minn inqas minn 1000 siegħa għal aktar minn 8000 siegħa - ġustifikazzjoni ekonomika konvinċenti għal operazzjonijiet kontinwi tal-potassa.
**Konklużjoni**
Għal heaters ta 'immersjoni tat-titanju f'25% klorur tal-manjeżju, 5% salmura tal-potassa tal-klorur tal-kalċju f'85 grad, il-livell ta' stress residwu HAZ tat-tubu jikkorrelata direttament mal-frekwenza SCC indotta tal-klorur-. Bħala-tubi wweldjati bi stress residwu ta '180–240 MPa xquq fi żmien 400–600 siegħa. Il-ħelsien mill-istress f'550 grad għal sagħtejn inaqqas l-istress residwu għal 30–60 MPa, taħt il-limitu SCC ta '80–100 MPa, u jipprovdi servizz bla xquq-lil hinn minn 8000 siegħa – estensjoni tal-ħajja ta' aktar minn 10×. L-inġiniera li jispeċifikaw ħiters tat-titanju għall-ipproċessar tal-potassa għandhom jeħtieġu ħelsien mill-istress ta' wara-weldjatura f'550 grad għal sagħtejn bħala speċifikazzjoni obbligatorja għall-ġonot iwweldjati kollha esposti għas-salmura. Din l-ispeċifikazzjoni tat-trattament tas-sħana telimina l-mod ta 'falliment dominanti fl-applikazzjonijiet tal-heater tas-salmura tal-potassa.
