Hvordan endrer sveisetiden (5 minutter vs.. 20 minutter i HNO₃/HF) for et titaniumvarmerør dybden for fjerning av alfa-beholderen og den påfølgende motstanden mot sprekkkorrosjon i 10 % sitronsyre?

Alfa-caselaget av titansveiser forsterket med oksygen kan fjernes ved post-sveising i en blanding av salpeter- og flussyre (20 % HNO3 + 3 % HF). En rask 5 min sylteagurk fjerner 10-20 mm materiale, og lar noe alfa-hus være intakt. Den lengre sylteagurken på 20 minutter fjerner 40–80 µm, og fjerner alfa{14}}huset fullstendig. Spaltkorrosjonsmotstanden er forbedret ved eliminering av alfa-tilfelle i 10 % sitronsyre ved 80oC. Spalteinitieringstiden for fullt syltede rør (20 minutter) er 5 ganger lengre enn lett syltede rør (5 minutter). Alfa-huset er sprøtt og anodisk til grunnmetallet og gir et foretrukket sted for sprekkovergrep.

Mekanismen for fjerning av alfa-tilfelle og forbedring av sprekkkorrosjon

Under sveising diffunderer oksygen inn i titanoverflaten og danner et alfa-huslag som er hardere og sprøere enn grunnmetallet. Dette laget har forskjellige elektrokjemiske egenskaper og er mer utsatt for sprekkkorrosjon. Alfa-kassen fjernes jevnt ved beising i HNO3/HF. Fullstendig fjerning returnerer overflaten til sammensetningen av basismetallet og fjerner de foretrukne angrepsstedene. Sveiseunderskjæringer og rotoverganger der tilgangen er begrenset vil bli fjernet ved lengre beisetider.

Kvantitativ alfa-fjerning av kasse og motstand mot sprekk kontra beisingstid

Kontrollert testing på grad 2 titansveiser syltet i 20% HNO3 + 3% HF ved 50 grader etterfulgt av nedsenking i 10% sitronsyre ved 80 grader, har vist at ved 0 minutters beising (som-sveiset) alfa-case-fjerningsdybde alpha{9}ca, {0}m. (µm)=50–150, spalteinitieringstid (h)=100–200. Fjerningsdybden ved 5 min beising er 10-20 μm, gjenværende alfa-case er 30-130 μm og initieringstiden er 200-500 timer. Fjerningsdybde 20-40 µm 10 minutter Gjenværende alpha-case 10-110 µm 400-1000 timer Starttid 20-40 µm 10 minutter Etter 15 min etsing er fjerningsdybden 30–60 µm, ca. µm og initieringstiden er 600–1500 timer. Etter 20 minutter er fjerningsdybden 40-80 mikrometer, gjenværende alfa-tilfelle er 0-50 mikrometer og initieringstiden 800-2000 timer. Etter 30 minutter er eliminasjonsdybden 60–120 µm, gjenværende alfa-case er 0 µm, og starttiden er 1 000–2 500 timer.

Påvirkning av konsentrasjon av sitronsyre og temperatur på fordelen med beising

Jo lengre sylting, jo større nytte, og nytten øker med sitronsyreinnhold og temperatur. Beising 5 minutter 20 minutter 3× 5 % sitronsyre 80 grader 5 % sitronsyre 80 grader 3× spaltelevetid fra 5 minutter beising til 20 minutter beising Ved 10 % sitronsyre og 80 grader er forlengelsen 4–5 ganger. Forlengelse på 5-6× ved 15 % sitronsyre og 80 grader 6-8x forlengelse ved 10 % sitronsyre og 100 grader . Jo mer aggressive jo høyere syrekonsentrasjoner og temperaturer er, desto viktigere blir elimineringen av alfa-tilfellet.

Velge en post-sveisetid for sitronsyreservice

Tabell 3. Anbefalte beisingstider etter sveis for grad 2 titanvarmere i 10 % sitronsyre ved 80 grader for å oppnå nødvendig motstand mot sprekkkorrosjon

Desired Crevice Initiation Time (hours) Recommended Pickling Time (minutes) Expected Alpha-Case Removal Depth (µm) Metal Loss from Tube Surface (µm) Recommended for Service Life 200–500 5 10–20 10–20 Low (1–2 years) 400–1,000 10 20–40 20–40 Moderate (2–3 years) 800–2,000 20 40–80 40–80 High (3–5 years) 1,000–2,500 30 60–120 60–120 Maximum (>2,500 45 100-150 100-150 Overbeising, ingen fordel
Engineering Beyond Time Control

Beisehastigheten avhenger av graden av titan. Grad 7 pickles like rask som Grade 2 Veggtykkelsen skal være nok til å tillate metalltap fra beising. En vegg på 1 . 5 mm med en fjerning på 60 µm vil etterlate 1 . 44 mm, og dette er akseptabelt. Temperaturen i beisebadet bør holdes på 50 grader ± 5 grader ettersom fjerningshastigheten øker med temperaturen, men det er fare for over{10}}beising. Konsentrasjonen av HF bør styres. Jo høyere HF, jo høyere clearance rate, men jo høyere er risikoen for hydrogenabsorpsjon. Etter beising må røret skylles godt for å fjerne syrerester. Mikrohardhetstesting kan bekrefte fjerning av alfa{15}}-tilfellet. en overflatehardhet under 250 HV viser fullstendig fjerning.

Lage en godt-informert spesifikasjon

Spesifiser en etter-sveisebeisingsvarighet på 20 minutter i 20 % HNO3 + 3% HF ved 50 grader for fullstendig fjerning av alfa-hus for et titanvarmerrør sveiset og designet for 10 % sitronsyre ved 80 grader. For mindre krevende bruksområder (lavere temperatur eller konsentrasjon) kan 10 minutter være tilstrekkelig. Hvis det er kritisk service, si 30 minutter. Test overflatehardheten for å sjekke alfa-fjerning. Mindre enn 250 HV er en god indikasjon på suksess. Rør som har gjenværende blå eller grå misfarging etter beising, skal kastes. Ingeniøren kontrollerer etter-sveising til 20 minutter og fjerner alfa-beholderlaget og forbedrer motstand mot sprekkkorrosjon med en faktor 5 i sitronsyrebruk.