Ar Pa Gyfuniad Penodol o Ganolbwyntio Cawstig a Thymheredd Arwyneb Gwain Y Mae Gwain Dur Di-staen 1.2 Millimedr 316 yn Profiad Cracio Cyrydiad Straen Gostig mewn Gwasanaeth Gwresogydd Treuliwr Diwydiant Mwydion a Phapur?

Mae defnyddio peirianwyr proses sy'n gyfrifol am wresogyddion trochi trydan mewn treulwyr mwydion a phapur, y cyfuniad o sodiwm hydrocsid a sodiwm sylffid ar dymheredd uchel yn cynhyrchu amgylchedd lle mae cracio cyrydiad straen caustig yn achos methiant mawr. Mae cracio costig yn creu cracio intergranular brau a all dreiddio i wain 1.2 mm 316 mewn ychydig wythnosau heb fawr o rybudd amlwg, yn wahanol i bylu neu gyrydiad cyffredin. Mae'r broses pwlio kraft yn defnyddio gwirod gwyn gyda 15-20 % NaOH a 5-10 % Na₂S ar dymheredd o 150-170 gradd . Yn gyffredinol, mae gan y gwresogyddion hyn drwch wal o 1.2 mm oherwydd y gofod cyfyngedig mewn llestri treulio. Mae'r erthygl yn nodi'r cyfuniad penodol o grynodiad caustig a thymheredd wyneb y wain lle bydd gwain 1.2-mm 316 yn datblygu cracio cyrydiad straen caustig mewn 1000 awr o wasanaeth parhaus.

Mecanwaith Cracio Cyrydiad Straen Costig yn 316
Mae angen tri chyflwr ar gyfer cracio cyrydiad straen caustig o 316 o ddur di-staen: crynodiad costig dros werth trothwy, tymheredd uwchlaw'r trothwy cracio a straen tynnol. Mae'r dull swaging a ddefnyddir i gywasgu inswleiddio MgO yn creu straen tynnol gweddilliol mawr ar wyneb mewnol y wain-yn nodweddiadol 150-250 MPa ar gyfer wal 1.2 mm. Y straen gweddilliol hyn yw ffynhonnell y straen tynnol sydd ei angen ar gyfer cracio. Mae'r crynodiad costig ar gyfer cracio yn 316 ar 150 ° C tua 5% NaOH. Gostyngir tymheredd y trothwy i 130°C ar 10% NaOH. Mae cracio ar 15% NaOH yn uwch na 110 gradd . Cracio ar 20% NaOH dros 100°C. Mae'r amodau mewn gwirod gwyn (15-20% NaOH, 150-170 gradd) ymhell uwchlaw'r trothwy cracio. Mae craciau mewn gwain 1.2-mm 316 fel arfer yn cychwyn ar yr wyneb mewnol lle mae'r straen gweddilliol ar ei uchaf ar ôl amlygiad 100-500 h. Unwaith y bydd wedi'i sefydlu, mae craciau'n lluosogi ar gyfraddau o 0.1-1.0 mm yr wythnos, gan dreiddio i'r wal 1.2-mm o fewn 1-3 mis.

Gwain 1.2 Trothwyon Cracio Critigol ar gyfer 1.2
Yn seiliedig ar brofion labordy o samplau gwain swaged 316 mewn efelychydd gwirod gwyn a dadansoddiad methiant maes o dreulwyr melinau mwydion, mae'r cyfuniadau canlynol o grynodiad costig a thymheredd wyneb gwain yn arwain at gracio cyrydiad straen costig o fewn 1,000 o oriau.

Sodium Hydroxide Concentration (Weight %) Sodium Sulphide Concentration (Weight %) Critical Temperature for Cracking Onset Time to Crack Initiation at 150°C Sheath Surface Time to Through-Wall Crack (1.2 mm) at 150°C 5 – 8% 2 – 4% 140°C 800 – 1,200 hours 1,200 – 2,000 o oriau 8 – 10% 4 – 6% 130°C 500 – 800 awr 800 – 1,500 awr 10 – 12% 5 – 7% 120°C 300 – 500 awr 500 – 1,000 awr
12 – 15% 6 – 8% 115 gradd 200 – 400 awr 400 – 800 awr 15 – 18% 7 – 9% 110 gradd 150 – 300 awr 300 – 600 awr
18 – 20% 8 – 10% 100 gradd 100 – 200 awr 200 – 400 awr
Mwy nag 20% ​​Mwy na 10% Llai na 100 gradd 50 – 150 awr 100 – 300 awr
Ar gyfer treuliwr kraft sy'n gweithio gyda 16% NaOH ar dymheredd swmp 155 gradd, mae tymheredd wyneb y wain tua 155-160 gradd (gan dybio y bydd cynnydd bach yn y tymheredd oherwydd dwysedd wat isel mewn treulwyr mawr). Mae hyn dros y trothwy cracio 110°C a byddai’n cynhyrchu craciau mewn 150–300 awr. Byddai gwain 1.2 mm yn debygol o dyllu ar ôl 1-2 fis o weithrediad parhaus. Mae profiad maes yn dangos bod gwain gwasanaeth gwirod gwyn yn gyffredinol yn torri mewn 3-6 mis gyda chracio'r prif fodd o fethiant.

Amlen Gweithredu Diogel ar gyfer Gwain 1.2mm yn y Gwasanaeth Costig
Mae'r tabl isod yn rhestru'r crynodiad costig mwyaf diogel ar gyfer gwain 1.2 mm 316 ar wahanol dymereddau wyneb gwain er mwyn osgoi cracio cyrydiad straen caustig trwy gydol bywyd gwasanaeth 1,000 awr. Mae gwerthoedd yn rhagdybio straen tynnol gweddilliol ar ôl cyfnewid, na ellir ei leihau heb anelio swage post.

Tymheredd Arwyneb Gwain Crynodiad NaOH Mwyaf Diogel i Atal Cracio (Dim Sylffid) Crynodiad NaOH Mwyaf Diogel gyda 5% Na2S o'r Amser i Gracio ar Uchafswm Crynodiad Diogel Cam Gweithredu a Argymhellir 80°C 20% 15% 2,000 – 3,000 awr Ymylol ar gyfer gwasanaeth parhaus 1,5% 0 – 0 0 % oriau Bywyd gwasanaeth cyfyngedig 100°C 12% 10% 1,000 – 2,000 awr 316 heb ei argymell 110°C 10% 8% 800 – 1,500 awr Defnyddio uwchraddio anelio neu aloi 120°C 8% 6% 500 – 1,000 o oriau 40°C angen uwchraddio 40°C 800 awr Uwchraddio aloi yn orfodol 140°C 4% 2% 200 – 500 awr 316 anaddas
Uchod 150°C Ddim yn ddiogel Ddim yn ddiogel O dan 200 awr Defnyddiwch aloi nicel
Nid yw'r amlen weithredu ddiogel ar gyfer gwain 1.2 mm 316 yn bodoli ar gyfer gwasanaeth treuliwr mwydion a phapur gyda 16% NaOH ar 155 ° C. Bydd y cracio yn dod mewn wythnosau neu fisoedd yn sicr. Bydd angen i beirianwyr ddewis aloi mwy gwydn.

Newidiadau dylunio i atal cracio costig
Pan fydd 316 o wain i'w ddefnyddio mewn gwasanaeth costig, gall tri addasiad dylunio ymestyn bywyd, ond nid oes yr un ohonynt yn gwneud 316 yn ddibynadwy ar gyfer amodau treuliwr kraft. Y cam cychwynnol yw anelio postiad ar 1050 gradd i ddileu tensiynau tynnol gweddilliol. Mae anelio yn lleihau straen gweddilliol yr arwyneb mewnol o 150-250 MPa i lai nag 20 MPa, gan gael gwared ar y gydran tynnol sydd ei hangen ar gyfer cracio. Gall anelio gwain 1.2 mm 316 mewn NaOH 16% ar 150 ° C ymestyn ei oes i 3-6 mis, yn hytrach nag 1-2 fis. Yr ail newid yw saethu peen neu drin yr arwyneb allanol yn gywasgedig fel arall. Mae'r haen gywasgol yn gwrthsefyll lluosogi crac ond nid yw'n lleddfu'r straen tynnol ar yr wyneb mewnol. Y newid olaf yw gweithredu ar y tymheredd wyneb gwain isaf posibl trwy leihau'r dwysedd wat a hybu'r cylchrediad. Mae gostyngiad o 10 gradd yn y tymheredd arwyneb yn dyblu'r amser i gychwyn cracio. Nid yw'r newidiadau hyn yn ddigon ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau mwydion a phapur. Alloy 625 neu Alloy C-276 yw'r deunydd nodweddiadol ar gyfer gwainiau gwresogydd hylif gwyn. Mae'r aloion hyn sy'n seiliedig ar nicel yn gwrthsefyll cracio cyrydiad straen costig ar bob crynodiad a thymheredd a welir mewn treulwyr. Bydd gwain Aloi 625 1.6 mm fel arfer yn para 5-10 mlynedd mewn gwasanaeth gwirodydd gwyn o gymharu â 2-6 mis ar gyfer 316. Gwneir iawn am y gost gychwynnol uwch gan yr arbedion mewn amser segur a llafur adnewyddu. Ni ddylai peirianwyr sy'n dewis gwresogyddion ar gyfer gweithrediad treuliwr dderbyn 316 ar gyfer unrhyw gais lle mae crynodiad costig yn uwch na 10% ar dymheredd uwch na 100 ° C. Mae cost methiant cracio cyflym mewn treuliwr dan bwysau gan gynnwys colli cynnyrch, oeri llestr, ac ailosod yn sylweddol uwch na chost gynyddrannol aloi nicel uchel. Os yw gwneuthurwr yn argymell 316 ar gyfer gwasanaeth gwirodydd gwyn ac nad yw'n sôn am gracio cyrydiad straen costig, nid yw'n darparu cyngor peirianneg priodol. Mae craciau mewn gwain 1.2 mm yn datblygu'n gyflym a heb unrhyw dystiolaeth amlwg nes bod y wain yn gollwng. Yr unig ateb sicr yw atal trwy ddewis aloi yn gywir.