Ar Pa Gyfuniad Penodol o Amlder Cylchredau Thermol a Thymheredd Brig Y Mae Gwain Dur Di-staen 1.0 Milimedr 316 yn Datblygu Afradu Ocsid Sy'n Cyflymu Teneuo Wal Unffurf mewn Gwasanaeth Gwresogi Aer Cylchol?

Ar gyfer peirianwyr sy'n adeiladu gwresogyddion trochi trydan ar gyfer ffyrnau diwydiannol, gwresogyddion dwythell aer, a siambrau beicio thermol, mae cynhyrchu a asglodi graddfa ocsid ar wyneb y wain dur di-staen 316 yn fecanwaith teneuo waliau blaengar ond rhagweladwy. Lle mae tyllu neu gyrydiad gweithredol yn achosi methiant lleol, mae asgliad ocsid yn hyrwyddo colled homogenaidd o ddeunydd dros yr arwyneb cyfan wedi'i gynhesu. Mae pob cylch gwres yn gosod gorchudd bach o gromiwm ocsid cyfoethog. Yn y pen draw bydd yr haen ocsid yn mynd yn rhy drwchus a bydd yn gollwng. Mae hyn oherwydd bod gan yr haen ocsid ehangiad thermol gwahanol na'r metel, ac mae'r haen ocsid yn cracio ac yn fflochio gan ddatgelu metel ffres i gael ei ocsidio. Mae'r broses hon yn arbennig o agored i wain gyda thrwch wal o 1.0 mm, oherwydd gall teneuo unffurf bach leihau'r cyfanrwydd strwythurol yn sylweddol. Mae'r papur hwn yn sefydlu union amodau'r amledd cylchred thermol a'r tymheredd brig lle mae asgliad ocsid yn cyflymu i'r pwynt o leihau bywyd y wain i lefelau annerbyniol ar gyfer gweithrediad diwydiannol.

Cineteg twf ocsid a asgliad ar ddur di-staen 316L
Mae cineteg ocsideiddio 316 o ddur di-staen mewn aer yn dilyn cyfraith parabolig: mae'r trwch ocsid yn cynyddu gyda gwreiddyn sgwâr amser ar dymheredd. Ar 600 ° C mae'r trwch ocsid tua 2 ficron ar ôl 100 awr a thua 5 micron ar ôl 1,000 o oriau. Cyrhaeddir yr un trwch ar ôl 20 h a 200 h, yn y drefn honno, ar 700 ° C. Ar 800 ° C, mae ocsid yn 5 micron mewn 50 awr. Mae'r trwch ocsid critigol ar gyfer asgliad yn ystod beicio thermol yn swyddogaeth o'r gwahaniaeth tymheredd fesul cylchred. Ar gyfer amrywiad tymheredd o 500 ° C (dyweder 200 ° C i 700 ° C) mae asgliad yn dechrau digwydd pan fydd trwch yr ocsid tua 3-4 micron. Ar gyfer siglen o 700 ° C (ee o 100 ° C i 800 ° C) mae asgliad yn dechrau ar 2-3 micron. Mae pob digwyddiad asglodi yn tynnu 1-3 micron o fetel o wyneb y wain, gan fod yr haen ocsid yn cynnwys metel o'r swbstrad. Gallai gwain 1.0 mm sy'n destun 100 o ddigwyddiadau asglodion golli 0.1-0.3 mm o drwch wal sy'n cyfateb i 10-30% o'i ddeunydd cychwynnol. Mewn gwasanaeth cylchol gydag asgliad mewn 100-500 o gylchredau, efallai y bydd y wain 1.0 mm yn cyrraedd y trwch strwythurol lleiaf (0.5 mm) ar ôl 500-2,000 o gylchredau, hy . 1-5 o flynyddoedd o wasanaeth ar un cylch y dydd.

Trothwyon Critigol ar gyfer Spalation Cyflymedig mewn Gwain 1.0 Milimetr Mae profion ffwrnais wedi'u rheoli o samplau gwain 1.0 mm 316 o dan osodiadau gwresogi aer cylchol yn nodi trothwyon penodol lle mae asgliad yn cyflymu i gyfraddau annerbyniol. Annerbyniol: teneuo waliau cyson > 0.05mm fesul 1000 o gylchoedd. (Byddai hyn yn gostwng gwain 1.0mm i 0.7mm ar ôl 6000 o gylchoedd, sef tua 5 mlynedd ar 3 chylch y dydd).

Tymheredd Beic Uchaf Siglen fesul Cylchred Cylchred i Drwch Ocsid Spallation Cyntaf ar Wal Spallation Teneuo fesul Cylchoedd Digwyddiad Spallation i 0.7 mm Wal Gweddill (colled o 30%) 500 gradd 400 gradd (100 gradd i 500 gradd) 2,000 –{ 9 microns 2,000 –{ 6 microns 15,000 – 30,000 600 gradd 500 gradd (100 gradd i 600 gradd) 500 – 800 4 – 5 micron 2 – 3 micron 3,000 – 6,{28}} gradd 550 gradd (100 gradd i 650} – {4 micron gradd 650} – {4} 4 micron 1,500 – 3,000 700 gradd 600 gradd (100 gradd i 700 gradd ) 100 – 200 3 – 4 micron 3 – 5 micron 800 – 1,{51}} gradd 650 gradd (100 gradd i 750 – {5} gradd (100 gradd i 750 – {5) gradd 6 micron 400 – 800 800 gradd 700 gradd (100 gradd i 800 gradd ) 20 – 50 2 – 3 micron 5 – 8 micron 200 – 400
For 1.0 mm sheath, peak temperature 650°C and 3 cycles per day (approximately 1,000 cycles per year), spallation would result in a wall thickness reduction of 0.02–0.04 mm/year, leaving the sheath at 0.7 mm after 5–8 years. This may be tolerable for many purposes. At 750°C peak, the same cycle frequency accelerates the thinning to 0.05–0.10 mm/year, resulting in a life of 2–4 years. At 800°C peak, life is 1–2 years. The essential threshold for undesirable spallation (wall thinning >0.05 mm per 1000 cycles) is at around 700°C peak temperature with cycles >swing 300 gradd. Uwchben y trothwy hwn mae gwain 1.0 mm yn colli deunydd ar gyfradd gyflymach nag y mae'r rhan fwyaf o ddefnyddwyr diwydiannol yn ei ddisgwyl.

Amlen Weithredu Ddiogel 1.0 mm Gwain yn y Gwasanaeth Awyr Cylchol
Rhoddir yr amlen gweithredu diogel ar gyfer gwain 1.0 mm 316 ar gyfer dyletswydd gwresogi aer cylchol yn y tabl isod. Y sail yw teneuo waliau goddefadwy o lai na 0.03 mm fesul 1,000 o gylchoedd (0.1 mm bob 3,000 o gylchoedd neu golled o tua 10% dros 5 mlynedd ar 2 gylchred y dydd).

Uchafbwynt Gwain Arwyneb Tymheredd Max. Beiciau a Argymhellir Y Diwrnod Uchafswm. Cyfanswm y Cylchoedd a Argymhellir Dros Oes Gwasanaeth Teneuo Wal Disgwyliedig Ar ôl Uchafswm. Cycles Camau a Argymhellir Y Tu Hwnt i'r Terfynau Hyn
Hyd at 500°C 10 50,000 O dan 0.05 mm 316 yn dderbyniol; unrhyw amlder beicio 500 – 550°C 5 25,000 0.05 – 0.10 mm Derbyniol ar gyfer y rhan fwyaf o wasanaethau diwydiannol
550 – 600°C 3 15,000 0.10 – 0.15 mm Monitro trwch wal o bryd i'w gilydd 600 – 650°C 2 10,000 0.15 – 0.25 mm Ystyriwch Incoloy 800H am oes hirach 650 – 700°C 1 5, –{04} al gin; argymhellir uwchraddio 700 – 750°C 0.5 2,500 0.30 – 0.50 mm 316 heb ei argymell
>750°C Heb ei argymell Amherthnasol Amherthnasol asgliad cyflym Gwresogydd ceramig neu Incoloy 800H
Mae Incoloy 800H yn cynnig ymwrthedd ocsideiddio uwch lle mae angen tymereddau gwain brig sy'n uwch na 650 ° C a mwy na 2 gylch y dydd ar gymwysiadau. Mae'r aloi yn creu ocsid sy'n datblygu'n arafach, sy'n ymlynu'n well ac sy'n asglodi ar drwch llawer mwy (10-15 micron) a thymheredd (dros 850 ° C). er enghraifft, bydd gwain Incoloy 800H 1.0 mm ar 750 ° C gyda 5 cylch y dydd yn cael ei deneuo'r wal<0.05 mm over 10,000 cycles - five to ten times better than 316.

Newidiadau i'r Dyluniad i Leihau'r Sballiad mewn Gwain Waliog Tenau
Gall tri newid cynllun ostwng cyfraddau asglodi pan fydd yn rhaid rhedeg gwain 1.0 mm 316 mewn gwasanaeth awyr cylchol yn agos at neu y tu hwnt i'r terfynau a argymhellir. Y cyntaf yw defnyddio triniaeth ocsideiddio cyn-. Mae gweithredu'r gwresogydd ar y tymheredd uchaf am 100-200 h cyn gweithrediad cylchol yn arwain at ocsid gludiog mwy trwchus sy'n llai tebygol o asglodi na'r ocsid tenau sy'n ffurfio yn ystod cylchoedd cynnar. Yr ail newid yw arafu'r gyfradd oeri. Mae oeri cyflym o 700 gradd i dymheredd yr ystafell yn achosi sioc thermol a sbala. Peidiwch â defnyddio oeri aer gorfodol. Gostyngir 30-50% yn yr asbwriel gydag oeri naturiol mewn aer llonydd. Y newid olaf yw sgleinio wyneb y wain i ddisgleirio drych o lai na 0.2 micron Ra. Mae arwynebau llyfnach yn arwain at ocsidau grawn manylach sy'n fwy ymlynol nag ocsidau a ddatblygir ar arwynebau garw, wrth i-wynebau swigod. Mae cyfraddau asglodi gwain 316 wedi'u electrosgleinio 40- 60% yn is na chyfraddau gwain wedi'u swatio o dan yr un amgylchiadau cylchred. Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau gwresogi aer diwydiannol o dan 650 ° C, mae gwain 1.0 mm 316 yn cyflwyno bywyd gwasanaeth boddhaol o 5-10 mlynedd gydag amleddau beicio goddefadwy. Uwchlaw 650 ° C, dylid derbyn llai o fywyd, neu dylid lleihau'r amlder beicio, neu ddefnyddio aloi sy'n gwrthsefyll ocsideiddio mwy. Wrth nodi gwresogyddion ar gyfer gwasanaeth awyr cylchol, nodwch bob amser y tymheredd gwain brig a ragwelir, amlder beicio a bywyd gwasanaeth arfaethedig. Nid yw gwneuthurwr sy'n awgrymu 316 ar gyfer gwasanaeth 750C heb sôn am asglodi a theneuo waliau yn rhoi cyngor peirianneg cyflawn. Mae colled unffurf o drwch wal oherwydd asgliad ocsid yn rhagweladwy ac yn cael ei reoli, ond rhaid ei ystyried mewn rhagfynegiadau bywyd gwasanaeth, yn enwedig ar gyfer gwainiau waliau tenau lle mae pob micron o ddeunydd coll yn cyfrif.