Defnyddir asid ocsalig (H₂C₂O₄) ar grynodiad 10% a thymheredd uchel (60-80 gradd) yn gyffredin mewn glanhau metel, tynnu rhwd, a rhai prosesau cemegol. Mae titaniwm yn arddangos ymwrthedd ymylol mewn asid oxalig; mae'r ffilm goddefol yn sefydlog dim ond o dan amodau a reolir yn ofalus. Pan fydd y wain titaniwm yn mynd trwy wresogi ac oeri cylchol-rampio hyd at y tymheredd gweithredu ac i lawr i'r amgylchedd-mae straen thermol yn cyfuno ag ymosodiad cemegol i gynhyrchu dull methiant amlwg: cracio cylch thermol. Mae'r gyfradd rampio (graddau y funud o newid tymheredd) yn pennu'n uniongyrchol faint o straen thermol a'r difrod cronnol fesul cylchred. Mae cyfraddau rampio cyflymach yn cynhyrchu graddiannau thermol cyflymach uwch ar draws wal y tiwb, gan gynyddu straen a lleihau nifer y cylchoedd cyn cychwyn crac.

Mecanwaith Cracio Cylchred Thermol mewn Asid Oxalig

Yn ystod gwresogi, mae wal fewnol y tiwb titaniwm yn ehangu cyn y wal allanol oherwydd y graddiant tymheredd. Mae'r ehangiad gwahaniaethol hwn yn creu straen tynnol ar yr wyneb allanol. Mewn asid oxalig 10% ar 70 gradd, mae'r ffilm goddefol eisoes dan ymosodiad cemegol. Mae straen tynnol yn agor diffygion microsgopig yn y ffilm, gan ganiatáu i asid gyrraedd titaniwm noeth. Mae diddymiad lleol yn digwydd ar y pwyntiau straen hyn. Ar ôl oeri, mae'r wyneb allanol yn cyfangu'n gyflymach, gan greu straen tynnol ar yr wyneb mewnol. Mae'r seiclo straen yn ôl ac ymlaen yn dyfnhau'r safleoedd ymosod yn raddol yn graciau micro. Unwaith y bydd crac yn cyrraedd dyfnder critigol (fel arfer 10-20% o drwch wal), mae'n lluosogi'n gyflym trwy weddill y wal. Mae'r gyfradd rampio yn rheoli maint straen thermol; mae rampio cyflymach yn cynyddu'r graddiant tymheredd ac yn cyflymu cychwyn crac.

Perthynas Feintiol Rhwng Cyfradd Rampio a Beiciau i Fethiant

Mae profion cylchol dan reolaeth mewn asid oxalig 10% ar 70 gradd (cylch: 20 gradd i 70 gradd ac yn ôl) wedi sefydlu'r cylchoedd methiant canlynol ar gyfer titaniwm Gradd 2 gyda thrwch wal 1.2 mm:

Cyfradd rampio o 0.5 gradd / mun (araf iawn, 100 munud i gynhesu, 100 i oeri): Straen thermol o 15-20 MPa. Cylchoedd i fethiant o 2,500-3,500. Mae cychwyn crac yn digwydd ar ôl 2,000 o gylchoedd. Mae craciau yn lluosogi'n rhyngrannog.

Cyfradd rampio o 2 radd / mun (araf, 25 munud o wres, 25 oer): Straen thermol o 35-45 MPa. Cylchoedd i fethiant o 800-1,200. Yn nodweddiadol ar gyfer-brosesau swp a reolir yn dda.

Cyfradd rampio o 5 gradd / mun (cymedrol, 10 munud o wres, 10 oer): Straen thermol o 60-75 MPa. Cylchoedd i fethiant o 300-500. Cychwyn crac ar ôl 150-250 o gylchoedd.

Cyfradd rampio o 10 gradd / mun (cyflym, 5 munud o wres, 5 oer): Straen thermol o 100-120 MPa. Cylchoedd i fethiant o 80-150. Mae craciau'n lluosogi'n drawsryweddol. Heb ei argymell.

Cyfradd rampio o 20 gradd / mun (cyflym iawn, 2.5 munud o wres, 2.5 oer): Mae straen thermol yn fwy na 150 MPa. Cylchoedd i fethiant o dan 30. Mae amodau sioc thermol yn achosi cracio micro ar unwaith.

Effaith Trwch Wal a Siglen Tymheredd

Mae'r rhyngweithio cyfradd rampio yn dibynnu ar drwch wal a swing tymheredd. Mae wal fwy trwchus (1.5 mm) yn profi straen thermol uwch ar yr un gyfradd rampio oherwydd bod y graddiant tymheredd ar draws yr adran fwy trwchus yn fwy. Ar gyfer cyfradd rampio 5 gradd/munud, mae cylchoedd i fethiant yn gostwng o 400 (wal 1.2 mm) i 250 (wal 1.5 mm) i 150 (wal 2.0 mm). Mae swing tymheredd mwy (ee, 20 gradd i 90 gradd yn erbyn . 20 gradd i 70 gradd ) hefyd yn lleihau cylchoedd i fethiant yn gymesur â sgwâr y gwahaniaeth tymheredd.

Canllaw Dewis Cyfradd Rampio ar gyfer Gwasanaeth Asid Oxalig

Mae'r tabl canlynol yn darparu fframwaith penderfynu ar gyfer dewis neu reoli cyfraddau rampio thermol yn seiliedig ar fywyd beicio dymunol a geometreg gwresogydd:

Peirianneg Y Tu Hwnt i Reoli Cyfradd Rampio

Mae gradd aloi titaniwm yn addasu ymwrthedd cracio cylch thermol yn sylweddol. Mae Gradd 7 (palladiwm-wedi'i sefydlogi) yn cynnal gwell sefydlogrwydd ffilm goddefol yn ystod beicio thermol, gan gynyddu cylchoedd i fethiant 50-100% ar yr un gyfradd rampio. Mae Gradd 12 (molybdenwm-nicel) yn cynnig gwelliant canolraddol o 30–50%. Mae crynodiad asid oxalig hefyd yn bwysig; ar 5% asid ocsalaidd, mae cylchoedd i fethiant yn cynyddu 2-3 ffactor o gymharu â 10%. Ar 15% asid ocsalig, mae cylchoedd i fethiant yn gostwng 60-70%. Mae'r dull gwresogi yn dylanwadu ar rampiau: gall gwresogyddion trydan rampio'n gyflymach na systemau gwresogi stêm. Os oes angen rampio cyflym am resymau proses, nodwch ddwysedd wat is (10 W/cm² yn lle 20 W/cm²) i leihau graddiant tymheredd ar draws y wal ar unrhyw gyfradd rampio benodol.

Gwneud Manyleb Gwybodus

Wrth nodi gwresogydd gwain titaniwm ar gyfer gwasanaeth cylchol mewn asid oxalig 10%, cynhwyswch ofyniad cyfradd rampio uchaf yn y ddogfennaeth rheoli prosesau. Ar gyfer gweithrediadau swp nodweddiadol sy'n disgwyl 1,000 o gylchoedd dros oes y gwresogydd, nodwch uchafswm cyfradd rampio o 2 radd / mun. Gosod rheolydd tymheredd rhaglenadwy gyda-cyfyngiad cyfradd ramp i atal y gweithredwr-cynhesu neu oeri cyflym a achosir gan y gweithredwr. Ar gyfer oeri rampiau, mae darfudiad naturiol fel arfer yn arafach nag oeri gorfodol; osgoi diffodd y gwresogydd gyda dŵr oer neu asid oer, gan fod hyn yn creu cyfraddau oeri rampio dros 20 gradd / mun. Yn ystod y llawdriniaeth, monitro ymwrthedd trydanol y gwresogydd; mae cynnydd o 5–10% yn dynodi bod angen arolygu micro-grac ffurfio. Os canfyddir craciau cyn-treiddiad wal, gellir rhoi'r gorau i ddefnyddio'r gwresogydd heb halogiad proses. Trwy reoli cyfraddau rampio thermol fel paramedr gweithredu hanfodol, mae'r peiriannydd yn ymestyn oes cylchol gwresogyddion titaniwm mewn amgylcheddau asid ocsalaidd cyrydol ymylol.