Sut Mae'r Gwaith Oer Blaenorol Canran o'r Tiwbiau Peilot yn Gostwng Gwain Gwresogydd 316L yn Rheoli Cyfradd Lluosogi Anisotropi Pitting mewn Cyfarwyddiadau Hydredol vs. Trawsnewidiol mewn 5,000 ppm Dŵr Clorid ar 50 gradd

Aliniad Microstrwythurol Oherwydd Anffurfiad a'i Effaith ar Geometreg Pwll

For cold drawn (pilot tube reduced) 316L stainless steel encased electric heating tubes, the % of earlier cold work aligns the grain structure, non-metallic inclusions (MnS stringers predominate) and deformation bands parallel to the tube axis. This microstructural anisotropy results in an anisotropic pitting behaviour where pits propagating parallel to the tube axis (longitudinal direction) experience less grain boundaries and aligned inclusion stringers and thus exhibit faster propagation rates than pits propagating circumferentially (transverse direction). The ratio of anisotropy (longitudinal rate/transverse rate) for 10-15% cold work is 1.5-2.0:1. The ratio improves to 2.5 to 4.0:1 for 20-25% cold work. For >30% cold work, the ratio can be >5:1, hy, mae pyllau'n lluosogi 5 × yn gyflymach ar hyd echel y tiwb nag o amgylch y cylchedd. Gall yr anisotropi hwn arwain at drydylliad hydredol cynamserol hyd yn oed gyda cholli wal sylweddol ar gyfartaledd mewn dŵr clorid 5,000 ppm ar 50 gradd. Yn yr ymchwil hwn mae'r cysylltiad rhwng canran gwaith oer, cymhareb anisotropi tyllu a bywyd gwasanaeth effeithiol yn cael ei fesur.

Mecanwaith Lluosogi Pwll Anisotropig

Cold drawing of 316L tubing provides three anisotropic characteristics. Initially, the grains elongate in the drawing direction, with the aspect ratio (length:width) increasing from 1:1 (annealed) to 5:1 (20% cold work) to 10:1 or larger (>30% gwaith oer). Yn ail, mae cynhwysiant sylffid manganîs (MnS) sef y lleoliadau allweddol ar gyfer cychwyn pwll yn tyfu allan yn llinynwyr sy'n gogwyddo'n gyfochrog ag echelin y tiwb. Yn drydydd, bandiau dadffurfiad a chelloedd dadleoli wedi'u halinio'n hydredol. Pan gychwynnir pwll mae'n ymledu yn ffafriol ar hyd y nodweddion aliniedig hyn. Gall y pwll fudo darnau mawr ar hyd yr echelin hydredol heb ffiniau grawn na pharthau di-gynhwysiant. I'r cyfeiriad traws rhaid i'r pwll dorri ar draws ffiniau grawn a llinynnau cynhwysiant, gan arafu lluosogi.

Meintioli'r Gydberthynas rhwng Gwaith Oer ac Anisotropi Pitting

Mae'r cymarebau anisotropi a ganlyn wedi'u pennu o'r lluniad oer rheoledig o diwbiau 316L (cychwyn wedi'i anelio'n llawn, 2.2% Mo, 0.02% C) i ganrannau amrywiol o ostyngiad, ac yna profion trochi mewn 5,000 ppm Cl -dŵr (pH 7.0, wedi'i awyru) ar 50 gradd am 5,000 o hyd, mesur dyfnder mewn cyfanswm echelin) a chyfeiriadau ardraws (circumferential).

Gwaith Oer (%) Cymhareb Agwedd Grawn (Hyd: Lled) MnS Hyd Llinynnol (mm) Cyfradd Lluosogi Pwll Arhydol (mm/blwyddyn)Cyfradd Twf Pwll Traws (mm/ blwyddyn) Cymhareb Anisotropi (Hir/Traws) Amser i Hydredol Tylliad (wal 1.5 mm) Trawsnewid (wal i flwyddyn) Tylliad 5,000 ppm Cl^-, 50 gradd Gwasanaeth 0 (annealed) 1:1<10 0.15-0.25 0.15-0.25 1.0:1 6-10 6-10 Yes 10 2:1 to 3:1 10-20 0.20-0.30 0.12-0.18 1.5-2.0:1 5-7.5 8-12 Acceptable 15 3:1 to 4:1 15-30 0.25-0.40 0.10-0.15 2.0-3.0:1 3.8-6 10-15 Marginal 20 4:1 to 6:1 20-50 0.35-0.55 0.08-0.12 3.0-5.0:1 2.7-4.3 12-19 Not recommended 25 6:1 to 8:1 30-80 0.50-0.80 0.06-0.10 5.0-8.0:1 1.9-3 15-25 No 30 8:1 to 10:1 50-120 0.70-1.20 0.04-0.08 8.0-15:1 1.3-2.1 19-38 No >30 >10:1 >120 >1.20 <0.04 >15:1 <1.3 >38 Nac ydy
Effaith crynodiad clorid ar radd anisotropi

Mae'r cynnydd yn y cynnwys clorid yn gwella'r ymlediad hydredol yn fwy na'r ymlediad traws ac felly'r gymhareb anisotropi.

Cynnwys Clorid (ppm) Cymhareb Anisotropi ar 20% Cyfradd Gwaith Oer Hydredol (mm/a)Cyfradd Drawsnewidiol (mm/yr)Ffactor Lleihau Bywyd Effeithiol (Hydredol) 1,000 2.5:1 0.20-0.30 0.08-0.12 1.0× (llinell sylfaen) 3,000 3.5:{{6}{8}:{{6}{} 10,000 6:1 0.55-0.85 0.09-0.14 2.5× Argymhellion Ymarferol ar gyfer Gwasanaeth Clorid Uchel-

Rhaid i'r cyfyngiadau gwaith oer a ystyriaeth dylunio a ganlyn fod yn berthnasol ar gyfer gwresogyddion caeedig 316L mewn dŵr Cl⁻ 5,000 ppm ar 50 gradd .

Bywyd Gwasanaeth a Ddymunir, blynyddoedd Uchafswm Gwaith Oer ar gyfer Rheoli Pytiau, Cymhareb Uchaf a Ganiateir o Fanyleb AnisotropyCynhyrchu Awgrymwyd Annelio neu olau wedi'i dynnu 5-8 10-15 2.0:1 Lluniad ysgafn, rhyddhau straen 3-5 15-20 (ni argymhellir) 8<10 1.5:1316L not appropriate, duplex 2205 3.0:1 Upgrade to 316L with electropolish <3 >20 >4.0:1
Gwirio Risg Tyllu

Mae dwy ffordd o wirio ar gyfer prynwyr sydd â chyfyngiadau manwl gywir ar osod anisotropi. Y cyntaf yw gwerthusiad metallograffig o gymhareb agwedd grawn ar adran hydredol. Derbyn: Cymhareb agwedd grawn<4:1 (<15-18% cold work) for 5000 ppm Cl- service. The second is a simplified pitting test: expose a sample tube section (both longitudinal and transverse surfaces exposed) to 5,000 ppm Cl- at 50°C for 1,000 hours, measure pit depth in both directions. Acceptance: anisotropy ratio < 2.5:1.

Casgliad: Mae'r Fanyleb yn Cyfyngu ar Waith Oer i Reoli Anisotropi Tyllu

For 316L stainless steel heater sheaths in 5,000 ppm Cl- water at 50°C, grain aspect ratios >4:1 and MnS stringer lengths >30-50 µm are seen with preceding cold work >15-20%, gan arwain at ymlediad tyllu anisotropig gyda chyfraddau hydredol 3-5 × yn gyflymach na chyfraddau traws. Mae'r anisotropi hwn yn effeithio ar fywyd gwasanaeth effeithiol 30-50% o'i gymharu â deunydd anelio. Mae'n ofynnol i'r peirianwyr sy'n nodi gwain 316L ar gyfer gweithredu mewn amgylcheddau clorid uchel gyfyngu ar waith oer blaenorol i<10-15% (grain aspect ratio <3:1) to ensure pitting isotropy is acceptable. Cold work >Mae 15-20% angen anelio lluniadu postio ar gyfer ailgrisialu'r strwythur grawn a dileu anisotropi. Mae'r model a ddisgrifir yma yn cyfateb i ganran y gwaith oer i gymhareb anisotropi tyllu ac amser trydylliad yn 5,000 ppm Cl- ar 50 gradd, gan ganiatáu i'r cwsmer ddewis gostyngiadau lluniadu na fydd yn achosi methiant tyllu hydredol cynnar.