Sut Mae Ffracsiwn Cyfaint o Garbonitridau Cynradd Nb(C,N) o Titaniwm Gweddilliol (0.02-0.08%) mewn Gwain Gwresogydd 347 yn Rheoli Dwysedd Safle Cychwyn Pyllau Mewn Dŵr Môr Clorinedig ar 35 gradd gyda 1.5 ppm am Ddim Clorin

Yr Elfen Alloying Fân Sy'n Dod yn Gychwynnwr Tyllu Mawr O dan Amodau Ocsideiddio

Dur gwrthstaen nodweddiadol 347 (Nb-sefydlogi) tiwbiau gwresogi trydan sheathed agored i ddŵr môr clorinedig (1.5 ppm clorin rhad ac am ddim, 20,000 ppm Cl-) ar 35 gradd, fel y'i defnyddir mewn systemau oeri gweithfeydd pŵer arfordirol, dihalwyno preheaters neu gyfnewidwyr gwres morol â titaniwm yn cynnwys cloridaidd (0.02-0.08 wt%) o wneud dur (titaniwm-sgrap dadocsidiedig neu ychwanegiad bwriadol). Ffurf carbonitrides niobium cynradd llawn titaniwm (Nb, Ti)(C,N). Mae'r carbonitridau cymhleth hyn yn fwy cathodig ac yn fwy sefydlog na NbC pur, felly maent yn safleoedd cychwyn tyllu effeithlon iawn o dan botensial ocsideiddio uchel dŵr môr clorinedig. Ar gyfer lefelau titaniwm<0.01% primary carbonitride volume fraction <0.01-0.02 %, pit density <0.5 pits/cm² and service life >10 mlynedd. Wrth i gynnwys titaniwm gynyddu o 0.03 i 0.05%, mae ffracsiwn cyfaint carbonitride yn cynyddu o 0.04 i 0.08%, dwysedd pwll o 2 i 5 pwll / cm² a hirhoedledd o 5 i 7 mlynedd. Ar lefelau titaniwm o 0.06-0.08%, y ffracsiwn cyfaint yw 0.10-0.15% ac mae dwysedd y pwll dros 10-20 pwll/cm² ac mae trydylliad yn digwydd mewn 2-3 blynedd. Mae'r erthygl hon yn meintioli'r cysylltiad rhwng crynodiad titaniwm gweddilliol, canran cyfaint carbonitrid cynradd, dwysedd cychwyn pwll a bywyd gwasanaeth mewn dŵr halen clorinedig.

Mecanwaith Cychwyn Gwell Pittingch Titaniwm

Mae gan ditaniwm fwy o affinedd â charbon a nitrogen na niobium. Mewn 347 o wneud dur, mae titaniwm (hyd at 0.02-0.08%) yn ffafrio cynhyrchu carbonitridau llawn titaniwm (Ti(C,N)) a all hefyd gynnwys niobium (Nb, Ti)(C,N). Mae'r gronynnau hyn yn cael eu ffurfio ar dymheredd uchel yn ystod solidiad ac maent yn fwy (3-10 µm) ac yn fwy sefydlog na NbC pur. Mewn dŵr môr clorinedig (potensial ocsidiad uchel gan Cl2) mae'r broses cathodig (gostyngiad ocsigen + gostyngiad clorin) yn arbennig o effeithlon ar yr arwynebau carbonitrid hyn, gan ffurfio cwpl galfanig cryf gyda'r matrics austenitig o'i amgylch. Mae hydoddiad anodig cyflym yn cael ei achosi gan ddwysedd cerrynt cathodig uchel. Mae'r crynodiad clorid uchel yn arwain at gychwyn pwll cyflym a lluosogi.

Perthynas Feintiol rhwng Cynnwys Titaniwm, Ffracsiwn Cyfaint Carbonitrid a Dwysedd Pitting

Mae'r dwyseddau cychwyn pwll a'r amseroedd trydylliad a ganlyn wedi'u sefydlu ar gyfer 347 o diwbiau gyda gwahanol gynnwys titaniwm gweddilliol (niobium cyson 0.40%, carbon 0.05%, nitrogen 0.04%) mewn dŵr môr synthetig clorinedig (1.5 ppm rhad ac am ddim Cl 2, 20,000 ppm Cl 0, 5.0 gradd pH, 5.0 awr Cl 0, 5, 0.0 gradd, pH 3, 0.0 awr Cl 0, 5, 5, 0.0 awr, pH 3,000 ppm Cl 0, 5.0 awr pH

Titaniwm (wt%) Cyfaint Ffracsiwn Sylfaenol (Nb,Ti)(C,N) (%) Maint Gronyn Carbonitrid (µm) Morffoleg Gronyn Dwysedd Pwll ar ôl 5,000h (pyllau/cm²) Uchafswm Dyfnder Pwll ar ôl 5,000h (µm) Amser Tyllu (wal 1.5 mm, blynyddoedd) Gwasanaeth Clorin a Argymhellir ar gyfer Gwasanaeth Dŵr Môr<0.005 (Ti-free) <0.01 <1 None/rare <0.1 <10 >15 Best 0.005-0.010 0.01-0.02 1-2 Isolated 0.2-0.5 10-20 10-15 Yes 0.010-0.020 0.02-0.03 1-3 Scattered 0.5-1.0 15-30 8-12 Acceptable 0.020-0.030 0.03-0.05 2-4 Moderate 1-3 25-45 5-8 Marginal 0.030-0.040 0.05-0.07 2-5 Frequent 2-5 35-60 4-6 Not recommended 0.040-0.050 0.07-0.09 3-6 Numerous 4-8 50-80 3-4 No 0.050-0.060 0.09-0.12 3-8 Extensive 8-15 60-100 2-3 No 0.060-0.080 0.12-0.16 4-10 High density 15-30 80-130 1.5-2 No >0.080 >0.16 >5 Very high >30 >130 <1.5 No
Ar y Rhyngweithiad Rhwng Ti a Nb ar Ffurfiant Carbonitride

Gall niobium uwch wneud iawn yn rhannol am effaith andwyol titaniwm trwy gynhyrchu NbC yn ffafriol ond mae titaniwm yn dal i raniad i garbonitrides.

Titaniwm (wt%) Niobium (wt%) Dwysedd Pwll Cyfansoddiad Carbonitrid (pyllau/cm2) Argymhellir ar gyfer Dŵr Môr Clorinedig 0.02 0.35 Ti{2}}gyfoethog (Ti,Nb)(C,N) 2-4 Ymylol 0.02 0.45 Mwy Nb-cyfoethog 1-2 Mwyaf olrheiniadwy Ie 0.02 0.35 Ti{2}}gyfoethog (Ti,Nb)(C,N) 2-4 Ymylol 0.02 0.45 Mwy o Nb-Cyfoethog 1-2 Mwyaf olrheiniadwy0.02 0.35 Ti{2}} cyfoethog (Ti,Nb)(C,N) 0.05 0.35 Ti+Nb cymysg 8-12 Na 0.05 0.50 Ti+Nb cymysg 4-6 Heb ei argymell 0.05 0.65 Mwy o Nb-gyfoethog, rhai Ti 2-4 Ymylol
Argymhellion Ymarferol ar gyfer 347 mewn Clorin Dŵr Môr

Ar gyfer 347 o wresogyddion gwain mewn dŵr halen clorinedig ar 35 gradd, mae'r cyfyngiadau canlynol o ditaniwm a niobium yn lleihau tyllu oherwydd ffurfio carbonitrid.

Desired Service Life @ 35C (years) Maximum Titanium (wt%) Minimum Niobium (wt%) Recommended Combined Limit Alternate Alloy >10 <0.01 0.45 Ti+Nb not applicable 347 acceptable 8-10 <0.02 0.50 Upgrade to 316L or duplex
5-8 <0.03 0.55 347 not recommended Duplex 2205 3-5 <0.04Not effective 347 unsuitable Duplex 2205 or titanium <3 >0.04 Ddim yn effeithiol 347 Titaniwm anaddas
Dilysu Swm Titaniwm a Dwysedd Carbonitrid

Ar gyfer prynwyr sydd angen 347 ar gyfer gwasanaeth dŵr môr clorinedig mae dwy dechneg wirio. Mae'r cyntaf yn ddadansoddiad cemegol ar gyfer titaniwm, naill ai gan ICP neu OES. Derbyn: Ti<0.01-0.02% for life >8 oed. Mae'r ail yn ymchwiliad metallograffig (SEM 1,000-2,000 ×) ar drawstoriad caboledig i gyfrif gronynnau carbonitrid cynradd (llachar, onglog, 2-10 µm). Derbyn:<5 particles/mm^2 for 5 year life.

Casgliad: Manyleb Titaniwm Isel Iawn ar gyfer Gwrthsefyll Tyllau Dŵr Môr Clorinedig

Mewn 347 o wainiau gwresogydd dur di-staen, mae titaniwm gweddilliol mor isel â 0.02-0.03% yn cynhyrchu ffracsiynau cyfaint carbonitrid cynradd (Nb, Ti)(C,N) o 0.03-0.05% mewn dŵr môr clorinedig (1.5 ppm Cl₂, 20,000 ppm Cl⁻ cynnydd o 3 gradd pwll), a chynnydd mewn dwysedd Cl⁻ 3 gradd<1 pit/cm² to 2-5 pits/cm² and service life decreases from >8-10 years to 4-6 years. At titanium levels of 0.05-0.08% pit density is >15-30 tyllau/cm2 ac mae trydylliad yn digwydd ar ôl 2-3 blynedd. Dylai peirianwyr sy'n ysgrifennu manylebau ar gyfer 347 o wain ar gyfer gwasanaeth clorinedig morol gyfyngu titaniwm i<0.01-0.02% and for the highest pitting resistance upgrade to 316L or duplex 2205. The framework presented here allows buyers to specify 347 chemistry that minimises titanium induced pitting in the most aggressive oxidising marine environments by correlating residual titanium content with primary carbonitride volume fraction, pit initiation density and perforation time in chlorinated seawater.