O dan yr hyn y mae Gwerth Straen Gweddilliol Tynnol Penodol yn Ei Wneud 316 Gwain Gwresogydd Dur Di-staen Trawsnewid o Goddefol i Gychwyniad Crac mewn Dŵr Clorid 500 ppm ar Wasanaeth Amgylchynol 25 gradd

Straen Trothwy ar gyfer Clorid SCC ar Tymheredd Ystafell

Yn achos 316 o diwbiau gwresogi trydan wedi'u gorchuddio â dur di-staen mewn dŵr sy'n dwyn clorid ar dymheredd amgylchynol (25 gradd) mewn cymwysiadau megis tanciau storio heb eu gwresogi, systemau cylchrediad dŵr oer neu offer tymhorol, ystyrir bod y risg o gracio cyrydiad straen clorid (SCC) yn isel yn gyffredinol, gan fod SCC o ddur di-staen austenitig yn gyffredinol yn gofyn am uwch na 60 gradd. Fodd bynnag, mae methiannau maes dilynol ac arbrofion labordy wedi dangos y gall 316 gracio ar 25 gradd mewn dŵr clorid 500 ppm ym mhresenoldeb straen gweddilliol tynnol digonol, ond mae'r straen trothwy yn llawer uwch nag ar dymheredd uchel. Y paramedr allweddol yw'r straen tynnol gweddilliol o weithgynhyrchu (arlunio, plygu, sythu) ynghyd ag unrhyw straen ychwanegol. Ar 25{deg}C, nid yw cracio yn cael ei arsylwi o dan straen trothwy ar tua 80-90% o gryfder cnwd y deunydd (165-185 MPa ar gyfer y 316 annealed gyda 205 MPa o straen cnwd). Os yw'r straen yn fwy na'r lefel hon, mae craciau'n datblygu ar ôl cyfnodau sefydlu hir (6 mis i 2 flynedd) ac yn tyfu'n araf, gyda methiant yn digwydd ar ôl 2-5 mlynedd. Mae'r erthygl hon yn darparu'r trothwy SCC tymheredd ystafell o 316 gwain mewn dŵr clorid 500 ppm.

Mecanwaith Tymheredd Isel-SCC

Mae angen tri chyflwr ar gyfer SCC o 316 o ddur di-staen mewn clorid: microstrwythur agored (sy'n cynnwys rhywfaint o waith oer fel arfer), straen tynnol parhaus ac ïonau clorid. Ar dymheredd uchel (80-150 gradd) mae SCC o ganlyniad i gludo clorid cyflym, cyfraddau ail-oddefiad swrth a chemeg ymosodol ar flaen y crac. Ar 25 gradd nid yw'r egni actifadu ar gyfer SCC yn sero, ond mae'r cineteg yn sylweddol arafach. Y prif wahaniaeth yw bod y trothwy straen ar gyfer cracio yn cynyddu'n sylweddol wrth i'r tymheredd ostwng. Mae hyn oherwydd y cynnydd yng nghyfradd straen blaen torasgwrn critigol ar gyfer hydoddi gweithredol, sy'n gofyn am bwysau cymhwyso uwch. Annealed 316 ar 25C mewn 500 ppm Mae gan Cl- straen trothwy o tua 165-185 MPa (cynnyrch 80-90%). Mae gan 316 gwaith oer straen trothwy is gan fod gan y deunydd gryfder cnwd uwch ond hefyd dwysedd dadleoli uwch ac o bosibl rhywfaint o fartensite sy'n gweithredu fel safleoedd cychwyn crac.

25 gradd , 500 ppm clorid trothwyon pennu ar gyfer SCC

Sefydlwyd y perthnasoedd trothwy canlynol o brofion llwyth cyson o 316 o ddur di-staen (sbesimenau cylch U-tro a C{-) mewn dŵr clorid 500 ppm (pH 7.0, wedi'i awyru) ar 25 gradd am hyd at 24 mis (17,520 awr).

Cryfder Cynnyrch Cyflwr Materol (Gwrthbwyso 0.2%, MPa) 25 gradd SCC Trothwy Straen mewn 500 ppm Cl- (MPa)Trothwy fel % o Amser Cynnyrch i Glecio Cychwyn ar y Trothwy +10 % (oriau)Cyfradd Risg SCC – 25 gradd
Anelio llawn (<5% cold work) 205 165-185 80-90% >10,000 Hynod o isel
Gwaith oer ysgafn (10-15%) 280 200-230 70-80 % 5,000-10,000 Isel
Gwaith oer cymedrol (15-20%) 350 230-260 65-75 % 2,000-5,000 Cymedrol
Llafur oer trwm (20-25%) 420 250-280 60-70 % 1,000-2,000 Uchel
Extreme cold work (>25%) >480 <280 (absolute) <60% 500-1,000 Extreme
With residual stress >90% yield 205 >185 >90% 500-2,000 (yn dibynnu ar or-straen) Uchel
Trothwy tymheredd ystafell fel swyddogaeth crynodiad clorid

Mae'r straen trothwy yn cael ei leihau gyda chynnwys clorid cynyddol. Rhoddir straen trothwy ar gyfer 25 gradd aneled 316 fel swyddogaeth cynnwys clorid yn y tabl canlynol.

Crynhoad Clorid (ppm) Straen Trothwy ar gyfer SCC ar 25 gradd (MPa, anelio 316) Amser i Glecio Cychwyn ar y Trothwy +10 % (oriau)Terfyn Dylunio a Argymhellir<100 >205 (no cracking at yield) >50,000 (dim perygl) Anghyfyngedig
100-200 190-205 20,000-50,000 Risg isel iawn.
200-500 175-190 10,000-20,000 Derbyniol gyda rheoli straen gweddilliol
500-1000 160-175 5000-10000 Straen gweddilliol<70% yield needed 1000-2000 140-160 2000-5000Stress Relief Recommendations 2,000-5,000 110-140 1,000-2,000 316 Not recommended for continuous stress >5,000 <110 <1,000 316 Not recommended; upgrade alloy
Terfynau ymarferol ar straen gweddilliol ar gyfer gwasanaeth dŵr oer

Rhoddir terfynau straen gweddilliol uchaf ar gyfer 316 o wresogyddion gwain mewn clorid -sy'n cario dŵr (200 - 1,000 ppm) ar dymheredd amgylchynol (25 gradd ).

Crynodiad clorid (ppm) Uchafswm straen gweddilliol (MPa) ar gyfer bywyd 10-mlynedd Terfyn gwaith oer cyfatebol a Argymhellir Triniaeth Ôl-ffurfio<200 <205 (full yield) Any None Required
200-500 <150 <25% cold work None for straight portions
200-500 <120 (at bends) <15% extra bend stressStress alleviation for tight bends ( R/D<3)
500-1,000 <120 <15% cold work Stress relief 400oC 1 hr
500-1,000 <100 (at bends) <10% extra strainFull solution anneal after bending >1,000 <80 <5% cold work (just annealed) Full solution anneal necessary
Maes Canfod SCC ar dymheredd amgylchynol

Ar gyfer gwresogydd 316 sy'n methu mewn gwasanaeth clorid 25 gradd (200-1,000 ppm Cl-), bydd craciau SCC fel arfer yn datblygu ar ôl 1-3 blynedd o ddefnydd parhaus neu ysbeidiol. Mae'r holltau yn drawsgronynnog (trwy grawn) ac yn ganghennog, fel SCC tymheredd uchel ond yn aml yn fyrrach ac yn llai estynedig. Efallai y bydd yr arwyneb torri asgwrn yn dangos arwyddion o ymlediad crac graddol (marciau traeth) ac ychydig o gynnyrch cyrydiad. Yn aml mae'r tarddiad mewn safle o straen gweddilliol sylweddol: radiws allanol cromlin, adran wedi'i thynnu'n oer gyda gostyngiad sylweddol neu barth weldio yr effeithir arno gan wres. Pan fydd rhan a fethwyd yn cael ei fesur ar gyfer straen gweddilliol trwy ddifreithiant pelydr-X, mae'r gwerthoedd yn gyffredinol dros 150-180 MPa. Ar gyfer methiannau o'r fath, yr ateb yw gofyn am ryddhad straen ar ôl tro (400 gradd am 1 awr) ar gyfer pryniannau yn y dyfodol, gan leihau straen gweddilliol i lai na 100 MPa.

Achos Arbennig: Amlygiad Ysbeidiol yn erbyn Parhaus

Amlygiad ysbeidiol (cylchoedd sychu) ar dymheredd ystafell, mae cynnwys clorid yn cynyddu yn ystod sychu gan arwain at ffurfio SCC cyflymach. Efallai mai dim ond 500 ppm clorid y mae'r swmp dŵr yn ei weld. Fodd bynnag, gall gwresogydd y caniateir iddo sychu o bryd i'w gilydd fod â chrynodiadau clorid arwyneb o 5,000-10,000 ppm ar y llinell ddŵr gan leihau'r straen trothwy. Ar gyfer gwasanaeth ysbeidiol bydd y straen gweddilliol a ganiateir yn hanner yr hyn ar gyfer trochi parhaus.

Casgliad: Rheoli Straen Gweddilliol ar gyfer Gwasanaeth Clorid Amgylchynol

Canfuwyd bod SCC mewn 316 o wresogyddion amgaeedig dur gwrthstaen mewn dŵr clorid 500 ppm ar 25 gradd yn digwydd pan oedd y straen gweddilliol tynnol parhaus yn fwy na thua 165-185 MPa (80-90% o'r cynnyrch ar gyfer deunydd anelio). Mae'r trothwy ar gyfer hyn yn uchel, ond gall straen gweddilliol lleol o waith oer (plygu, lluniadu ac ati) fod yn fwy na 200-300 MPa, sy'n ddigon i achosi cracio ar dymheredd ystafell ar ôl 1-3 blynedd. Ar gyfer gweithredu mewn cloridau ar dymheredd ystafell, rhaid i beirianwyr sy'n dewis 316 gwain ystyried rhyddhad straen ar ôl ffurfio (400-450 gradd , 1 awr) i leihau straen gweddilliol pan fo clorid yn fwy na 500 ppm neu pan fydd troadau'n dynnach nag R/D=3. Ar gyfer lefelau clorid dros 1,000 ppm, hydoddiant graddedig llawn i fyny 2 i 25 gradd deuol yn cael ei awgrymu. Mae'r dull a gynigir yma yn cysylltu straen gweddilliol â throthwyon mesuradwy SCC ar dymheredd ystafell, gan alluogi prynwyr i archebu 316 o wain sy'n gwrthsefyll cracio clorid hyd yn oed mewn gwasanaeth heb ei gynhesu.