Mewn system amddiffyn cathodig dŵr môr 90 gradd, mae gwresogyddion titaniwm yn destun ymosodiad cyrydol ac embrittlement hydrogen. Mae'r toe weldio yn ardal o grynodiad straen uchel. Gan fod-cymalau wedi'u weldio â ffactor crynodiad straen (SCF) o 3–5, tra bod bysedd traed weldio caboledig yn lleihau'r SCF i lai na 1.2. Mae'r SCF uwch yn ymhelaethu ar straen tynnol, gan hybu cracio a achosir gan hydrogen a dechrau crac blinder. Mae lleihau'r SCF trwy sgleinio yn ymestyn bywyd y gwasanaeth gan ffactor o 5. Gwelir y gwelliant yn y wain titaniwm a'r wifren gwrthiant y tu mewn.

Y Mecanwaith Crynodiad Straen Dylanwad Ffactor ar Fywyd Blinder

Mewn cymal wedi'i weldio, mae'r bysedd traed weldio yn gweithredu fel rhicyn sy'n canolbwyntio straen cymhwysol a gweddilliol. Y straen effeithiol ar y blaen weldio yw σ_max=SCF × σ_nominal. Ar gyfer uniad sydd wedi'i weldio â SCF=4, mae straen enwol o 50 MPa yn cynhyrchu straen lleol o 200 MPa, sy'n agosáu at gryfder cnwd titaniwm Gradd 2. Ar gyfer cymal caboledig gyda SCF=1.2, mae'r un straen nominal yn cynhyrchu straen lleol o 60 MPa yn unig. Mewn system amddiffyn cathodig, cynhyrchir atomau hydrogen ar yr wyneb titaniwm. Mae straen tynnol yn tynnu hydrogen i'r ardal lle mae'r straen triaxial mwyaf ar y blaen weldio, lle mae hydridau'n dyddodi a chraciau yn cychwyn. Mae SCF is yn lleihau'r grym gyrru ar gyfer cronni hydrogen.

Blinder Meintiol Bywyd fel Swyddogaeth o Gyflwr Weld Toe

Mae profion llwytho cylchol rheoledig mewn dŵr môr 90 gradd gyda diogelwch cathodig ar - 0.85 V vs. Ag/AgCl wedi sefydlu'r bywydau blinder canlynol ar gyfer cymalau weldio titaniwm Gradd 2. Ar gyfer uniad sydd wedi'i weldio â rhicyn miniog (SCF 4–5), mae'r cylchoedd cychwyn cracio yn 10,000–30,000, a'r oes o'i gymharu ag ag y{14}}wedi'i weldio yw 1.0. Ar gyfer uniad sydd wedi'i weldio â geometreg gyfartalog (SCF 3–4), y cylchoedd yw 20,000–50,000, a'r oes gymharol yw 1.5. Ar gyfer uniad llyfn daear (SCF 1.5-2), y cylchoedd yw 50,000-150,000, a'r oes gymharol yw 3.0. Ar gyfer cymal wedi'i sgleinio'n fecanyddol (SCF 1.2-1.5), y cylchoedd yw 80,000-200,000, a'r oes gymharol yw 4.0. Ar gyfer cymal electropolished gyda SCF o dan 1.2, mae'r cylchoedd yn 150,000-300,000, ac mae'r bywyd cymharol 5-7 gwaith yn fwy na'r cyflwr wedi'i weldio.

Dylanwad Potensial Amddiffyn Cathodig ar Sensitifrwydd SCF

Mae budd caboli yn cynyddu wrth i'r potensial amddiffyn cathodig ddod yn fwy negyddol (mwy amddiffynnol). Yn -0.80 V vs. Ag/AgCl, y bywyd fel-weldio yw 100,000–200,000 o gylchredau, y bywyd caboledig yw 500,000–1,000,000 o gylchredau, a'r gymhareb bywyd yw 5. Ar - 0.83 V, y bywyd wedi'i weldio yw'r bywyd wedi'i weldio. 30,000-60,000 o gylchoedd, mae'r bywyd caboledig yn 150,000-300,000 o gylchoedd, ac mae'r gymhareb yn parhau i fod yn 5. Ar -0.90 V, mae'r bywyd wedi'i weldio yn 10,000-20,000 o gylchoedd, y bywyd caboledig yw 50,000-300,000, a'r gymhareb V. -05 yw 50,000-105, a'r gymhareb V. y bywyd fel-weldio yw 5,000-10,000 o gylchoedd, mae'r bywyd caboledig yn 25,000-50,000 o gylchoedd, a'r gymhareb yw 5. Mae'r gwelliant cyson 5 × yn dangos bod caboli yn mynd i'r afael â'r mecanwaith canolbwyntio straen sylfaenol yn annibynnol ar y bywyd absoliwt.

Canllaw Gorffen Weld Toe ar gyfer y Gwasanaeth Amddiffyn Cathodig

Mae'r tabl canlynol yn darparu argymhellion ar gyfer gorffeniad blaen weldio ar gyfer gwresogyddion titaniwm mewn systemau amddiffyn cathodig dŵr môr 90 gradd, yn seiliedig ar ofynion bywyd cylchol disgwyliedig.

Peirianneg Y Tu Hwnt i Gorffen Toe Weld

Mae gradd titaniwm yn effeithio ar ymwrthedd blinder yn annibynnol ar SCF. Mae gan Radd 7 sensitifrwydd SCF tebyg ond cryfder blinder cynhenid ​​uwch oherwydd cyfoethogiad palladiwm. Mae trwch wal yn dylanwadu ar y straen enwol ar gyfer llwyth penodol; mae gan wal 2.0 mm straen is na wal 1.0 mm am yr un foment blygu. Mae siâp atgyfnerthu weldio yn bwysig; mae trawsnewidiad llyfn gyda radiws mwy na 3 mm yn lleihau SCF yn fwy na malu yn unig. Mae anelio lleddfu straen ar ôl-weldio ar 540 gradd am 30 munud yn lleihau straen gweddilliol 60–80%, gan wella bywyd blinder ymhellach. Dylid rheoli'r potensial amddiffyn cathodig i -0.80 i -0.85 V, heb fod yn fwy negyddol, er mwyn lleihau esblygiad hydrogen.

Gwneud Manyleb Gwybodus

For a titanium immersion heater in 90°C seawater cathodic protection service, specify that all weld toes be electropolished to achieve a stress concentration factor below 1.2. Require profilometer measurements to verify that the weld toe radius exceeds 3 mm. For existing heaters with as-welded joints, add a stress relief anneal and grind the weld toes smooth. During operation, inspect the weld area annually using dye penetrant; if cracks are detected, regrind and repolish. By reducing the stress concentration factor from >3 i<1.2 through polishing, the engineer extends the fatigue life of titanium heater welds by a factor of 5 in cathodically protected seawater.