Kā iepriekšējā aukstuma darba procentuālā daļa no pilota caurules samazināšanas 316 l sildītāja apvalkā kontrolē punktveida izplatīšanās ātruma anizotropiju garenvirzienā pret šķērsvirzieniem 5000 ppm hlorīda ūdenī 50 grādos

Mikrostrukturālā izlīdzināšana deformācijas dēļ un tās ietekme uz bedres ģeometriju

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, ti, bedres izplatās 5 reizes ātrāk pa caurules asi nekā ap apkārtmēru. Šī anizotropija var izraisīt priekšlaicīgu garenisku perforāciju pat ar ievērojamu vidējo sienas zudumu 5000 ppm hlorīda ūdenī 50 grādu temperatūrā. Šajā pētījumā ir kvantitatīvi noteikta saistība starp aukstā darba procentiem, anizotropijas koeficientu un efektīvu kalpošanas laiku.

Anizotropās bedres izplatīšanās mehānisms

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% auksts darbs). Otrkārt, mangāna sulfīda (MnS) ieslēgumi, kas ir galvenās bedres ierosināšanas vietas, izaug virknēs, kas orientētas paralēli caurules asij. Treškārt, deformācijas joslas un dislokācijas šūnas ir izlīdzinātas gareniski. Kad bedre ir uzsākta, tā galvenokārt izplatās pa šīm izlīdzinātajām iezīmēm. Bedre var migrēt lielos garumos pa garenvirziena asi bez graudu robežām vai ieslēguma brīvajām zonām. Šķērsvirzienā bedrei jāpārgriežas pāri graudu robežām un ieslēguma virknēm, palēninot izplatīšanos.

Aukstā darba un punktveida anizotropijas korelācijas kvantitatīva noteikšana

Sekojošas anizotropijas attiecības ir noteiktas no kontrolētas aukstās vilkšanas 316 L caurules (pilnībā atkvēlināts sākums, 2,2% Mo, 0,02% C) līdz dažādiem samazinājuma procentiem, kam sekoja iegremdēšanas pārbaude 5000 ppm Cl -ūdenī (pH 7,0, aerēts) 5,00 stundu dziļumā 5,0 0 0. garenvirziena (paralēli asij) un šķērsvirzienā (apkārtmērā).

Aukstā apstrāde (%) Graudu malu attiecība (garums: platums) MnS Stringera garums (mm) Garenvirziena bedres izplatīšanās ātrums (mm/gadā) Šķērsvirziena bedres augšanas ātrums (mm/gadā) Anizotropijas attiecība (garums/Trans) Laiks līdz atkārtotai perforācijai garenvirzienā (1,5 mm paredzētais šķērssiena, gadi) 5000 ppm Cl^-, 50 grādi Serviss 0 (atlaidināts) 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 Nr
Hlorīda koncentrācijas ietekme uz anizotropijas pakāpi

Hlorīda satura palielināšanās vairāk uzlabo garenisko izplatīšanos nekā šķērsvirziena izplatīšanos un līdz ar to arī anizotropijas attiecību.

Hlorīda saturs (ppm) anizotropijas attiecība pie 20% aukstā darba ātruma garenvirzienā (mm/an) šķērsvirzienā (mm/gadā) efektīvais kalpošanas laika samazināšanas koeficients (garenvirzienā) 1, 000 2.5:1 0.20-0.30 0.08-0.12 1.0× (bāzes līnija) 3,000 3.5}:{{}{8×5,{}{8× 10,000 6:1 0.55-0.85 0.09-0.14 2.5× Praktiski ieteikumi augsta-hlorīda pakalpojumam

Tālāk minētie aukstā darba un konstrukcijas apsvērumu ierobežojumi attiecas uz 316 l apvalkotajiem sildītājiem 5000 ppm Cl⁻ ūdenī 50 grādu temperatūrā.

Vēlamais kalpošanas laiks, gadi Maksimālais aukstuma darbs caurumu kontrolei, % maksimālā pieļaujamā anizotropijas attiecība Produkcijas specifikācija Ieteicamā rūdīta vai gaiša vilkšana 5-8 10-15 2.0:1 Gaismas vilkšana, slodzes atbrīvošana 3-5 15-20 (nav ieteicams) 8<10 1.5:1316L not appropriate, duplex 2205 3.0:1 Upgrade to 316L with electropolish <3 >20 >4.0:1
Pitting riska pārbaude

Pircējiem ir divi verifikācijas veidi ar precīziem punktveida anizotropijas ierobežojumiem. Pirmais ir graudu malu attiecības metalogrāfiskais novērtējums garengriezumā. Pieņemšana: graudu malu attiecība<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.

Secinājums: specifikācija ierobežo aukstu darbu, lai kontrolētu punktveida anizotropiju

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%, kā rezultātā notiek anizotropa punktveida izplatīšanās ar garenvirziena ātrumu 3–5 reizi ātrāk nekā šķērsvirzienā. Šī anizotropija ietekmē efektīvo kalpošanas laiku par 30–50%, salīdzinot ar atkausētu materiālu. Inženieriem, kas nosaka 316 L apvalkus darbam vidē ar augstu hlorīda saturu, ir jāierobežo iepriekšējais aukstuma darbs līdz<10-15% (grain aspect ratio <3:1) to ensure pitting isotropy is acceptable. Cold work >15-20% nepieciešama pēc-rasēšanas atkausēšana, lai pārkristalizētu graudu struktūru un novērstu anizotropiju. Šeit aprakstītais modelis korelē aukstā darba procentuālo daļu ar punktveida anizotropijas attiecību un perforācijas laiku 5000 ppm Cl- pie 50 grādiem, ļaujot klientam izvēlēties zīmējuma samazinājumus, kas neizraisīs agrīnu garenvirziena bedrīšu bojājumu.