Kā primāro Nb(C,N) karbonitrīdu tilpuma daļa no atlikušā titāna (0,02–0,08%) 347 sildītāja apvalkā kontrolē punktveida veidošanās vietas blīvumu hlorētā jūras ūdenī 35 grādu temperatūrā ar 1,5 ppm brīvā hlora

Neliels sakausējuma elements, kas kļūst par galveno bedru veidošanās ierosinātāju oksidācijas apstākļos

Tipiskas 347. nerūsējošā tērauda (Nb-stabilizētas) elektriskās sildīšanas caurules ar apvalku, kas pakļautas hlorēta jūras ūdens iedarbībai (1,5 ppm brīvs hlors, 20 000 ppm Cl-) 35 grādos, ko izmanto piekrastes spēkstaciju dzesēšanas sistēmās, atsāļošanas priekšsildītājos, kas satur hlortīnu vai marīnu. (0,02-0,08 masas %) no tērauda ražošanas (titāna -deoksidēti lūžņi vai tīša pievienošana). Veidojas primāri ar titānu bagāti niobija karbonitrīdi (Nb,Ti)(C,N). Šie sarežģītie karbonitrīdi ir katodiskāki un stabilāki nekā tīrs NbC, tāpēc tie ir ļoti efektīvas bedrīšu iniciācijas vietas ar augstu hlorēta jūras ūdens oksidācijas potenciālu. Titāna līmenim<0.01% primary carbonitride volume fraction <0.01-0.02 %, pit density <0.5 pits/cm² and service life >10 gadi. Palielinoties titāna saturam no 0,03 līdz 0,05%, karbonitrīda tilpuma daļa palielinās no 0,04 līdz 0,08%, bedres blīvums no 2 līdz 5 bedrēm/cm² un ilgmūžība no 5 līdz 7 gadiem. Ja titāna līmenis ir 0,06-0,08%, tilpuma daļa ir 0,10-0,15%, bedres blīvums pārsniedz 10-20 bedrītes/cm², un perforācija notiek 2-3 gadu laikā. Šajā rakstā ir noteikta saikne starp atlikušo titāna koncentrāciju, primārā karbonitrīda tilpuma procentuālo daudzumu, bedres ierosināšanas blīvumu un kalpošanas laiku hlorētā sālsūdenī.

Titāna pastiprināta sliekšņa ierosināšanas mehānisms

Titānam ir lielāka afinitāte pret oglekli un slāpekli nekā niobijam. 347 tērauda ražošanā titāns (līdz 0,02-0,08%) galvenokārt ražo ar titānu bagātus karbonitrīdus (Ti(C,N)), kas var saturēt arī niobiju (Nb,Ti)(C,N). Šīs daļiņas veidojas augstā temperatūrā cietēšanas laikā un ir lielākas (3-10 µm) un stabilākas nekā tīrs NbC. Hlorētā jūras ūdenī (augsts oksidācijas potenciāls ar Cl2) katoda process (skābekļa reducēšana + hlora reducēšana) ir īpaši efektīvs uz šīm karbonitrīda virsmām, tādējādi veidojot spēcīgu galvanisku pāri ar apkārtējo austenīta matricu. Ātru anoda izšķīšanu izraisa augsts katoda strāvas blīvums. Augsta hlorīda koncentrācija izraisa ātru bedres sākšanos un izplatīšanos.

Kvantitatīvā saistība starp titāna saturu, karbonitrīda tilpuma daļu un punktveida blīvumu

347 caurulēm ar dažādu atlikuma titāna saturu (pastāvīgais niobijs 0,40%, ogleklis 0,05%, slāpeklis 0,04%) hlorētā sintētiskā jūras ūdenī (1,5 ppm brīvs Cl 2, 1,5 ppm brīvs Cl 2, ppm Cl0, pH 20,00 grādi) ir noteikti šādi bedrīšu iniciācijas blīvumi un perforācijas laiki. 5000 stundas.

Titāna (masas%) Primārās (Nb,Ti) (C,N) (%) tilpuma daļa Karbonitrīda daļiņu izmērs (µm) Daļiņu morfoloģija Bedres blīvums pēc 5000 h (bedres/cm²) Maksimālais bedres dziļums pēc 5000 h (µm) Laiks līdz 5 mm sienai, 3 gadi. Hlorēta jūras ūdens pakalpojums<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
Par mijiedarbību starp Ti un Nb uz karbonitrīda veidošanos

Lielāks niobijs var daļēji kompensēt titāna nelabvēlīgo ietekmi, galvenokārt ražojot NbC, bet titāns joprojām sadalās karbonitrīdos.

Titāns (mas.%) Niobijs (mas.%) Karbonitrīda sastāvs Bedres blīvums (bedres/cm2) Ieteicamais hlorētam jūras ūdenim 0.02 0.35 Ti-bagāts (Ti,Nb)(C,N) 2-4 Margināls 0.02 0.45 Vairāk Nb{17}}pieņemams} Visvairāk -pieņemams}1-Tib 0,5-1 Jā 0.05 0.35 Ti+Nb jaukts 8-12 Nē 0.05 0.50 Ti+Nb jaukts 4-6 Nav ieteicams 0.05 0.65 Vairāk Nb bagāts, daži Ti 2-4 Margināls
Praktiski ieteikumi 347 jūras ūdens hloram

347 apvalkotajiem sildītājiem hlorētā sālsūdenī 35 grādu temperatūrā tālāk norādītie titāna un niobija ierobežojumi samazina karbonitrīda veidošanās radīto bedrīšu veidošanos.

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 Neefektīvs 347 Nepiemērots Titāns
Titāna daudzuma un karbonitrīda blīvuma pārbaude

Pircējiem, kuriem ir nepieciešami 347 hlorēta jūras ūdens pakalpojumam, ir divas pārbaudes metodes. Pirmā ir titāna ķīmiskā analīze, izmantojot ICP vai OES. Pieņemšana: Ti<0.01-0.02% for life >8 gadi Otrais ir metalogrāfisks (SEM 1000-2000×) pulēta šķērsgriezuma pētījums, lai saskaitītu primārās karbonitrīda daļiņas (spilgtas, leņķiskas, 2–10 µm). Pieņemšana:<5 particles/mm^2 for 5 year life.

Secinājums: īpaši{0}}zema titāna satura specifikācija hlorēta jūras ūdens izturībai

347 nerūsējošā tērauda sildītāju apvalkos titāna atlikums līdz 0,02-0,03% veido primārās (Nb,Ti)(C,N) karbonitrīda tilpuma frakcijas 0,03-0,05% hlorētā jūras ūdenī (1,5 ppm Cl₂, 20 ppm, 0,00 ppm). bedres blīvums palielinās no<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 bedres/cm2 un perforācija notiek pēc 2-3 gadiem. Inženieriem, kas raksta specifikācijas 347 apvalkiem jūras hlorētai lietošanai, jāierobežo titāns līdz<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.