Pie kādas īpašas laika un temperatūras kombinācijas sensibilizācijas diapazonā (500 grādi līdz 800 grādi) 316 L sildītāja apvalka caurule attīsta nosakāmu starpgranulāru uzbrukumu ASTM A262 praksē E

Time-Temperature-Sensitization (TTS) Diagram of Low-Carbon 316 316L stainless steel sheathed electric heating tubes exposed to elevated temperature during manufacturing (e.g. welding, brazing or stress relief) or during service (e.g. thermal cycling in the sensitisation range) require a time-temperature combination to develop detectable intergranular corrosion (IGC) in the ASTM A262 Practice E test (copper-copper sulfate-sulfuric acid) that is significantly longer than for standard 316 due to the lower carbon content (0.03%). 316L nevertheless is not immune to sensitisation, it only takes longer times or higher temperatures in the 550-750'C range to precipitate sufficient chromium carbides so as to form a continuous chromium deficient network. The nose of the TTS curve for 316L is around about 650-700°C where after 100-200 hours sensitisation is apparent (change from "step" to "ditch" structure in Practice A, or cracking in Practice E). At 600°C, 500-1,000 hours are needed for sensitisation; at 750°C, 50-100 hours; at 550°C, >2000 stundas. Laika-temperatūras-sensibilizācijas attiecība ir noteikta 316 l sildītāja apvalkiem. Tas ļauj novērtēt risku, kas saistīts ar metināšanas karstuma ietekmētām zonām vai ilgstošu ekspluatācijas iedarbību. Zema oglekļa satura 316L sensibilizācijas mehānisms ir oglekļa difūzija līdz graudu robežām un ar hromu - bagātu karbīdu (Cr 23 C6) izgulsnēšanās. Oglekļa saturs ir samazināts līdz<0.03% and the amount of carbon available for precipitation is limited. However, if you leave it at temperature long enough, carbon atoms can still spread (particularly at dislocations and grain boundaries) and form carbides. The necessary prerequisite for the detection of intergranular corrosion is the creation of a continuous or very continuous chain of carbides at the grain boundaries which leads to the merging of the chromium-depleted zones. Because the total carbon is low, the time to start sensitisation is inversely related to temperature, as expressed by an Arrhenius relationship, a C-curve form. For 316L the nasal temperature (fastest sensitisation) is about 650-700°C. TTS Data for 316L (0.025% C) in ASTM A262 Practice E Controlled ageing of 316L tubing (0.025% C, 0.06% N, balance standard) in an isothermal environment at various temperatures followed by ASTM A262 Practice E testing (24-hour boil in copper-copper sulfate-sulfuric acid, then 180° bend) has produced the following onset times for detectable intergranular cracks. Ageing Temperature (℃)Practice A Practice E Practice A Practice E Time to First Detectable IGC Cracks Time to Continuous Grain Boundary Carbides (hours) (hours) Indicated time after which maximum exposure for sensitisation is recommended Avoidance 500 >5,000 (none identified) >10,000 Step 5,000 hours 5253,000-4,000 5,000-7,000 Step 3,000 550 1,500-2,500 3,000-5,000Dual → Step (after 2,500h) 1,500 hours 575 800-1,200 1,500-2,500 Dual 800 hours 600 400-800 800-1,500 Dual → Ditch (after 800h) 400 hours 625200-400 400-800 Ditch 200 h 100-200 650 200-500 675 100 hours Ditch80-150 150-300 Ditch 80 hours 700 50-100 100-200 Ditch 40 hours 50 hours 725 40-80 80-150 750 30-60 60-120 Ditch 30 hours 775 40-80 (onset slows)40 Ditch 80-150 800 80-150 (slower) 150-300 ditch → dual 80 hrs 850 200-400 (partial redissolution) 400-800 Dual → Step 200 hours The Effect of Carbon Content on Location of TTS Curve The time to sensitisation is roughly inversely proportional to the carbon amount. Less carbon means longer safe exposure duration. Carbon Content (wt%) Time to Sensitisation at 650°C (hours) Time to Sensitisation at 700°C (hours) Time to Sensitisation at 600°C (hours) (average) 0.025 120-200 60-100 500-800 (premium) 0.020 200-350 100-150 800-1,200 (very cheap) 0.015 350-600 150-250 1,200-2,000 (speciality) 0.008 >1,000 >500 >3000 max 316L 0.030 100-150 50-80 400-600 Praktiskā ietekme uz sildītāju ražošanu un apkalpošanu 316L apvalkotajiem sildītājiem ir spēkā tālāk norādītie laika{5}}temperatūras ierobežojumi, lai izvairītos no sensibilizācijas (E prakses neveiksme). Tipisks temperatūras diapazona process vai apkalpošanas nosacījuma pakāpe Maksimālais pieļaujamais laiks līdz sensibilizācijas riskam Ieteicamā darbība Viena piegājiena GTAW metināšana 1200-1400 (maksimālais), 450-850 (dzesēšana) Sekundes (dzesēšana caur 450-850 grādiem) Nav riska attiecībā uz sienu<3mm Multi-pass welding (thick flanges) Cumulative time in 550-750°C >5-10 minutes total Use 316L, limit passes, cool between passes Stress reduction after welding 400-450°C < 24 h No danger (below sensitisation) Brazing (furnace, 5 minutes) 5 minutes 600-700°CNo risk (not enough time) Brazing (long cycle, >30 min) 600-700°C >30-60 minūtes Sensibilizācijas risks; izmantojiet 347 vai 316L ar<0.02% C Service temperature excursion 550-650°C >500-1,500 hours Monitor; after 10,000 hours, test Practice E Continuous service 550°C 550°C>2,500-5,000 hours Test coupon at 5,000 hours Continuous service @ 600 deg C 600 deg C >500-1,000 hours Not recommended for >5,000 hours 650°C Continuous service >100-200 stundas 316L nav piemērots ilgstošai sensibilizācijas pārbaudei 650 grādi 316 L sildītājiem, kas ilgstoši tiek izmantoti 500{24}}750 grādu diapazonā, tiek piemēroti šādi apstiprināšanas kritēriji: Lauka metalogrāfija (reprodukcija) - Virsma ir pulēta un iegravēta0. karbīda dispersija, izmantojot celulozes acetāta repliku. Pieņemšana: nav nepārtrauktu graudu robežu karbīdu (pakāpju struktūra) Destruktīvā pārbaude (parauga sildītājs) Izgrieziet daļu, veiciet ASTM A262. Prakse E. Pieņemšana: nerodas plaisas pēc lieces Cietības pārbaude: sensibilizācija būtiski nemaina cietību, tāpēc nav noderīga 30–60 h pie 750 grādiem līdz 1500–2500 h pie 550 grādiem. TTS līknes deguns atrodas 650-700 grādu leņķī, kur sensibilizācija tiek sasniegta pēc 100-200 stundām. Plānās sienas sildītāja apvalki nav pakļauti sensibilizācijas riskam standarta metināšanas un cietlodēšanas ciklu laikā (no sekundēm līdz minūtēm). Tomēr ilgstoša darbība 550–650 grādu temperatūrā tūkstošiem stundu vai atkārtoti ilgstoši siltuma cikli var paaugstināt 316 l sensibilizāciju. Inženieriem, kuri norāda 316 L apvalkus nepārtrauktai lietošanai virs 500 grādiem, ir jāaprēķina kumulatīvais laiks, kas pavadīts 550–650 grādu diapazonā, un jāsalīdzina ar TTS ierobežojumiem. Ja kalpošanas laiks pārsniedz 2000–5000 stundas 550–600 grādu temperatūrā, ieteicams jaunināt uz 347 (stabilizēts ar niobiju) vai periodiski pārbaudīt sildītājus paraugos. Šeit sniegtā sistēma, kas attiecas uz laiku, temperatūru un sensibilizācijas sākumu ASTM A262 Practice E, ļauj pircējiem paredzēt un izvairīties no starpkristālu korozijas 316 l sildītāju apvalkos, kas pakļauti paaugstinātai temperatūrai.