5% nātrija hipohlorītā (NaOCl) 60 grādu temperatūrā titānam ir zems vienmērīgas korozijas ātrums 0,01–0,05 mm gadā, pateicoties spēcīgai oksidējošai videi. Tomēr iegremdējamā sildītāja metinātajā gala vāciņā ir plaisa pie metināšanas saknes -atstarpi starp gala vāciņu un caurules sieniņu sildītāja iekšpusē. Šī spraugas ģeometrija aiztur stagnējošu elektrolītu. Hipohlorīts sadalās spraugā, veidojot hlorīdu un skābekli, un hlorīdi koncentrējas līdz 5–10 reizēm lielākai par kopējo koncentrāciju. Pasīvā plēve plaisas iekšpusē sadalās, un korozijas ātrums palielinās līdz 0,3–1,0 mm gadā, kas ir 10–100 reizes ātrāk nekā vienmērīga retināšana. Bojājums galvenokārt rodas metinājuma saknē, bieži vien bez redzamas ārējās korozijas.

Hipohlorīta spraugas korozijas mehānisms metinājuma saknē

Hipohlorīta lielapjoma šķīdumā oksidējošā vide uztur stabilu pasīvo plēvi. Metināšanas saknes spraugā ierobežotā ģeometrija novērš skābekļa papildināšanu. Hipohlorīts sadalās: 2OCl⁻ → O₂ + 2Cl⁻. Hlorīda koncentrācija palielinās, un skābeklis ir izsmelts. Vietējais pH pazeminās, veidojoties hipohlorskābei. Augsta hlorīda, zema skābekļa un skābā pH kombinācija iznīcina pasīvo plēvi. Lielais ārējais katods (pārējais sildītājs) nodrošina ātru anoda izšķīšanu spraugā. Metināšanas saknes ģeometrijā ir arī metināšanas radītais atlikušais stiepes spriegums, kas paātrina plaisu rašanos.

Kvantitatīvie spraugas korozijas rādītāji metinājuma saknē

Controlled testing in 5% NaOCl at 60°C over 1,000 hours has established the following corrosion rates for Grade 2 titanium at different heater locations. For the tube body (smooth surface, no crevice), the uniform corrosion rate is 0.01–0.03 mm per year, and the surface remains bright with no pitting. For the external weld toe (the outside of the welded end cap), the corrosion rate is 0.02–0.05 mm per year, and the surface shows light etching. For the weld root crevice (inside gap of 0.1–0.3 mm), the crevice corrosion rate is 0.3–0.8 mm per year, and severe grooving occurs, with perforation of a 1.2 mm wall within 1,500–4,000 hours. For the weld root with a poorly fitted end cap (gap >0,5 mm), spraugas korozijas ātrums palielinās līdz 0,5–1,2 mm gadā, ar perforāciju 1000–2500 stundu laikā.

Hipohlorīta koncentrācijas un temperatūras ietekme uz spraugas smagumu

Metināšanas sakņu spraugas korozijas smagums palielinās līdz ar hipohlorīta koncentrāciju un temperatūru. Pie 1% NaOCl un 60 grādiem spraugas korozijas ātrums ir 0,15–0,40 mm gadā. Pie 5% un 60 grādiem likme ir 0,30–0,80 mm gadā. Pie 10% un 60 grādiem ātrums sasniedz 0,50–1,20 mm gadā. Pie 5% un 40 grādiem likme ir 0,10–0,25 mm gadā. Pie 5% un 80 grādiem ātrums palielinās līdz 0,50–1,00 mm gadā. Hlorīdu klātbūtne hipohlorīta šķīdumā (no vecināta balinātāja) palielina spraugas korozijas ātrumu vēl par 30–50%.

Metināšanas sakņu projektēšanas un mazināšanas rokasgrāmata hipohlorīta pakalpojumam

Nākamajā tabulā sniegti ieteikumi gala vāciņa metinājuma konstrukcijai un alternatīvām konfigurācijām, lai novērstu plaisu koroziju 5% nātrija hipohlorītā 60 grādu temperatūrā.

Inženierzinātnes ārpus metinājuma projektēšanas

Titāna klase ietekmē spraugas izturību pret koroziju. 7. pakāpei (pallādija -stabilizēta) ir 3–5 reizes garāks iniciācijas laiks un par 50–70% mazāks izplatīšanās ātrums nekā 2. pakāpei hipohlorīta spraugās. 12. klase piedāvā starpposma uzlabojumus. Sienas biezums nodrošina materiāla pielaidi; 2,0 mm siena ar spraugas koroziju ar 0,5 mm gadā izdzīvo 4 gadus. Gala vāciņam jābūt konstruētam kā pilna caurduršanas sadurmetināšana, noslīpēta vienā līmenī gan iekšpusē, gan ārpusē. Ja nav iespējams izvairīties no plaisas, spraugas aizpildīšana ar PTFE lenti vai fluorpolimēra hermētiķi novērš elektrolīta iekļūšanu. Periodiska sildītāja skalošana ar svaigu ūdeni samazina hipohlorīta koncentrāciju spraugās.

Apzinātas specifikācijas izveide

Titāna iegremdējamam sildītājam 5% nātrija hipohlorītā 60 grādu temperatūrā gala vāciņam norādiet pilnu iespiešanās saduršuvi, noslīpētu no iekšpuses un ārpuses, lai izveidotu ģeometriju bez plaisām. Ja nav iespējama pilnīga caurlaides metināšana, norādiet minimālo metinājuma sakņu atstarpi, kas ir mazāka par 0,1 mm, un pieprasiet pēc-metinājuma pārbaudi, lai pārbaudītu spraugas izmēru. Kritiskiem lietojumiem norādiet 7. pakāpes titānu un pievienojiet hēlija noplūdes testu, lai pārbaudītu metinājuma integritāti. Ekspluatācijas laikā pārbaudiet metināšanas zonu reizi ceturksnī, izmantojot boreskopu vai krāsvielu penetrantu; ja metinājuma iekšpusē ir redzami korozijas produkti, nomainiet sildītāju. Izstrādājot brīvu{10}metinājuma sakni, inženieris novērš ātrās korozijas mehānismu, ļaujot sildītājam sasniegt kalpošanas laiku, ko ierobežo tikai vienmērīga retināšana.