Svařované spoje, ohnuté přechodové sekce a upnuté pevné části topných trubek z nerezové oceli 316 si po zpracování a tvarování nevyhnutelně zachovávají tahové zbytkové napětí. Když zařízení pracuje ve vysokých-teplotách, v průmyslových médiích obsahujících chloridy- nebo v kyselých médiích, vazebný účinek zbytkového napětí v tahu a korozního prostředí snadno vyvolá korozní praskání pod napětím (SCC). Takové trhliny obvykle pocházejí z povrchových mikro-defektů a rychle se rozšiřují podél hranic zrn, což nelze odhalit běžnou vizuální kontrolou. Jakmile trhliny proniknou stěnou trubky, dojde k úniku média, vypnutí zařízení a dokonce k bezpečnostním nehodám. Mnoho výrobců odstraňuje pouze část zbytkového napětí žíháním po-svaření, ale složitá struktura sdružených topných trubek často nemůže dosáhnout integrálního tepelného zpracování, což má za následek, že na místních površích stále zůstává zbytkové tahové napětí. Brokování je účinná technologie zpevnění povrchu, která zavádí rovnoměrnou vrstvu zbytkového napětí v tlaku na povrch nerezové oceli, kompenzuje škodlivé tahové napětí, uzavírá povrchové mikrotrhliny a pasivační defekty a výrazně zlepšuje schopnost topných trubek odolávat koroznímu praskání pod napětím. Proto je standardizované ošetření brokováním důležitým doplňkovým antikorozním zpevňovacím procesem pro svařované a tvarované topné trubky, které slouží ve vysoce rizikových pracovních podmínkách SCC.
Brokování inhibuje korozní praskání především prostřednictvím čtyř ochranných mechanismů. Za prvé, vysokorychlostní tok broků nepřetržitě naráží na povrch obrobku, aby vytvořil určitou hloubku plastické deformační vrstvy, přeměňuje povrchové tahové zbytkové napětí na stabilní tlakové zbytkové napětí, čímž se zásadně eliminuje hnací síla pro iniciaci korozních trhlin pod napětím. Za druhé, plastová extruze uzavírá drobné povrchové škrábance, vady obrábění a mikrotrhliny v oblastech ovlivněných teplem svaru-, čímž blokuje invazní kanály chloridových iontů a dalších korozivních médií. Za třetí, hustá vrstva zjemnění zrna vytvořená povrchovou plastickou deformací zlepšuje kompaktnost pasivního filmu bohatého na chrom{5}}, zvyšuje kritický potenciál důlkové koroze materiálu a zpožďuje iniciaci lokálních korozních důlků, které jsou vždy zdrojem SCC. Začtvrté, brokování odstraňuje oxidové okují na povrchu, volné znečištění železem a nerovný pasivní film a pokládá čistý a jednotný povrchový základ pro následnou pasivaci mořením nebo úpravu konverzním nátěrem. Na rozdíl od integrálního tepelného zpracování může brokování realizovat místní cílené zpevnění na svarech, ohnutých dílech a namáhaných-oblastech, aniž by byla omezena celková velikost sestav topných trubek.
Tato studie předkládá čtyři standardizované implementační specifikace pro zpevnění ohřívacích trubek z nerezové oceli 316 brokováním. Nejprve vyberte vhodné brokové materiály a klasifikujte intenzitu otěru podle provozního rizika koroze. Pro obecné pracovní podmínky s cirkulující vodou s nízkým rizikem SCC použijte broky z nerezové oceli s velikostí částic 0,3–0,6 mm, aby se prováděly broky o nízké intenzitě, které mohou odstraňovat povrchové znečišťující látky a vytvářet tenké vrstvy tlakového napětí. Pro vysoko-chloridové galvanické pokovování, pobřežní a občasné vysokoteplotní-pracovní podmínky s vysokým rizikem SCC používejte keramické broky s vysokou-tvrdostí s velikostí částic 0,2–0,5 mm pro středně-vysokou intenzitu hloubení, abyste zajistili, že hloubka vrstvy zbytkového napětí v tlaku dosáhne alespoň 0,1 mm. Vyhněte se používání broků z uhlíkové oceli, abyste zabránili znečištění povrchu nerezové oceli železem, které se stanou body indukce koroze v následných korozivních médiích. Přísně prosévejte částice, abyste odstranili rozbité jemné úlomky před stavbou, aby se zajistil stejnoměrný efekt peelingu.
Zadruhé optimalizujte parametry procesu barvení brokováním, abyste dosáhli plného zesílení pokrytí namáhaných -oblastí. Přiměřeně kontrolujte rychlost pohybu stříkací pistole, vstřikovací tlak a vzdálenost výstřelu; úhel vstřikování je udržován na 75 až 90 stupních kolmo k povrchu trubky, aby byla zaručena rovnoměrná energie nárazu. Mezi klíčové oblasti zesílení patří svary, oblasti ovlivněné teplem-, za studena-ohýbané přechodové části a polohy upínacích kontaktů; tyto oblasti musí být podrobeny 100% plnému pokrytí peeningem a míra krytí peeingu musí dosáhnout více než 98%. Vyhněte se nadměrné intenzitě olupování, která místo toho způsobí nadměrnou{10}}plastickou deformaci, zdrsnění povrchu a nové mikro{11}}defekty, čímž se sníží jednotnost následné pasivní fólie. Pro úzké mezery mezi sdruženými topnými trubicemi použijte malé -úhlové mikro-trysky, abyste zajistili, že nebudou vynechány polohy mrtvých{15}}úhlů.
Za třetí implementujte čištění povrchu po-peenerování a společné pasivační zpevnění. Po brokování odstraňte zbylý prach, kovové úlomky a drobné částice zanořené do povrchu pomocí ultrazvukového čištění a vysokotlakého oplachování čistou vodou. Poté proveďte jednotné moření a pasivaci, aby se na zušlechtěném povrchu vytvořil hustý pasivní film bohatý na chrom-, který vytvoří kompozitní ochranný systém z tlakové vrstvy a pasivního antikorozního- filmu. U topných trubek s extrémně vysokým rizikem koroze použijte brokování s konverzním těsnícím ošetřením vzácných zemin, abyste dále utěsnili povrchové mikro-póry a zlepšili odolnost vůči chloridům. Je zakázáno provádět mechanické leštění po brokování, jinak dojde k odstranění povrchové tlakově namáhané vrstvy a ztužující účinek selže.
Za čtvrté, zaveďte kontrolu kvality otryskáváním a systém kontroly dávkového procesu. Zjistěte hodnotu povrchového zbytkového napětí v tlaku a hloubku vrstvy tlakového napětí pomocí měření rentgenového napětí, abyste zajistili, že technické indikátory splňují požadavky na zpevnění návrhu. Zkontrolujte míru pokrytí povrchu a drsnost broušeného obrobku, abyste se vyhnuli místním vadám pod-olepování nebo nadměrnému{4}}pečení. Náhodně odeberte vzorky obrobků pro test koroze namáháním ohybem a test neutrální solné mlhy, abyste ověřili účinek zlepšení na odolnost proti korozi namáháním. Během dlouhodobého-provozu v terénu se zaměřte na pravidelnou detekci vad způsobených vířivými proudy u brokovaných-svarů a ohýbaných dílů, abyste mohli sledovat iniciaci raných únavových a napěťových korozních trhlin, a kombinujte elektrochemické testování, abyste vyhodnotili dlouhodobou-stabilitu povrchové zpevňující vrstvy.
Údaje z terénních testů ukazují, že ohřívací trubky z nerezové oceli 316 brokované{0}}omezují míru selhání korozního praskání ve svarových spojích o více než 94 % a životnost v prostředích s vysokým-napětím v tahu-prodlužuje se v průměru 2,3krát. Závěrem lze říci, že vhodný výběr materiálu střely, úplná-optimalizace parametrů pokrytí, čištění po procesu a kolaborativní pasivace spolu s přísnou kontrolou kvality mohou vytvořit stabilní povrchovou ochrannou vrstvu proti tlakovému namáhání. Technologie zpevňování povrchu brokováním zásadně eliminuje nebezpečí zbytkového napětí v tahu, výrazně zvyšuje odolnost svařovaných a tvarovaných topných trubek proti praskání korozí a poskytuje spolehlivou záruku povrchové bezpečnosti topných trubek z nerezové oceli 316 při střídavém tepelném namáhání a průmyslových pracovních podmínkách s vysokou-korozí.
