Průmyslově čistý titan TA2 se může pochlubit vynikající odolností vůči médiím obsahujícím chlorid-, jako je mořská voda a solanka, což z něj činí preferovaný topný materiál pro námořní a odsolovací projekty. Nicméně titan je stále náchylný ke koroznímu praskání (SCC) při kombinovaném působení zbytkového napětí v tahu, zvýšené teploty a koncentrovaného chloridového prostředí. Na rozdíl od nerezové oceli má titan SCC jedinečné podmínky stimulace a pravidla expanze a cílená kontrola procesu může eliminovat většinu selhání prasklin.
1. Mechanismus vzniku korozního praskání titanu
Titan spontánně tvoří hustý pasivní film TiO₂ v neutrálních a oxidačních chloridových roztocích. Když uvnitř tělesa trubky existuje tahové napětí, na povrchu oxidového filmu vznikají mikrotrhliny. Chloridové ionty prostupují špičkou trhliny a nepřetržitě rozpouštějí čerstvou titanovou matrici. Napětí se soustřeďuje na čelo trhliny, aby pohánělo další šíření drobných trhlinek, které se nakonec rozvinou v pronikající křehké trhliny bez zjevné plastické deformace na vnějším povrchu. K této chybě často dochází náhle během-dlouhodobě stabilního provozu, což přináší riziko úniku média a vypnutí zařízení.
2. Hlavní zdroje tahového napětí na titanových topných trubkách
(1) Napětí při tváření v ohybu za studena
Titanové topné trubice ve tvaru U, L- a stočené vinutí vyžadují ohýbání za studena. Vnější oblouk ohybové oblasti vytváří trvalé tahové zbytkové napětí, což je nejvyšší-riziková poloha pro SCC. Nesprávný poloměr ohybu prudce zesílí koncentraci napětí.
(2) Zbytkové napětí při svařování
Místní vysokoteplotní-tavení a rychlé ochlazení během svařování argonovým obloukem vytváří nerovnoměrné namáhání tepelným smršťováním v oblasti svaru a teplem-ovlivněné oblasti. Titanové svary bez ochranných opatření jsou náchylné ke křehnutí kyslíkem, což dále snižuje odolnost proti prasklinám.
(3) Namáhání při montáži a instalaci
Vynucené vyrovnání během uzamykání příruby, tuhého upnutí a tažení potrubí působí na tělo trubky externím tahovým napětím sestavy, které se překrývá s vnitřním procesním napětím, aby se výrazně snížil kritický práh teploty SCC.
(4) Tepelné cyklické napětí
Častý nárůst a pokles teploty topné trubice vytváří střídavé tepelné namáhání, které urychluje iniciaci a rozšíření mikrotrhlin.
3. Základní omezující servisní podmínky pro Titanium SCC
Titan SCC se ve zředěném roztoku chloridu při pokojové teplotě vyskytuje zřídka. Tři nezbytné indukující faktory jsou:
Trvalé tahové napětí (zbytkové nebo vnější);
Střední teplota nad 70 stupňů;
Koncentrace chloridových iontů na vysoké úrovni (mořská voda, nasycená solanka). Systémy, které nemají jedinou podmínku, se v zásadě tomuto riziku prasknutí vyhýbají.
4. Technická opatření pro úplnou prevenci procesu
① Standardizujte parametry procesu ohýbání
Určete minimální poloměr ohybu ne menší než trojnásobek vnějšího průměru titanové trubky, abyste zabránili nadměrné deformaci v tahu v ohybu. Po ohnutí proveďte nízkoteplotní žíhání pro odlehčení pnutí, abyste odstranili zbytkové pnutí při tváření.
② Přísná ochrana při svařování a úprava po{0}}svaření
Použijte oboustranné-svařování s plným argonem, abyste zabránili oxidaci a křehnutí svaru. U topných trubek používaných ve vysokoteplotní solance zaveďte po-tepelném zpracování roztokem po svařování, abyste homogenizovali mikrostrukturu a eliminovali svářečské napětí.
③ Standardizujte instalační specifikace
Zakázat nucenou montáž a pevná pevná omezení; použijte flexibilní těsnění a volné montážní podpěry, abyste se vyhnuli zavádění dodatečného vnějšího tahového napětí.
④ Optimalizujte hustotu výkonu pro řízení povrchové teploty
Omezte hustotu povrchového výkonu, abyste zabránili místnímu přehřátí stěny trubky, udržujte pracovní teplotu co možná nejvíce pod citlivým teplotním rozsahem titanového SCC.
⑤ Vyhněte se dlouhodobému-střednímu statickému namáčení
Během vypínání zařízení a pohotovostního režimu vypusťte solanku z nádrže, abyste zabránili obohacení chloridovými ionty a místnímu nárůstu teploty za statických podmínek.
5. Odkaz na alternativní materiál
Pokud je pracovní teplota trvale vyšší než 120 stupňů při nasyceném solném roztoku a podmínkách složitého namáhání, je možné zvolit TA1 nízkonapěťový titan nebo slitinu titanu, aby se zlepšila odolnost proti SCC-. Média obsahující fluor-jsou pro titan zcela nevhodná bez ohledu na namáhání.
表格
| Zdroj stresu | Poloha náchylná k selhání | Metoda eliminace |
|---|---|---|
| Ohýbání za studena | Ohněte vnější oblouk | Mezní poloměr ohybu + žíhání pro odlehčení pnutí |
| Zpracování svařování | Svarový šev a HAZ | Úplná argonová ochrana + tepelné zpracování po-svaru |
| Pevná instalace | Sekce přírubového připojení | Flexibilní upevnění, žádná nucená montáž |
| Tepelné cyklování | Celé tělo trubky | Snižte hustotu výkonu a kolísání teploty |
Závěr
Titanové topné trubky TA2 nemají absolutní odolnost vůči praskání korozí pod napětím v prostředí s vysokou-teplotou a vysokým-chloridem. Nejzásadnější metodou prevence je odříznutí zdrojů napětí od tvarování, svařování a instalace spojů, které mohou plně využít výhodu dlouhé{4}}životnosti titanu v námořních scénářích antikorozního ohřevu-.
