Bagaimanakah Pecahan Isipadu Karbida MC Utama (NbC/TiC) daripada Niobium Berlebihan (0.60-0.80 wt%) dalam Tiub Sarung Pemanas 347 Mengawal Ketumpatan Tapak Permulaan Lubang dan Masa Tebuk dalam 1,000 ppm Air Klorida pada 80 darjah

Perkhidmatan Klorida Melebihi-Penalti Penstabilan untuk Rintangan Pitting

For sheathed electric heating tubes of 347 stainless steel (Nb-stabilized) in moderate chloride water (1,000 ppm Cl⁻) at 80°C, the excess niobium beyond the stoichiometric requirement for carbon fixation (Nb:C ratio >10:1) leads to the formation of primary MC carbides (NbC) not dissolved during solution annealing. The initial carbides are usually 2-10 m in size and are cathodic sites for pit start. At 0.30-0.40 wt % niobium (Nb:C = 8:1 to 10:1) principal MC volume percentage is 0.04-0.06% and service life >10 tahun. Pecahan isipadu MC primer meningkat kepada 0.12-0.20% (terlebih stabil (0.60-0.80 wt% niobium)) Ketumpatan pit meningkat 5-10 kali Masa tembusan berkurangan kepada 2-4 tahun Kertas ini menilai hubungan antara Nb berlebihan, pecahan isipadu MC karbida primer MC0 dan ketumpatan masa permulaan pit00 pit. Cl⁻ air pada 80 darjah .

Mekanisme Pitting Didorong oleh MC Carbide Utama

Semasa pemejalan keluli tahan karat 347, karbida MC primer (NbC, TiC) terbentuk. Oleh kerana kekonduksian elektrik yang tinggi dan kualiti permukaan yang mulia, ia adalah katodik kepada matriks austenit. Jika kandungan niobium melebihi 0.45-0.50% berat (kandungan karbon normal ialah 0.04-0.06%) maka sebarang niobium tambahan melebihi jumlah yang diperlukan untuk penstabilan penuh menghasilkan lebih banyak karbida primer. Zarah-zarah ini tidak larut semasa penyepuhlindapan larutan (1,050-1,100 darjah ) dan disimpan dalam tiub akhir. Dalam larutan klorida karbida ini sebaiknya mengambil bahagian dalam tindak balas pengurangan oksigen katodik dan membentuk pasangan galvanik yang menyokong pembubaran anodik matriks sekeliling. Ketumpatan permulaan lubang adalah berkadar dengan bilangan zarah karbida MC primer yang terdedah pada permukaan.

Korelasi antara Niobium Berlebihan, Pecahan Isipadu MC dan Prestasi Pitting

Ujian rendaman terkawal dengan 347 tiub dengan pelbagai aras niobium (karbon malar 0.05-0.06%, titanium<0.01%) in 1,000 ppm Cl- water (pH 7.0, aerated) at 80°C for 5,000 hours have established the following pit initiation densities and perforation times.

Niobium (berat%) Nb:C Nisbah Karbon (berat%) Pecahan Isipadu Utama MC (%) Saiz Zarah MC (µm) Ketumpatan Pit selepas 5,000j (pit/cm2) Kedalaman Pit Maksimum selepas 5,000j (µm) Masa hingga Tembusan (dinding 1.5 mm, tahun) Disyorkan untuk 0} 90 darjah Servis 0.20 4:1 0.05 0.02-0.03 1-2 0.2-0.5 15-25 10-15 Boleh diterima (di bawah-stabil, bahaya pemekaan)
0.30 6:1 0.05 0.03-0.04 1-2 0.3-0.6 18-28 9-12 Boleh Diterima 0.35 7:1 0.05 0.04-0.05 1-2 0.5-1.0 20-35 8-11 Boleh Diterima 0.40 8:1 0.05 0.05-0.06 1-3 0.8-1.5 25-40 6-9 Boleh Diterima (baki optimum) 0.45 9:1 0.05 0.06-0.08 2-4 1-2 30-50 5-7 Marginal 0.50 10:1 0.05 0.08-0.10 2-5 2-3 40-60 4-5 Tidak disyorkan 0.60 12:1 0.05 0.12-0.15 3-6 4-8 50-80 2.5-4} Tidak 0.70 14}}}} Tidak{13}}}}: 0.70 14}}}} 0.70 14}}}} 0.70 14}}}} 0.70 14}}} 1.00 20:1 0.05 0.25-0.30 6-12 25-40 100-150 0.8-1.2 Tidak
Pengaruh Suhu Penyepuhlindapan Penyelesaian pada Pelarutan MC Utama

Suhu penyepuhlindapan larutan yang lebih tinggi boleh melarutkan sebahagian karbida MC primer, namun terdapat risiko kekasaran bijirin dan pembentukan ferit melebihi 1,150 darjah .

Suhu Penyepuhlindapan Penyelesaian ( darjah ) Pecahan Isipadu MC Utama pada 0.60% Nb (%) Saiz Zarah MC (µm) Ketumpatan Pit (pit/cm2) Disyorkan 1,050 0.12-0.15 3-6 4-8 No 1,080 0.10-0.12 3-5 3-6 No 1,100 0.08-0.10 3-4 2-4 Marginal 1,120 0.06-0.08 2-4 1-3 Pertumbuhan grain boleh diterima (tetapi grain)
1,150 0.05-0.07 2-3 1-2 Boleh diterima (pengkasaran butiran → kekuatan rayapan yang lebih rendah)
347 Syor Praktikal untuk Perkhidmatan Klorida

Hayat Perkhidmatan yang Diingini (tahun) Niobium Maksimum (berat%) Suhu Penyepuhlindapan Penyelesaian Minimum (oC) Vol MC Utama Maksimum. Pecahan (%) Penstabilan Dicadangkan10 0.40 1,050 0.06 Tiada (anil larutan)
8-10 0.42 1,060 0.07 Tiada 5-8 0.45 1,080 0.08 Tiada (Elakkan penstabilan)
3-5 0.50 1,100 (dengan pelarasan saiz butiran) 0.10 Marginal<3 >0.50Not recommended >0.10 Naik taraf kepada 316L atau dupleks 2205 Pengesahan Kandungan Karbida MC Utama

Bagi pengguna yang memerlukan beberapa rintangan pitting terdapat dua cara untuk mengesahkan. Yang pertama ialah pemeriksaan metalografi SEM bagi keratan rentas yang digilap dan terukir sedikit. Kira karbida MC primer (sudut, 2–10 µm) pada 1,000× Penerimaan:<5 particles/mm2 for >hayat 8 tahun