Titanium gred 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) digunakan untuk tiub pemanas dalam persekitaran yang mengandungi klorida-disebabkan rintangan pittingnya yang lebih baik. Apabila tiub dibengkokkan pada jejari ketat 3 kali diameter tiub (3D), jejari luar mengalami ketegangan tegangan plastik sebanyak 10–15%. Kerja sejuk ini menghasilkan tekanan tegangan sisa, meningkatkan ketumpatan terkehel dan boleh menjajarkan butiran fasa alfa{17}}. Potensi pitting, yang merupakan potensi elektrokimia di mana lubang stabil bermula, berkurangan dengan kerja sejuk yang semakin meningkat. Penekanan-pelepasan tekanan pada 540 darjah selama 30 minit memulihkan sebahagian daripada terikan, mengurangkan tekanan sisa dan membenarkan beberapa penghabluran semula. Potensi pitting tiub bengkok dan lega tekanan kembali ke dalam 50–100 mV daripada keadaan tidak bengkok, berbanding lekukan 150–250 mV untuk tiub as-bengkok tanpa pelepasan tekanan.

Mekanisme Pemulihan Terikan Sisa dan Pemulihan Potensi Pitting

Semasa lenturan plastik, kehelan membiak dan terkumpul pada sempadan butiran, mewujudkan tapak tenaga-tinggi yang menjadi keutamaan untuk permulaan lubang. Tegasan sisa tegangan pada jejari luar menjejaskan lagi kestabilan filem pasif. Penekanan-pelepasan tekanan pada 540 darjah membolehkan pendakian dan pemusnahan terkehel, mengurangkan ketumpatan terkehel sebanyak 60–80%. Proses ini juga mengurangkan tegasan tegangan sisa daripada 150–250 MPa kepada 30–60 MPa. Molibdenum dan nikel dalam Gred 12 diagihkan semula semasa penyepuhlindapan, memperkaya permukaan dan meningkatkan kestabilan filem pasif. Potensi pitting dipulihkan kerana bilangan tapak aktif untuk permulaan pit dikurangkan, dan filem pasif menjadi lebih seragam.

Potensi Pitting Kuantitatif sebagai Fungsi Lenturan dan Melegakan Tekanan

Ujian terkawal dalam 5% NaCl pada 90 darjah telah mewujudkan potensi pitting untuk tiub titanium Gred 12 di bawah pelbagai keadaan. Untuk tiub anil yang tidak bengkok (garis dasar), potensi pitting ialah +0.45 hingga +0.60 V lwn. Ag/AgCl, tanpa pitting diperhatikan selepas 1,000 jam. Untuk tiub bengkok ke jejari 3D dalam keadaan-bengkok tanpa pelepasan tekanan, potensi pitting turun kepada +0.20 kepada +0.35 V dan pitting bermula dalam masa 100–300 jam, menghasilkan kedalaman pit 0.1–0.3 mm selepas 500 jam. Untuk tiub yang dibengkokkan pada jejari 3D dan tegasan-dilegakan pada 540 darjah selama 30 minit, potensi pitting pulih kepada +0.35 hingga +0.50 V, pitting bermula selepas 500–1,500 jam dan kedalaman lubang ialah 0.05–0.15 mm selepas 0.05–0.15 mm. Untuk tiub yang dibengkokkan pada jejari 5D (lengkungan yang lebih lembut) dengan pelepasan tekanan, potensi pitting ialah +0.40 hingga +0.55 V, yang sangat hampir dengan garis dasar tidak bengkok. Untuk tiub yang dibengkokkan pada jejari 3D dan tegasan-dilegakan pada 480 darjah (suhu tidak mencukupi), potensi pitting hanya +0.25 hingga +0.40 V, menunjukkan pemulihan separa.

Pengaruh Jejari Lentur dan Suhu Pelepasan Tekanan terhadap Potensi Pitting

Pemulihan potensi pitting bergantung pada kedua-dua jejari selekoh dan suhu pelepasan tekanan. Untuk selekoh 3D, kemurungan potensi pitting sebagai-bengkok ialah 150–250 mV di bawah nilai tidak bengkok. Pelepasan tekanan pada 480 darjah memulihkan 30–50 mV, meninggalkan kemurungan 120–200 mV. Pelepasan tekanan pada 540 darjah memulihkan 100–150 mV, meninggalkan kemurungan 50–100 mV. Pelepasan tekanan pada 600 darjah memulihkan 150–200 mV, meninggalkan kemurungan 20–50 mV, tetapi berisiko kepada pembentukan kes alfa-jika tidak dilakukan dalam suasana lengai. Untuk selekoh 5D, kemurungan semasa-bengkok hanyalah 50–100 mV dan pelepasan tekanan pada 540 darjah pulih sepenuhnya ke tahap tidak bengkok. Untuk selekoh 2D (lebih ketat daripada 3D), kemurungan semasa-bengkok ialah 200–350 mV, malah pelepasan tekanan pada 540 darjah hanya pulih 80–120 mV, meninggalkan kemurungan yang ketara.

Panduan Pemilihan Jejari Bengkok dan Pelepasan Tekanan untuk Gred 12 dalam Perkhidmatan Klorida Panas

Jadual berikut menyediakan cadangan untuk membengkokkan tiub pemanas titanium Gred 12 untuk servis dalam 5% NaCl pada 90 darjah, berdasarkan jejari lentur, rawatan pelepasan tekanan dan rintangan pitting yang diingini.

Rawatan Melangkaui Tekanan Kejuruteraan

Gred titanium menjejaskan potensi pitting awal dan pemulihan selepas melegakan tekanan. Gred 7 mempunyai potensi pitting garis dasar 100–200 mV lebih tinggi daripada Gred 12, jadi walaupun 3D sebagai-tiub Gred 7 bengkok (+0.30 hingga +0.45 V) mungkin boleh diterima untuk banyak aplikasi. Ketebalan dinding tidak menjejaskan potensi pitting tetapi mempengaruhi masa penyebaran pit; dinding 2.0 mm dengan kedalaman lubang 0.1 mm mempunyai baki 95% dindingnya. Suasana melegakan tekanan adalah kritikal; penyepuhlindapan dalam udara pada 540 darjah membentuk oksida nipis yang tidak membahayakan rintangan pitting, tetapi penyepuhlindapan dalam argon atau vakum lebih disukai. Kadar penyejukan selepas pelepasan tekanan tidak mempunyai kesan ketara ke atas potensi pitting.

Membuat Spesifikasi Termaklum

Untuk tiub pemanas titanium Gred 12 yang memerlukan lenturan 3D untuk diservis dalam 5% NaCl pada 90 darjah , nyatakan tekanan-annealing lega pada 540 darjah selama 30 minit dalam suasana argon selepas dibengkokkan. Memerlukan pengesahan potensi pitting melalui ujian polarisasi kitaran pada sampel daripada tiub-yang dibengkokkan dan tekanan; potensi pitting hendaklah dalam lingkungan 100 mV daripada nilai garis dasar tidak bengkok +0.45 hingga +0.60 V. Untuk lenturan yang lebih ketat daripada 3D, pertimbangkan untuk menggunakan titanium Gred 7 atau meningkatkan jejari lentur kepada 5D. Jika pelepasan tekanan tidak dapat dilakukan, terima hayat perkhidmatan yang lebih pendek dan periksa kawasan selekoh setiap suku tahun untuk mengadu. Semasa operasi, pantau potensi litar-terbuka pemanas; penurunan di bawah +0.20 V lwn. Ag/AgCl menunjukkan peningkatan risiko pitting. Dengan meredakan tekanan-pada 540 darjah selepas dibengkokkan, jurutera memulihkan potensi pitting titanium Gred 12 kepada dalam 50–100 mV daripada keadaan tidak bengkok, memastikan prestasi yang boleh dipercayai dalam perkhidmatan klorida panas.