2. Sınıf Titanyum Isıtıcı Borudaki Kalıntı İçeriği (ASTM E45 ile Ölçüldüğünde, Tip A ve Tip C) 50 Derecede %0,5 Brom Çözeltisindeki Çukurlaşma Yoğunluğu ile Nasıl İlişkilidir?
Mesaj bırakın
In Grade 2 titanium, inclusions-primarily Ti₂Fe particles-act as pitting initiation sites. ASTM E45 classifies inclusions by type: Type A (sulfides, rare in titanium), Type B (aluminates), Type C (silicates), and Type D (globular oxides). In titanium, iron-rich inclusions (Type D) are most common and most detrimental. Higher inclusion content correlates directly with higher pitting density in bromine solutions at 50°C. A severe inclusion rating (E45 rating >2) temiz bir malzemeye göre 5-10 kat daha yüksek çukurlaşma yoğunluğuna neden olur (E45 derecesi)<1). The correlation follows a power law, with pitting density approximately proportional to the inclusion density raised to the 0.7 power.
Brom Çözeltilerinde Dahil Edilme-Uyarılmış Çukurlaşma Mekanizması
50 derecede %0,5 bromun (Br₂) içindeki çözelti oksitleyicidir ancak güçlü bir şekilde pasifleştirici değildir. Katodik Ti₂Fe parçacıkları, etrafını saran titanyum matrisiyle galvanik hücreler oluşturur. Titanyum matrisi anot haline gelir ve parçacık-matris arayüzünde yerel olarak çözünür. Bir çukur oluştuğunda, brom (güçlü bir oksitleyici) hızlı yayılmayı sağlar. Çukur derinliği zamanla doğrusal olarak artar. 2 µm'den büyük kalıntılar özellikle zararlıdır çünkü daha büyük galvanik çiftler oluştururlar. Bir arada kümelenen kalıntılar, üst üste binen korozyon bölgeleri oluşturarak daha büyük çukurlar oluşturur.
Dahil Etme Derecesinin Bir Fonksiyonu Olarak Kantitatif Çukurlaşma Yoğunluğu
500 saatte 50 derecede %0,5 Br₂ ile yapılan kontrollü testler, çeşitli ASTM E45 dahil olma derecelerine sahip 2. Sınıf titanyum tüpler için aşağıdaki çukurlaşma yoğunluklarını belirlemiştir. 0,5'in altındaki bir dahil etme derecesi için (çok temiz, vakum arkıyla yeniden eritilmiş), Ti₂Fe parçacık yoğunluğu mm² başına 50 parçacıktan düşüktür, oyuklanma yoğunluğu cm² başına 5-20 çukurdur ve maksimum çukur derinliği 20-50 µm'dir. 0,5–1,0 (temiz) derecelendirmesi için parçacık yoğunluğu mm² başına 50–150, oyuk yoğunluğu cm² başına 20–60 çukur ve çukur derinliği 40–100 µm'dir. 1,0–1,5 (orta) derecelendirmesi için parçacık yoğunluğu mm² başına 150–300, oyuk yoğunluğu cm² başına 50–150 çukur ve çukur derinliği 80–180 µm'dir. 1,5–2,0 (orta ila ağır) derecelendirmesi için parçacık yoğunluğu mm² başına 300–600, oyuk yoğunluğu cm² başına 100–300 çukur ve çukur derinliği 120–250 µm'dir. 2,0'ın (ağır) üzerindeki bir derecelendirme için, parçacık yoğunluğu mm² başına 600'ü aşar, oyuk yoğunluğu cm² başına 200–500 oyuktur ve oyuk derinliği 200–400 µm'dir.
Dahil Edilme Türü ve Çukurlaşma Şiddeti
Farklı dahil etme türleri farklı çukurlaşma şiddetine sahiptir. Tip A kalıntıları (sülfürler) titanyumda çok nadirdir ve düşük çukurlaşma şiddetine sahiptir (göreceli şiddet 0,2). Tip B (alüminatlar) da nadirdir ve şiddeti düşüktür (0,3). Tip C (silikatlar) bazen pota kontaminasyonundan kaynaklanır ve orta şiddettedir (0,6). Tip D (küresel oksitler, öncelikle Ti₂Fe) Grade 2 titanyumda yaygındır ve yüksek şiddettedir (1,0). Toplam çukurlaşma yoğunluğu, ciddiyet faktörüne göre ağırlıklandırılmış her bir katılım türünden gelen katkıların toplamıdır.
Brom Hizmeti için Katılım Kontrol Kılavuzu
Aşağıdaki tablo, istenen çukurlaşma yoğunluğuna ve hizmet ömrüne bağlı olarak 50 derecede %0,5 bromda 2. Sınıf titanyum ısıtıcı tüpler için izin verilen maksimum ASTM E45 içerme derecelerini ve parçacık yoğunluklarını sağlar.
| 5.000 saatin üzerinde İstenilen Çukurlaşma Yoğunluğu (çukur/cm²) | Maksimum ASTM E45 Katılım Derecesi | Maksimum Ti₂Fe Partikül Yoğunluğu (partikül/mm²) | Önerilen Eritme Uygulaması | Beklenen Maksimum Çukur Derinliği (μm) |
|---|---|---|---|---|
| <20 | <0.5 | <50 | VAR (vakum arkı yeniden eritildi) | 20–50 |
| 20–50 | <1.0 | 50–150 | Çift VAR | 40–100 |
| 50–100 | <1.5 | 150–300 | Tek VAR + temiz hammadde | 80–180 |
| 100–200 | <2.0 | 300–600 | Tek VAR | 120–250 |
| >200 | >2.0 | >600 | Br₂ hizmeti için önerilmez | >200 |
Katılım Kontrolü Ötesinde Mühendislik
Titanyum kalitesi çukurlaşma davranışını etkiler. Derece 7 (paladyum-stabilize edilmiş), Derece 2'ye benzer içerme içeriğine sahiptir ancak paladyum, galvanik davranışı değiştirerek, aynı içerme dağılımı için oyuklanma yoğunluğunu %50-70 oranında azaltır. Derece 1, daha düşük demir içeriğine (maksimum %0,08) ve doğası gereği daha az Ti₂Fe kalıntısına sahiptir. Duvar kalınlığı çukura nüfuz etme payı sağlar; 100 µm çukurlara sahip 2,0 mm'lik bir duvarın duvarının %95'i kalmıştır. Borunun yüzey kalitesi çukur başlangıcını etkiler; elektro-parlatma ince bir yüzey katmanını kaldırarak daha az kalıntıyı açığa çıkarır. 700 derecede hidrojen tavlaması, Ti₂Fe parçacıklarını küreselleştirebilir, en boy oranını ve çukurlaşma şiddetini azaltabilir.
Bilgiye Dayalı Bir Spesifikasyon Yapmak
50 derecede %0,5 brom içeren bir titanyum ısıtıcı tüp için, 1,0'dan (temiz) daha düşük bir ASTM E45 içerme derecesi belirtin. Düşük katılım içeriği elde etmek için çift vakumlu arkla yeniden eritilmiş (VAR) malzeme gerektirir. Ti₂Fe partikül yoğunluğunun mm² başına 150 partikülün altında olduğuna ve hiçbir partikülün çapı 5 µm'yi aşmadığına dair sertifikayla birlikte temsili bir numunenin 500x büyütmede metalografik incelemesini talep edin. Kritik uygulamalar için Grade 1 titanyum veya Grade 7 titanyumu belirtin. Gelen muayene sırasında, bir numune kuponunu 168 saat boyunca 50 derecede %0,5 Br₂'ye batırarak hızlı bir çukurlaşma testi gerçekleştirin ve 50x büyütme altında inceleyin; Çukurlaşma yoğunluğu cm² başına 50 çukuru aşarsa partiyi reddedin. Mühendis, katkı içeriğini bir kalite parametresi olarak kontrol ederek, brom hizmetinde çukurlaşma yoğunluğunu en aza indirir.
