Külmpainutamise, stantsimise, keevitamise ja mehaanilise töötlemise ajal säilitavad 316 roostevabast terasest küttetoru materjali sees paratamatult jääktõmbepinget. Kui sellised komponendid on sukeldatud kloriidi-sisaldavasse kõrgtemperatuuri-tööstuslikku keskkonda, töötab jääktõmbepinge koos söövitavate ioonidega, et käivitada pingekorrosioonipragunemine (SCC). Sellel rikkerežiimil on varjatud initsiatsioon, pragude kiire levik ja ilmse plastilise deformatsiooni hoiatus puudub. Mikro-praod idanevad pindmiste täppide defektidest, ulatuvad piki terade piire või transgranulaarselt ning viivad lõpuks toru äkilise rebenemiseni ja keskmise lekkeni. Paljud tootjad pööravad tähelepanu mõõtmete täpsusele ja välimuse kvaliteedile alles pärast vormimist, jättes tähelepanuta jääkpinge tuvastamise ja kõrvaldamise. Kõrge -temperatuuri soola-sisaldavates keskkondades arenevad pingekontsentratsiooni piirkonnad kiiresti SCC rikkepunktideks, põhjustades sagedasi ohutusõnnetusi ja tootmisseisakuid. Seetõttu on tõhus jääkpinge kontroll pingekorrosioonipragude vältimiseks ja küttetorude pikaajalise konstruktsiooniohutuse tagamiseks ülioluline.
Kloriidist{0}}indutseeritud pingekorrosioonipragunemise mehhanism seisneb tõmbepinge ja elektrokeemilise korrosiooni sünergilises mõjus. Klooriioonid rikuvad kroomi{2}}rikka pinnakihi terviklikkust, moodustades lokaalseid anoodseid lahustumiskaeve. Tõmbe jääkpinge koondub süvendi otsa, avades pidevalt pisikesi pragusid ja takistades passiivset kile iseparandust. Pragude sees olev värske metall lahustub anoodiliselt, surudes praod järk-järgult laienema. Külm-töödeldud kuumutustorudel on suurem jääktõmbepinge, mis vähendab oluliselt SCC kriitilist kloriidi kontsentratsiooni ja temperatuuri läve. Keevisõmbluse kuumusest{9}}mõjutatud tsoonid on ka tüüpilised kõrge{10}riski piirkonnad, kus ebaühtlased termilised tsüklid põhjustavad tugevat pinge kuhjumist ja materjali sensibiliseerimist, mis veelgi kiirendab pragude teket.
Selles uuringus esitatakse neli süstemaatilist tehnilist meedet SCC piiramiseks: jääkpinge leevendamise lõõmutamine, optimeeritud külmvormimisparameetrid, pinna survepinge tugevdamine ja lokaalne korrosiooniriski isoleerimine.
Esiteks kasutatakse külm-painutatud, keevitatud ja õhukeste{2}}seinaga küttetorude jaoks madalal{0}}temperatuuril pingevaba lõõmutamist. Toorikud kuumutatakse 250–350 kraadini ja hoitakse 60–120 minutit enne aeglast ahjujahtumist. See protsess võib vabastada enamiku töötlemise ja keevitamise jääktõmbepingetest, muutmata 316 roostevaba terase mehaanilisi omadusi ja korrosioonikindlust. Komplekssete vormimisdeformatsiooniga komponentide puhul võib 1050-kraadine lahuslõõmutamine täielikult kõrvaldada pinge ja keevitamise sensibiliseerimise, mis sobib karmides kõrgel temperatuuril{12}}kloriidi töötingimustes.
Teiseks on külmvormimisprotsessid optimeeritud, et vähendada esialgset stressitaset. Minimaalne painderaadius ei tohi olla väiksem kui kolm korda toru välisläbimõõdust, et vältida kaare välispinna liigset tõmbepinget. Mitmekäiguline järkjärguline painutamine asendab ühekordse-järsu vormimise, et hajutada deformatsiooni jaotust ja vältida kohalikku pingete kontsentratsiooni. Keevitus kasutab väikese soojussisendiga segmentkeevitust koos sundkiire jahutamisega, mis ahendab suure -pingega kuumuse-mõjutsooni ning väldib termilise pinge superpositsiooni ja jääkpinge teket.
Kolmandaks rakendatakse pinnatöötlust, et muuta pinna tõmbepinge ühtlaseks survepingeks. Kiired-pisikesed terashaavad pommitavad toru välisseina, moodustades tiheda plastilise deformatsioonikihi. Pinna survepinge võib tõhusalt pidurdada mikro-pragude avanemist ja levikut, katkestades põhimõtteliselt SCC vajaliku tõmbeseisundi. See tehnoloogia sobib eriti hästi sektsioonide painutamiseks, keevisõmblusteks ja muudeks kõrge -riskiga pingekontsentratsiooni positsioonideks.
Neljandaks vähendab keskkonnaparameetrite juhtimine SCC liikumapanevat jõudu. Alandage sobivalt keskkonna töötemperatuuri ja vältige pikaajalist-teenust üle 60 kraadi kõrge-kloriidisisaldusega keskkonnas. Regulaarne puhastustöötlemine vähendab kloriidioonide kontsentratsiooni ringlevas vedelikus, vältides ioonide lokaalset rikastumist setete all. Täiustatud pinna passiveerimine paksendab kaitsekilet, et viivitada süvendite teket pinge kontsentratsioonipiirkondades.
Kiirendatud SCC-simulatsioonitestid näitavad, et kuumutustorudes pärast pingete leevendamist ja haavliga töötlemist ei levi pärast tuhandeid tunde kestnud kõrgel -temperatuuril kloriidikümbluskatset pragusid. Seevastu töötlemata külmvormitud proovid tekitavad lühikese katseperioodi jooksul läbistavaid pingepragusid. Tööstusliku rakenduse andmed kinnitavad, et standardsed pingekontrolli meetmed vähendavad küttetorude SCC rikkemäära rohkem kui 77%. Kokkuvõtteks võib öelda, et jääktõmbepinge kõrvaldamine, vormimis- ja keevitusprotsesside optimeerimine, pinna survepinge kehtestamine ja hoolduskeskkonna tingimuste parandamine võivad tõhusalt ära hoida kloriidi{6}}indutseeritud pingekorrosioonipragusid. Need kogu-protsessijuhtimismeetmed blokeerivad pinge ja korrosiooni sünergilise rikketee, parandades oluliselt 316 roostevabast terasest küttetoru ohutust kasutusiga karmides tööstuskeskkondades.
