347 हीटर शीथ टयूबिंग में अतिरिक्त नाइओबियम (0.60-0.80 wt%) से प्राथमिक MC कार्बाइड (NbC/TiC) का वॉल्यूम फ्रैक्शन 80 डिग्री पर 1,000 पीपीएम क्लोराइड पानी में पिट आरंभ स्थल घनत्व और छिद्रण समय को कैसे नियंत्रित करता है?

पिटिंग प्रतिरोध के लिए क्लोराइड सेवा से अधिक -स्थिरीकरण जुर्माना

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 वर्ष। प्राथमिक एमसी मात्रा अंश 0.12 - 0.20% तक बढ़ जाता है (अति-स्थिर (0.60-0.80 wt% नाइओबियम)) गड्ढे का घनत्व 5-10 गुना बढ़ जाता है छिद्रण समय घटकर 2-4 वर्ष हो जाता है यह पेपर 80 डिग्री पर 1,000 पीपीएम सीएल⁻ पानी में अतिरिक्त एनबी, प्राथमिक एमसी कार्बाइड मात्रा अंश, गड्ढे आरंभ घनत्व और छिद्रण समय के बीच लिंक का मूल्यांकन करता है।

प्राथमिक एमसी कार्बाइड द्वारा संचालित पिटिंग का तंत्र

347 स्टेनलेस स्टील के जमने के दौरान, प्राथमिक एमसी कार्बाइड (NbC, TiC) बनते हैं। उनकी उच्च विद्युत चालकता और उत्कृष्ट सतह गुणों के कारण वे ऑस्टेनिटिक मैट्रिक्स के कैथोडिक हैं। यदि नाइओबियम सामग्री लगभग 0.45-0.50 wt% से ऊपर है (सामान्य कार्बन सामग्री 0.04-0.06% है) तो पूर्ण स्थिरीकरण के लिए आवश्यक मात्रा से अधिक किसी भी अतिरिक्त नाइओबियम के परिणामस्वरूप अधिक प्राथमिक कार्बाइड का निर्माण होता है। ये कण घोल एनीलिंग (1,050-1,100 डिग्री) के दौरान घुलनशील नहीं होते हैं और अंतिम ट्यूबिंग में बने रहते हैं। क्लोराइड समाधानों में ये कार्बाइड अधिमानतः कैथोडिक ऑक्सीजन कटौती प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं और एक गैल्वेनिक जोड़ी बनाते हैं जो आसपास के मैट्रिक्स के एनोडिक विघटन का पक्ष लेते हैं। गड्ढे की शुरुआत का घनत्व सतह पर उजागर प्राथमिक एमसी कार्बाइड कणों की संख्या के समानुपाती होता है।

अतिरिक्त नाइओबियम, एमसी वॉल्यूम फ़्रैक्शन और पिटिंग प्रदर्शन के बीच सहसंबंध

विभिन्न नाइओबियम स्तरों (निरंतर कार्बन 0.05-0.06%, टाइटेनियम) के साथ 347 ट्यूबिंग के साथ नियंत्रित विसर्जन परीक्षण<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.

नाइओबियम (wt%) Nb:C अनुपात कार्बन (wt%)MC प्राथमिक वॉल्यूमेट्रिक अंश (%)MC कण आकार (µm) 5,000 घंटे के बाद गड्ढे का घनत्व (गड्ढे/सेमी2) 5,000 घंटे के बाद अधिकतम गड्ढे की गहराई (µm) छिद्रण का समय (1.5 मिमी दीवार, वर्ष) 80 डिग्री, 1,000 पीपीएम सीएल - सेवा के लिए अनुशंसित 0.20 4:1 0.05 0.02-0.03 1-2 0.2-0.5 15-25 10-15 स्वीकार्य (अंडर-स्थिर, संवेदीकरण का खतरा)
0.30 6:1 0.05 0.03-0.04 1-2 0.3-0.6 18-28 9-12 स्वीकार्य 0.35 7:1 0.05 0.04-0.05 1-2 0.5-1.0 20-35 8-11 स्वीकार्य 0.40 8:{55}} स्वीकार्य (इष्टतम संतुलन) 0.45 9:1 0.05 0.06-0.08 2-4 1-2 30-50 5-7 सीमांत 0.50 10:{9}} अनुशंसित नहीं 0.60 12:1 0.05 0.12-0.15 3-6 4-8 50-80 2.5-4 नहीं 0.70 14:{13}} नहीं 0.80 16:1 0.05 0.18-0.22 5-10 15-25 80-120 1.2-2 नहीं 1.00 20:{17}} नहीं
प्राथमिक एमसी विघटन पर समाधान एनीलिंग तापमान का प्रभाव

उच्च समाधान एनीलिंग तापमान प्राथमिक एमसी कार्बाइड को आंशिक रूप से भंग कर सकता है, हालांकि 1,150 डिग्री से अधिक तापमान पर अनाज के मोटे होने और फेराइट बनने का खतरा होता है।

समाधान एनीलिंग तापमान (डिग्री) प्राथमिक एमसी वॉल्यूम फ़्रैक्शन 0.60% एनबी (%) एमसी कण आकार (µm) गड्ढे का घनत्व (गड्ढे/सेमी2) अनुशंसित 1, 050 0.12-0.15 3-6 4-8 नंबर 1, 080 0.10-0.12 3-5 3-6 नंबर 1, 100 0.08-0.10 3-4 2-4 सीमांत 1, 120 0.06-0.08 2-4 1-3 स्वीकार्य (लेकिन अनाज की वृद्धि का खतरा)
1,150 0.05-0.07 2-3 1-2 स्वीकार्य (अनाज का मोटा होना → कम रेंगने की ताकत)
क्लोराइड सेवा के लिए 347 व्यावहारिक सिफ़ारिशें

वांछित सेवा जीवन (वर्ष) अधिकतम नाइओबियम (wt%) न्यूनतम समाधान एनीलिंग तापमान (oC) अधिकतम प्राथमिक एमसी वॉल्यूम। अंश (%) स्थिरीकरण सुझाया गया 10 0.40 1, 050 0.06 कोई नहीं (समाधान रद्द)
8-10 0.42 1,060 0.07 कोई नहीं 5-8 0.45 1, 080 0.08 कोई नहीं (स्थिरीकरण से बचें)
3-5 0.50 1,100 (अनाज आकार समायोजन के साथ) 0.10 सीमांत<3 >0.50Not recommended >0.10 316एल या डुप्लेक्स 2205 प्राथमिक एमसी कार्बाइड सामग्री सत्यापन में अपग्रेड करें

जिन उपभोक्ताओं को कुछ पिटिंग प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, उनके लिए सत्यापन के दो तरीके हैं। पहला एक पॉलिश और थोड़ा नक्काशीदार क्रॉस सेक्शन का एसईएम मेटलोग्राफिक निरीक्षण है। 1,000× स्वीकृति पर प्राथमिक एमसी कार्बाइड (कोणीय, 2-10 µm) की गणना करें:<5 particles/mm2 for >8 साल का जीवन