316L हीटर शीथ टयूबिंग में स्ट्रिंगर का आयतन अंश किस प्रकार मैंगनीज सल्फाइड (MnS) प्रकार का होता है, जो 35 डिग्री पर क्लोरीनयुक्त समुद्री जल में गड्ढे की गहराई को नियंत्रित करता है।

गड्ढे के आकार और विकास दर पर समावेशन आकार का प्रभाव

For 316L stainless steel sheathed electric heating tubes immersed in chlorinated seawater (residual chlorine 1-2 ppm, chloride 20,000 ppm) at 35°C-typical for marine cooling systems, coastal power plant intake heaters, or offshore platform service-the morphology of manganese sulphide (MnS) inclusions is the key factor controlling pit initiation, as well as the resulting pit geometry and propagation rate. Stringer-type MnS inclusions (elongated, aspect ratios >5:1, लंबाई 20-100 µm, यूनिडायरेक्शनल सॉलिडिफिकेशन और भारी ठंड ड्राइंग द्वारा निर्मित) के परिणामस्वरूप 5:1 से 20:1 की गहराई और चौड़ाई के अनुपात के साथ लंबे संकीर्ण गड्ढे होते हैं, जो दीवार की मोटाई में तेजी से प्रवेश करते हैं (0.5-1.5 मिमी/वर्ष)। गोलाकार एमएनएस समावेशन (पहलू अनुपात<2:1, size 2-10 μm) create equiaxed pits with depth:width ratios of 1:1 to 2:1, which propagate significantly more slowly (0.1-0.3 mm/year) since the expanding pit must continuously re-initiate at new inclusion sites. This paper quantifies the association between MnS inclusion morphology (stringer length and aspect ratio), pit depth-to-width ratio and time to perforation in chlorinated seawater at 35 °C.

समावेशन आकृति विज्ञान और पिट ज्यामिति के तंत्र का नियंत्रण

जब क्लोरीनयुक्त समुद्री जल में 316एल में एमएनएस समावेशन पर एक गड्ढा शुरू किया जाता है, तो समावेशन अधिमानतः (इलेक्ट्रोकेमिकल या रासायनिक रूप से) घुल जाता है और एक शून्य छोड़ देता है। यदि समावेशन गोलाकार है तो रिक्तता लगभग गोलाकार है। जैसे-जैसे छेद आसपास के ऑस्टेनाइट मैट्रिक्स में फैलता है, प्रसार का अग्र भाग लगभग अर्धगोलाकार रहता है। यदि समावेशन एक स्ट्रिंगर है (ट्यूब अक्ष के साथ लम्बा) तो मूल शून्य एक लंबा, संकीर्ण चैनल है। इस चैनल में स्थानीयकृत रसायन विज्ञान (उच्च क्लोराइड, कम पीएच) बनाए रखा जाता है और काफी पार्श्व विघटन होने से बहुत पहले, गड्ढा स्ट्रिंगर दिशा में तेजी से फैलता है। परिणामी 'वर्महोल' गड्ढे में चौड़ाई के अनुपात में बड़ी गहराई हो सकती है और गोलाकार समावेशन शुरू किए गए गड्ढे के लिए आवश्यक समय के एक अंश में दीवार की मोटाई में प्रवेश कर सकता है।

स्ट्रिंगर की लंबाई, पिट पहलू अनुपात और वेध समय: परिमाणित संबंध

5,000 घंटों के लिए क्लोरीनयुक्त सिंथेटिक समुद्री जल (1.5 पीपीएम सीएल₂, 20,000 पीपीएम सीएल⁻, पीएच 8.0, 35 डिग्री) में अलग-अलग आकारिकी (विभिन्न इस्पात निर्माण प्रथाओं और ड्राइंग कटौती के परिणामस्वरूप) के एमएनएस समावेशन आकार वाले 316एल टयूबिंग के नियंत्रित एक्सपोज़र परीक्षण ने निम्नलिखित गड्ढे ज्यामिति और प्रसार दर स्थापित की है।

अधिकतम. एमएनएस स्ट्रिंगर की लंबाई (माइक्रोन) औसत समावेशन पहलू अनुपात (लंबाई:चौड़ाई) गड्ढे की गहराई-से-चौड़ाई का अनुपात 1,000 घंटे के बाद गड्ढे का प्रसार दर (मिमी/वर्ष) छिद्रण का समय (1.5 मिमी दीवार, घंटे) 35 डिग्री क्लोरीनयुक्त समुद्री जल सेवा के लिए अनुशंसित<5 <2:1 (globular) 1:1 to 1.5:1 0.10-0.20 7,500-15,000 Yes 5-10 2:1 to 3:1 1.5:1 to 2:1 0.15-0.30 5,000-10,000 Acceptable 10-20 3:1 to 5:1 2:1 to 4:1 0.25-0.50 3,000-6,000 Marginal 20-30 5:1 to 8:1 4:1 to 6:1 0.40-0.80 1,900-3,800 Not recommended 30-50 8:1 to 12:1 6:1 to 10:1 0.60-1.20 1,250-2,500 Unacceptable 50-80 12:1 to 20:1 10:1 to 15:1 0.90-1.80 800-1,700 Unacceptable >80 >20:1 >15:1 >1.50 <1,000 Unacceptable
एमएनएस आकृति विज्ञान इस्पात निर्माण अभ्यास का प्रभाव

एमएनएस समावेशन का आकार मुख्य रूप से इस्पात निर्माण प्रक्रिया और उसके बाद के ठंडे काम से प्रभावित होता है।

सल्फर सामग्री (wt%) स्टील बनाने का अभ्यास विशिष्ट एमएनएस स्ट्रिंगर लंबाई (µm) ऑक्सीजन सामग्री (पीपीएम) समावेशन आकार नियंत्रण क्लोरीनयुक्त समुद्री जल के लिए सुझाया गया
ईएएफ (इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस) 0.010-0.025 30-80 50-150 स्ट्रिंगर, अनियंत्रित नं
ईएएफ + एओडी (आर्गन -ऑक्सीजन डीकार्बराइजेशन) 0.005-0.015 10-40 30-80 मिश्रित (गोलाकार + स्ट्रिंगर) सीमांत
Ca-Si (कैल्शियम उपचार के साथ AOD) 0.003-0.008 5-15 15-30 गोलाकार स्वीकार्य
AOD + Ca + निम्न S 0.001-0.005 2-8 10-20 गोलाकार, बारीक हाँ VAR (वैक्यूम आर्क रीमेल्टेड) ​​0.003 5 10 बहुत बारीक गोलाकार सर्वोत्तम ESR (इलेक्ट्रोस्लाग रीमेल्टेड) ​​0.005 8 15 बढ़िया गोलाकार क्लोरीनयुक्त समुद्री जल हीटरों के लिए उत्कृष्ट व्यावहारिक अनुशंसाएँ

क्लोरीनयुक्त समुद्री जल सेवा (1-2 पीपीएम सीएल 2, 35 डिग्री) में 316 एल शीथेड हीटर के लिए निम्नलिखित समावेशन रूपात्मक पैरामीटर प्रस्तावित हैं।

$ast$ वांछित सेवा जीवन (वर्ष) अधिकतम एमएनएस स्ट्रिंगर लंबाई ($mu$m) अधिकतम सल्फर सामग्री (wt%) आवश्यक स्टीलमेकिंग अभ्यास सत्यापन विधि 3 लागू नहीं (मिश्र धातु अनुपयुक्त) डुप्लेक्स में कोई भी अपग्रेड 2205 3-5 15 0.008 एओडी + कैल्शियम उपचार एएसटीएम ई45, प्रकार ए, गंभीरता 1.5 5-8 10 0.005 एओडी + सीए + निम्न एस एएसटीएम ई45, प्रकार ए, गंभीरता 1.0 8-12 8 0.003 वीएआर या ईएसआर एएसटीएम ई45, प्रकार ए, गंभीरता 12<5 <0.002 VAR (premium) + electropolish SEM/EDS inclusion count (<1/mm2 >5 μm)
एमएनएस आकृति विज्ञान पुष्टि

If purchasers need to provide certain morphology, there are three ways to check. First, ASTM E45 (Standard Test Methods for Determining the Inclusion Content of Steel), Method A (worst field) for Type A (sulphide) inclusions: severity 1.5 for moderate service, 1.0 for aggressive service, 0.5 for severe service. The second is scanning electron microscopy (SEM) with image analysis. Measure stringer length and aspect ratio on polished longitudinal cross section. The third test is a simple immersion test. It consists of exposure to chlorinated seawater for 500 hours. Pits with a depth/width ratio >5:1 का मतलब है कि शुरुआत स्ट्रिंगर्स द्वारा नियंत्रित होती है।

क्लोरीनयुक्त समुद्री जल में लंबा जीवन; निष्कर्ष: गोलाकार समावेशन का निर्धारण

Manganese sulphide inclusion morphology determines pit shape and propagation rate for 316L stainless steel heater sheaths in chlorinated saltwater at 35 °C Stringer type inclusions (length >15-30 microns, aspect ratio >5:1) cause high aspect ratio pits (depth:width >6:1) जो 0.6-1.2 मिमी/वर्ष की गति से दीवार में प्रवेश करते हैं, जिससे 1-3 वर्षों के भीतर छिद्र हो जाता है। समअक्षीय गड्ढे 0.1-0.3 मिमी/वर्ष की दर से बढ़ते हैं और 5-15 वर्ष का जीवन देते हैं। ऐसे गड्ढे गोलाकार समावेशन (लंबाई) द्वारा निर्मित होते हैं<5-10 µm, aspect ratio <3:1). Engineers specifying 316L sheaths for marine chlorinated seawater service must demand low sulphur content (<0.005-0.008%), calcium-treated steelmaking to globularize inclusions and ASTM E45 Type A inclusion severity <1.0. VAR or ESR remelting, with sulphur <0.003% for best dependability Stringer free, fine spherical inclusions. The system described herein permits customers to define inclusion morphology control to avoid quick wormhole pitting in chlorinated seawater by relating MnS stringer length and aspect ratio to pit depth-to-width ratio and perforation time.