Hvernig tengist millimálmdreifing Ti₂Fe kornastærðar í 2. stigs títanhitararöri við þéttleika gryfja í heitri álsúlfatlausn við 80 gráður?

In the Grade 2 titanium, iron is present as an impurity up to 0.20–0.30 wt% and forms intermetallic Ti2Fe particles. These particles are cathodic against the surrounding alpha-titanium matrix. In hot aluminum sulfate (Al2(SO4)3) solution at 80°C-commonly used in water treatment and paper manufacturing-the cathodic Ti2Fe particles form galvanic cells. These galvanic cells initiate pitting at the particle-matrix interface. The size distribution of these particles (number per unit area, average and maximum diameter) is closely correlated to the pitting density. greater pit densities are achieved by larger particles (>5 µm) and greater particle densities (>500 agnir/mm²). Minni agnirnar < 2 µm og lægri þéttleiki < 200 agnir / mm2 sýna mun lægri gryfjunæmni þannig að líftíma hitara er fyrirsjáanlegt.

Mechanism of Ti2Fe-framkallað hola í álsúlfati

Galvanískur straumþéttleiki við Ti2Fe ögnina á jaðri ögn er 10-100 μA/cm2, sem er nóg til að leysa upp aðliggjandi títan fylki. Heitt álsúlfat við 80 gráður gefur lítið stöðuga óvirka filmu. Þegar gryfja er hafin, hjálpar hár styrkur súlfats og hár hiti við stækkun gryfjunnar. Holaþéttleiki hefur kraftlögmálssamband við agnaþéttleika: holaþéttleiki ≈ 0,1 (kornþéttleiki)0,7. Það er því mikilvægt að stjórna dreifingu Ti$_2$Fe agna með því að velja rétta efnið og hitameðhöndlunina þannig að hægt sé að spá fyrir um gryfjuna og lágmarka hana í álsúlfatþjónustu. meiri agnir leiða til meiri galvanískra pöra og flýta fyrir ræsingu hola.

Magnfylgni gryfjuþéttleika og agna

Viðmiðunarmálmrannsókn og tæringarprófun á 10% Al 2(SO 4 ) 3 við 80 gráður í 500 klukkustundir hefur leitt í ljós eftirfarandi fylgni fyrir 2. stigs títanrör. Sýni með Ti 2 Fe agnaþéttleika<100 particles per mm 2 and average particle size <2 µm show pitting densities of 5-20 pits per cm 2 with maximum pit depths of 20-50 µm. This is a good performance for 5 years or longer with 1.5 mm wall thickness. Particle density of 100 to 300 particles/mm2 and average size of 2 to 4 μm produces pitting density of 30 to 80 pits/cm2 and pit depths of 50 to 120 μm, which is marginal for 2 to 3 years of service. 300–600 particles per square millimeter with a size of 3–5 µm result in a pitting density of 100–250 pits per square centimeter and depths of 100–200 µm, which are considered a high pitting risk. But any density above 600 particles per square millimeter with particle sizes larger than 5 µm leads to a pitting density bigger than 300 pits per square centimeter and depths bigger than 200 µm, which is not acceptable for any long term service.

Áhrif járninnihalds og hitameðferðar á agnadreifingu

Dreifingu Ti2Fe agna er stjórnað af járnstyrk og varmavinnslusögu. 1. stigs títan, lausnarglæðing (700 gráður, vatnsslökkvandi), með 0,05–0,08 wt% járni, hefur agnaþéttleika sem er minni en 50 agnir/mm2 og kornastærð minni en 1 µm. Gráða 2 með 0,12 wt% járni í myllu-glöðu ástandinu (700 gráður, loftkælt) sýnir þéttleika upp á 80–150 agnir á mm2 og stærð 1–2 µm. Dæmigert 2. stig með 0,20 þyngd% járns í myllu-glöðu ástandinu hefur þéttleikann 200-400 agnir/mm2 og stærðina 2-4 mm. Hájárnsgráða 2 (0,25 wt%) í því ástandi sem dregið er upp nær þéttleika upp á 400–700 agnir/mm2 og stærð 3–6 μm. Beta-glæðing (hæg kæling frá yfir 900 gráðum) þrátt fyrir minnkaðan þéttleika skapar verulega gryfjustaði grófra agna 5-10 µm.

Álsúlfatþjónusta Hentug agnadreifing

Eftirfarandi tafla sýnir hámarks leyfilegar agnarbreytur Ti2Fe fyrir 2. stigs títanrör í 10% álsúlfati við 80 gráður fyrir æskilegan endingartíma og hámarks ásættanlega gröf dýpt.

Æskilegur endingartími (ár) Hámarks gryfjadýpt (mm) Hámarksþéttleiki Ti2Fe agna (agnir/mm2) Hámarks meðaltal kornastærð (µm) Ráðlegging um hitameðferð
5 0.15 <150 <2 Solution annealed (700°C, water quench)
5 0.30 150-250 2-3 Mill glóð (700 gráður C, loftkælt)
3 0.30 250–400 3–4 Mill útgræðsla + súrsuð 2 0.50 400–600 4–5 Eins og-teiknað (ekki mælt með)<1 >0.50 >600 >5 Ekki við hæfi fyrir gráðu 2 Engineering Beyond Particle Distribution Control

Títan flokkinn má velja til að útrýma Ti2Fe agnum alveg. Lausnin-glýjuð með járninnihaldi minna en 0,08 wt% fyrir gráðu 1 sýnir lægsta gryfjuþéttleika. Gráða 7 (palladíum-stöðugt) er sambærilegt við gráðu 2 í járninnihaldi, en galvanísk hegðun er breytt, sem dregur úr þéttleika gryfjunnar um 50–70% fyrir sömu agnadreifingu. Í 12. bekk eru mólýbden og nikkel til staðar sem framleiða mismunandi millimálm sem eru minna kaþódísk en Ti 2 Fe. Veggþykktin gerir ráð fyrir þolmörkum fyrir inndrætti í holu. 2.0 mm þykkt með miðlungs gryfju (80 gryfjur/cm^2, 100 µm djúp) getur varað í 5–8 ár, 1,2 mm þykkt bregst fyrr. Yfirborðsfrágangur hefur áhrif á upphaf hola. Rafpólun fjarlægir yfirborðslag sem er auðgað í Ti2Fe ögnum, sem dregur úr virkum þéttleika agna.

Upplýst forskrift

Fyrir 2. stigs títanhitara í heitri álsúlfatlausn við 80 gráður, tilgreinið hámarksstyrk járns 0,15 þyngd% og lausnar-glýjuð ástand (700 gráður ± 10 gráður, vatnsslökkva). Málmfræðileg skoðun á dæmigerðu sýni við 500× stækkun. Vottun um að Ti₂Fe ögnþéttleiki sé minni en 250 agnir á fermillímetra og að engar agnir séu stærri en 5 míkron í þvermál. Notaðu 1. stigs títan eða 7. stigs títan fyrir nauðsynleg notkun þar sem ekki er hægt að leyfa gryfjun. Komandi skoðun. Rapid pitting próf. Setjið sýnishorn í 10% Al2(SO4)3 við 80 gráður í 168 klukkustundir og skoðaðu í 50× stækkun. Hafna lóð ef þéttleiki gryfjunnar fer yfir 50 gryfjur á fersentimetra. Verkfræðingur stjórnar kornastærðardreifingu Ti ​​2 Fe sem gæðabreytu til að draga úr gryfjuþéttleika og til að tryggja spáð líftíma hitara við notkun heits álsúlfats.