Hvernig stjórnar rúmmálshlutfalli stringer-tegundar mangansúlfíðs (MnS) í 316L hitaslíðurslöngum dýpt-til-breiddarhlutfalls í klórsjó við 35 gráður

Áhrif inntökuforms á holuform og vaxtarhraða

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, lengd 20-100 µm, framleidd með einstefnu storknun og mikilli kuldadráttur) leiða til langar mjóar gryfjur með hlutföllum dýpt og breiddar á bilinu 5:1 til 20:1, sem fara hratt í gegnum veggþykktina (0,5-1,5 mm/ár). Kúlulaga MnS innifalið (hlutfall<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.

Inclusion Formfræði og eftirlit með kerfi hola rúmfræði

Þegar gryfja er hafin við MnS innfellingu í 316L í klóruðum sjó, leysist innfellingin helst upp (rafefnafræðilega eða efnafræðilega) og skilur eftir tómarúm. Tómið er um það bil kúlulaga ef innfellingin er kúlulaga. Þegar gatið breiðist út í nærliggjandi austenítfylki er framhlið útbreiðslunnar um það bil hálfkúlulaga. Ef innfellingin er strengur (lengdur meðfram rörásnum) er upphaflega tómið löng, mjó rás. Í þessari rás er staðbundinni efnafræði (hátt klóríð, lágt pH) viðhaldið og gryfjan breiðist hratt út í stringer átt, löngu áður en töluverð hliðarupplausn á sér stað. „ormahola“ gryfjan sem myndast getur haft mikið hlutfall dýpt og breiddar og getur farið í gegnum veggþykkt á broti af þeim tíma sem þarf til að gryfja sem er hafin með hnöttótt innlimun.

Stranger Lengd, Pit Aspect Ratio og götunartími: magnbundið samband

Stýrð váhrifaprófun á 316L slöngum sem innihalda MnS innlyksunarform af mismunandi formgerðum (sem leiðir af mismunandi stálframleiðsluaðferðum og teikningum) í klóruðum gervi sjó (1,5 ppm Cl₂, 20.000 ppm Cl⁻, pH 8,0, 350 gráður og eftirfarandi geometries) útbreiðsluhraða.

Hámark MnS Stringer Lengd (µm) Meðalhlutfall inntöku (lengd: breidd) hola dýpt-til-breiddarhlutfalls eftir 1.000 klst. útbreiðsluhraði hola (mm/ár) Tími til götunar (1,5 mm veggur, klst.) Mælt með 35 gráðu sjávarþjónustu í klór<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
MnS Formfræði Áhrif stálsmíði

Lögun MnS innfellinga er aðallega fyrir áhrifum af stálframleiðsluferlinu og síðari kaldri vinnu.

Brennisteinsinnihald (wt%) Stálframleiðsluaðferð Dæmigert MnS Stringer Lengd (µm) Súrefnisinnihald (ppm) Innifalið Lögun Stýring Ráðlagt fyrir klórað sjó
EAF (rafbogaofn) 0.010-0.025 30-80 50-150 Stringer, stjórnlaus nr
EAF + AOD (argon-súrefnisafkolun) 0.005-0.015 10-40 30-80 Blandað (kúlulaga + strengur) Jaðar
Ca-Si (AOD með kalsíummeðferð) 0.003-0.008 5-15 15-30 hnöttótt ásættanlegt
AOD + Ca + lágt S 0.001-0.005 2-8 10-20 Kúlulaga, fínt Já VAR (tæmiboga endurbræðið) 0.003 5 10 Mjög fínt kúlulaga Besta ESR (rafmagn endurbráðið) 0.005 8 15 Fínt kúlulaga Framúrskarandi Hagnýtar ráðleggingar fyrir klóraða sjóhitara

Eftirfarandi formfræðilegar breytur eru lagðar til fyrir 316L hlífðarhitara í klórsjó (1-2 ppm Cl 2 , 35 gráður).

$ast$ Æskilegur endingartími (ár) Hámarkslengd MnS strengja ($mu$m) Hámarksbrennisteinsinnihald (wt%) Áskilið Staðfestingaraðferð fyrir stálframleiðslu 3 Á ekki við (álfelgur ekki við hæfi) Hvers kyns uppfærsla í tvíhliða 2205 3-5 15 0.008 AOD + kalsíummeðferð ASTM E45, Tegund A, alvarleiki 1.5 5-8 10 0.005 AOD Tegund, E Caver + lágt STM + Sever AOD 1.0 8-12 8 0.003 VAR eða ESR ASTM E45, tegund A, alvarleiki 12<5 <0.002 VAR (premium) + electropolish SEM/EDS inclusion count (<1/mm2 >5 μm)
MnS formgerð staðfesting

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 þýðir að upphafið er stjórnað af strengjum.

Langt líf í klóruðu sjóvatni; Ályktun: Ákvörðun kúlulaga

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) sem fara í gegnum vegginn á 0,6-1,2 mm/ári, sem veldur götun innan 1-3 ára. Jafnaxar holur vaxa með 0,1-0,3 mm/ári og gefa 5-15 ára líftíma. Slíkar gryfjur eru framleiddar af kúlulaga innfellingum (lengd<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.