Undir hvaða sértækri samsetningu tíma og hitastigs á næmingarsviðinu (500 gráður til 800 gráður) þróar 316L hitaslíðurslöngur greinanlegt millikornaárás í ASTM A262 æfingu E

Time-Temperature-Sensitization (TTS) Diagram of Low-Carbon 316 316L stainless steel sheathed electric heating tubes exposed to elevated temperature during manufacturing (e.g. welding, brazing or stress relief) or during service (e.g. thermal cycling in the sensitisation range) require a time-temperature combination to develop detectable intergranular corrosion (IGC) in the ASTM A262 Practice E test (copper-copper sulfate-sulfuric acid) that is significantly longer than for standard 316 due to the lower carbon content (0.03%). 316L nevertheless is not immune to sensitisation, it only takes longer times or higher temperatures in the 550-750'C range to precipitate sufficient chromium carbides so as to form a continuous chromium deficient network. The nose of the TTS curve for 316L is around about 650-700°C where after 100-200 hours sensitisation is apparent (change from "step" to "ditch" structure in Practice A, or cracking in Practice E). At 600°C, 500-1,000 hours are needed for sensitisation; at 750°C, 50-100 hours; at 550°C, >2.000 klukkustundir. Tíma-hitastig-næmingarsambandið hefur verið magnmælt fyrir 316L hitaslíður. Þetta gerir kleift að meta áhættuna sem tengist suðuhitaáhrifasvæðum eða langvarandi váhrifum við notkun. Næmingarháttur lágkolefnis 316L er dreifing kolefnis til kornamarka og útfelling króm-ríkra karbíða (Cr 23 C6). Kolefnisinnihaldið er lækkað í<0.03% and the amount of carbon available for precipitation is limited. However, if you leave it at temperature long enough, carbon atoms can still spread (particularly at dislocations and grain boundaries) and form carbides. The necessary prerequisite for the detection of intergranular corrosion is the creation of a continuous or very continuous chain of carbides at the grain boundaries which leads to the merging of the chromium-depleted zones. Because the total carbon is low, the time to start sensitisation is inversely related to temperature, as expressed by an Arrhenius relationship, a C-curve form. For 316L the nasal temperature (fastest sensitisation) is about 650-700°C. TTS Data for 316L (0.025% C) in ASTM A262 Practice E Controlled ageing of 316L tubing (0.025% C, 0.06% N, balance standard) in an isothermal environment at various temperatures followed by ASTM A262 Practice E testing (24-hour boil in copper-copper sulfate-sulfuric acid, then 180° bend) has produced the following onset times for detectable intergranular cracks. Ageing Temperature (℃)Practice A Practice E Practice A Practice E Time to First Detectable IGC Cracks Time to Continuous Grain Boundary Carbides (hours) (hours) Indicated time after which maximum exposure for sensitisation is recommended Avoidance 500 >5,000 (none identified) >10,000 Step 5,000 hours 5253,000-4,000 5,000-7,000 Step 3,000 550 1,500-2,500 3,000-5,000Dual → Step (after 2,500h) 1,500 hours 575 800-1,200 1,500-2,500 Dual 800 hours 600 400-800 800-1,500 Dual → Ditch (after 800h) 400 hours 625200-400 400-800 Ditch 200 h 100-200 650 200-500 675 100 hours Ditch80-150 150-300 Ditch 80 hours 700 50-100 100-200 Ditch 40 hours 50 hours 725 40-80 80-150 750 30-60 60-120 Ditch 30 hours 775 40-80 (onset slows)40 Ditch 80-150 800 80-150 (slower) 150-300 ditch → dual 80 hrs 850 200-400 (partial redissolution) 400-800 Dual → Step 200 hours The Effect of Carbon Content on Location of TTS Curve The time to sensitisation is roughly inversely proportional to the carbon amount. Less carbon means longer safe exposure duration. Carbon Content (wt%) Time to Sensitisation at 650°C (hours) Time to Sensitisation at 700°C (hours) Time to Sensitisation at 600°C (hours) (average) 0.025 120-200 60-100 500-800 (premium) 0.020 200-350 100-150 800-1,200 (very cheap) 0.015 350-600 150-250 1,200-2,000 (speciality) 0.008 >1,000 >500 >3.000 að hámarki 316L 0.030 100-150 50-80 400-600 Hagnýtar vísbendingar um framleiðslu og þjónustu á hitara Fyrir 316L innbyggða hitara gilda tíma-hitatakmarkanirnar sem taldar eru upp hér að neðan til að forðast ofnæmi (bilun í æfingu E). Dæmigert hitasvið Ferli eða þjónustuskilyrði gráðu Hámarks leyfilegur tími til næmingar Áhætta Ráðlagður aðgerð Eingangur GTAW suðu 1.200-1.400 (hámark), 450-850 (kæling) Sekúndur (kæling um 450-850 gráður) Engin hætta á vegg<3mm Multi-pass welding (thick flanges) Cumulative time in 550-750°C >5-10 minutes total Use 316L, limit passes, cool between passes Stress reduction after welding 400-450°C < 24 h No danger (below sensitisation) Brazing (furnace, 5 minutes) 5 minutes 600-700°CNo risk (not enough time) Brazing (long cycle, >30 min) 600-700°C >30-60 mínútur Hætta á ofnæmi; nota 347 eða 316L með<0.02% C Service temperature excursion 550-650°C >500-1,500 hours Monitor; after 10,000 hours, test Practice E Continuous service 550°C 550°C>2,500-5,000 hours Test coupon at 5,000 hours Continuous service @ 600 deg C 600 deg C >500-1,000 hours Not recommended for >5,000 hours 650°C Continuous service >100-200 klst. 316L hentar ekki til lengri tíma. Staðfesting á næmni 650 gráður Fyrir 316L hitara sem eru í notkun í langan tíma á 500-750 gráðu bilinu, gilda eftirfarandi samþykkisviðmið: Málmfræði á sviði (eftirmynd) - Fágað yfirborðið á yfirborði 50 o.s.frv. dreifingu með því að nota sellulósa asetat eftirmynd. Samþykki: engin samfelld kornamörk karbíð (þrep uppbygging) Eyðileggjandi prófun (sýnishorn hitari) Skerið hluta, gerðu ASTM A262. Æfing E. Samþykki: engar sprungur eftir beygjuprófun. Hörkuprófun: Næming breytir ekki marktækt hörku, þar af leiðandi ekki gagnleg. 316L Næmingaráhættumæling með TTS CurveConclusion ASTM A262 Greinanleg millikornaárás fyrir 316L hitari slíður úr ryðfríu stáli. 30-60 klst við 750 gráður til 1.500-2.500 klst við 550 gráður. Nef TTS ferilsins liggur í 650-700 gráðum, þar sem næmi er náð eftir 100-200 klst. Þunnveggja hitaslíður eru ekki í hættu á að verða næm við venjulegar suðu- og lóðarlotur (sekúndur til mínútur). Hins vegar getur langtíma notkun við 550-650 gráður í þúsundir klukkustunda, eða endurteknar langvarandi hitalotur, valdið 316L næmni. Verkfræðingar sem tilgreina 316L slíður fyrir samfellda notkun yfir 500 gráður ættu að reikna út uppsafnaðan tíma sem varið er á bilinu 550-650 gráður og bera saman við TTS takmarkanir. Fyrir líf lengur en 2000-5000 klukkustundir við 550-600 gráður, er ráðlagt að uppfæra í 347 (níóbíum-stöðugleika) eða reglubundnar Practice E prófun á hitara í sýnum. Ramminn sem gefinn er upp hér, sem tengir tíma, hitastig og upphaf næmingar í ASTM A262 æfingu E, gerir kaupendum kleift að spá fyrir um og forðast tæringu á milli korna í 316L hitaslíður sem verða fyrir hækkuðu hitastigi.