เหตุใดความหนาของผนังปลอกสแตนเลส 316 ที่ต่ำกว่า 1.1 มิลลิเมตรจึงต้องใช้การผ่าน-การอบอ่อนเพื่อป้องกันการกัดกร่อนจากความเครียดในการแตกร้าวในการใช้งานน้ำทะเลร้อน

การรวมกันของความเค้นดึงที่ตกค้างจากการแกว่งและการสัมผัสกับคลอไรด์ทำให้เกิดอันตรายสูงต่อการกัดกร่อนของรอยแตกร้าวจากความเค้นสำหรับวิศวกรการผลิตและผู้เชี่ยวชาญด้านการกัดกร่อนที่รับผิดชอบเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มไฟฟ้าในระบบระบายความร้อนด้วยน้ำทะเล โรงกลั่นน้ำทะเล และแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นมีลักษณะเฉพาะโดยมีเงื่อนไข 3 ประการพร้อมกัน (มาตรา 10) ได้แก่ วัสดุที่ไวต่อความเค้นดึง และสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์เกิน 60 องศา วิธีการพันที่ใช้ในการควบแน่นฉนวนแมกนีเซียมออกไซด์จะทำให้เกิดแรงดึงตกค้างขนาดใหญ่บนพื้นผิวด้านในของปลอก 316 ความเค้นตกค้างเหล่านี้มีความแข็งแรงเป็นพิเศษสำหรับเปลือกผนังบางที่มีขนาดต่ำกว่า 1.1 มม. และขยายเปอร์เซ็นต์ความหนาของผนังให้มากขึ้น ทำให้เกิดช่องทางที่เกือบจะต่อเนื่องสำหรับการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของการแตกหัก ความเค้นตกค้างเหล่านี้สามารถบรรเทาลงได้ และความไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นลดลงอย่างมากด้วยการอบอ่อนหลัง- เช่น การทำความร้อนชุดทำความร้อนที่เสร็จแล้วถึง 1,050 องศา และการดับอย่างรวดเร็ว การศึกษานี้ระบุปริมาณความสัมพันธ์ระหว่างความหนาของผนัง ปริมาณความเค้นตกค้าง และความจำเป็นในการอบอ่อนภายหลังการใช้น้ำทะเล

ขนาดของความเค้นตกค้างเทียบกับความหนาของผนังหลังการ Swageing
ในระหว่างกระบวนการตอกหลอด 316 จะทำงานเย็น เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางลดลง 15-30% รอบๆ แกนที่เติม MgO การทำงานเย็นทำให้เกิดการเคลื่อนตัวและการเสียรูปของเมล็ดพืช และกักเก็บพลังงานยืดหยุ่นไว้เป็นความเค้นตกค้าง การวัดความเค้นตกค้างจากการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ดำเนินการบนพื้นผิวด้านในของปลอก 316 แบบ swaged เผยให้เห็นการพึ่งพาผกผันอย่างมากกับความหนาของผนัง ความเค้นดึงตกค้างที่พื้นผิวด้านในสำหรับความหนาของผนัง 0.8 มม. แตกต่างกันไปตั้งแต่ +250 ถึง +350 MPa สำหรับความหนาของผนัง 1.0 มม. ช่วงคือ +200 ถึง +280 MPa สำหรับผนัง 1.2 มม. ช่วงจะลดลงเหลือ +150 ถึง +220 MPa สำหรับผนัง 1.6 มม. ช่วงคือ +100 ถึง +160 MPa ความเค้นตกค้างจะลดลงเหลือ +50 ถึง +100 MPa ในผนัง 2.0 มม. ค่าเหล่านี้ใกล้หรือเกินเกณฑ์สำหรับการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นในสภาพแวดล้อมคลอไรด์อุ่น ซึ่งมีค่าประมาณ +150 MPa สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม 316 ในน้ำเค็มที่ 60 องศา เปลือกที่มีความเค้นตกค้างที่พื้นผิวด้านในสูงกว่า 150 MPa มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดรอยแตกภายในไม่กี่เดือนหลังจากได้รับสัมผัส ต่ำกว่า 100 MPa ความเสี่ยงจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นเปลือกที่มีความหนาของผนังต่ำกว่าประมาณ 1.2 มม. จึงมีความเค้นตกค้างที่พื้นผิวด้านในเกินระดับที่ปลอดภัย ในขณะที่เปลือกที่เกิน 1.6 มม. โดยปกติจะต่ำกว่าเกณฑ์ สำหรับช่วงกลาง 1.2–1.6 มม. อันตรายจะสัมพันธ์กับการลดปริมาณน้ำล้นและอุณหภูมิน้ำทะเลโดยเฉพาะ

กระบวนการหลอมและผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนและความเค้นตกค้าง
ปลอก 316 จะถูกอบอ่อนหลังจากการตอกที่ 1,050 องศาเป็นเวลา 15 ถึง 30 นาทีในสภาพแวดล้อมที่มีการป้องกัน ซึ่งมักจะเป็นอาร์กอนหรือแอมโมเนียที่แยกตัวออก เพื่อตกผลึกโครงสร้างเกรนที่เย็น-อีกครั้ง วิธีการนี้สามารถขจัดความเค้นตกค้างได้เกือบทั้งหมด ส่งผลให้ค่าพื้นผิวภายในลดลงเหลือประมาณ ±20 MPa โดยไม่คำนึงถึงความหนาของผนังเริ่มต้น แต่การหลอมมีข้อเสียที่เป็นไปได้ 3 ประการ ประการแรก อุณหภูมิสูงสามารถออกซิไดซ์ลวดต้านทานภายในได้ หากสภาพแวดล้อมไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม โลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมจะสร้างออกไซด์ป้องกันที่ 1,050 องศา แต่การเกิดออกซิเดชันที่รุนแรงจะลดหน้าตัด-ของเส้นลวด และลดอายุการใช้งานของเครื่องทำความร้อน ประการที่สอง การอบอ่อนจะทำให้เปลือก 316 อ่อนตัวลง โดยลดความแข็งแรงเชิงกลและระดับแรงกดลงเหลือประมาณ 20–30% ของค่าการดึงเย็น- เครื่องทำความร้อนที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 40 บาร์ในสภาวะที่มีการ swaged อาจลดลงเหลือ 30 บาร์หลังจากการอบอ่อน ประการที่สาม อัตราการเย็นตัวที่ช้าระหว่างการหลอมอาจทำให้เกิดอาการแพ้ กล่าวคือ การตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์ที่ขอบเขตของเกรน การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว ซึ่งมักจะเป็นการดับด้วยน้ำหรือการทำให้เย็นลงด้วยแก๊ส หลีกเลี่ยงการเกิดอาการแพ้และรักษาความต้านทานการกัดกร่อน การอบอ่อนที่ดี-ไม่ส่งผลต่อความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนหรือการกัดกร่อนของรอยแยก นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงความเป็นเนื้อเดียวกันของการเคลือบแบบพาสซีฟได้อีกด้วย สำหรับเปลือกหุ้มผนังบาง-ที่ต่ำกว่า 1.1 มม. ประโยชน์ของการลดความเค้นตกค้างมีมากกว่าข้อเสียอย่างมาก เนื่องจากไม่เช่นนั้นอายุการใช้งานจะถูกจำกัดไว้ที่เดือนแทนที่จะเป็นปีเนื่องจากการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้น

ข้อกำหนดการหลอมและเมทริกซ์ความหนาของผนังสำหรับการบริการน้ำทะเล
ตารางต่อไปนี้สรุปหลักเกณฑ์สำหรับการอบอ่อนภายหลัง-การอบอ่อนแบบ Swage ของปลอก 316 อันสำหรับการให้บริการน้ำทะเลร้อนที่อุณหภูมิเกิน 60 องศา ค่าการสัมผัสคลอไรด์อย่างต่อเนื่องหรือเป็นระยะๆ และอายุการใช้งานที่คาดการณ์ไว้มากกว่าสองปี

ความหนาของผนังเปลือก ความเครียดตกค้างบนพื้นผิวด้านใน ความเสี่ยงของความเค้น การกัดกร่อน การแตกร้าว การรื้อโดยไม่ต้องโพสต์-การหลอมแบบ Swage การหลอม การหลอม คำแนะนำทางเลือกที่แนะนำ
ต่ำกว่า 0.8 มม. สูงกว่า 350MPa สูงมาก สัปดาห์แห่งความล้มเหลวบังคับ อัพเกรดผนังหนาขึ้นหรืออัลลอยด์?
250 – 350 MPa สูง 0.8 – 1.0 มม. ความล้มเหลวใน 1 – 6 เดือนจำเป็นต้องมีการหลอมที่จำเป็นสำหรับบริการน้ำทะเลทั้งหมด
1.0 – 1.2 มม. 200 – 280 เมกะปาสคาลปานกลางถึงสูง ความล้มเหลวที่ 6-18 เดือน แนะนำเป็นอย่างยิ่ง ยอมรับได้โดยไม่ต้องอบอ่อน เฉพาะบริการที่ไม่ต่อเนื่องเท่านั้น
1.2 – 1.4 มม. 150 – 220 MPa ปานกลาง; ความล้มเหลว 1–3 ปีสำหรับการบริการอย่างยั่งยืน แนะนำตรวจสอบทุกปีโดยไม่ต้องอบอ่อน 1.4 – 1.6 มม. 100 – 160 Mpaต่ำถึงปานกลาง; ความล้มเหลวใน 3 ถึง 5 ปี อายุการใช้งาน 5 ปีอาจเพียงพอโดยไม่ต้องหลอม
1.6 – 2.0 มม. 50 – 100 MPaต่ำ – ไม่น่าจะพังทลายลงในอีก 5 ปีข้างหน้า ไม่เกิดประโยชน์ การหลอมไม่เกิดประโยชน์มากนัก
มากกว่า 2.0 มม< 50 MPaVery low Not necessaryNo annealing needed, might weaken strength
สำหรับฝักในน้ำเค็มที่มีอุณหภูมิมากกว่า 60 องศาและต่ำกว่า 1.2 มม. การระบุการอบอ่อนภายหลังการ Swage คือความแตกต่างระหว่างเครื่องทำความร้อนที่ไม่ทำงานในหนึ่งปีกับเครื่องที่มีอายุห้าปีหรือมากกว่านั้น ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในการหลอม ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ 15-25% ของต้นทุนเครื่องทำความร้อน จะได้รับการชดเชยด้วยอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้น และความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายจากการแตกร้าวที่ไม่คาดคิด

ลักษณะการปฏิบัติของการระบุเปลือกผนังบาง-อบอ่อน
ปลอก-ผนัง 316 แบบบางควรผ่านการอบอ่อน-โดยวิศวกร และข้อกำหนดเพิ่มเติมสามประการควรรวมอยู่ในข้อกำหนดการจัดซื้อจัดจ้าง การรับรองความต้องการครั้งแรกของสภาพแวดล้อมการหลอมและอัตราการทำความเย็น ใบรับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนดว่าการหลอมดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่ไม่-ออกซิไดซ์ที่ 1,050 15 องศาเป็นเวลาอย่างน้อย 15 นาที และดับด้วยน้ำหรือบังคับให้ระบายความร้อนด้วยแก๊สทำให้มั่นใจได้ว่าการประมวลผลถูกต้อง ประการที่สอง กำหนดให้มีการทดสอบการแพ้ตามมาตรฐาน ASTM A262 Practice E การทดสอบประกอบด้วยการจุ่มตัวอย่างของวัสดุเปลือกที่ผ่านการอบอ่อนในสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต-ทองแดงที่กำลังเดือด และการตรวจสอบการโจมตีตามขอบเกรน ระดับการผ่านบ่งชี้ว่าการอบอ่อนไม่ทำให้เกิดอาการแพ้ ประการที่สามคือการต้องมีการตรวจสอบว่าลวดต้านทานภายในไม่ได้ถูกออกซิไดซ์และเสียหาย การทดสอบความต้านทานของฉนวนอย่างง่ายที่อุณหภูมิห้อง-ขั้นต่ำ 100 เมกะโอห์ม-เป็นการยืนยันว่า MgO และสายไฟยังคงอยู่ที่เดิม เครื่องทำความร้อนที่ได้รับการอบอ่อนในอากาศอย่างไม่ถูกต้องอาจมีลวดต้านทานออกซิไดซ์โดยสิ้นเชิง และเครื่องทำความร้อนจะแสดงไฟฟ้าลัดวงจรหรือความต้านทานต่ำมาก สำหรับการผลิตที่มีปริมาณมาก วิศวกรควรหาตัวอย่างภาพตัดขวางแบบทำลายล้างตั้งแต่ขั้นตอนการผลิตเริ่มแรกเพื่อยืนยันโครงสร้างของเกรนและการไม่มีคาร์ไบด์ตามขอบเกรน คุณสมบัตินี้มีราคาไม่แพงนักเมื่อเทียบกับต้นทุนของความล้มเหลวของสนามในการใช้งานน้ำทะเล ซึ่งเครื่องทำความร้อนที่ล้มเหลวมักส่งผลให้เรือปิด การระบายน้ำ และการทำความสะอาด ผนังบาง-ที่ผ่านการอบอ่อนอย่างเหมาะสม 316 ผสมผสานข้อดีของการตอบสนองต่อความร้อนของผนังบางและความต้านทานการแตกร้าวจากความเครียดจากการกัดกร่อนของผนังหนา - สิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลกเมื่อต้องการความร้อนอย่างรวดเร็วและความทนทานของน้ำทะเล