টাইটানিয়াম গ্রেড 5 হিটিং টিউবের অবশিষ্ট স্ট্রেস লেভেল (অ্যানিলড বনাম হিসাবে-ওয়েল্ডেড) কীভাবে মেথানোলিক এইচসিএল পরিষেবাতে স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংকে প্রভাবিত করে?
একটি বার্তা রেখে যান
মিথানোলিক এইচসিএল (মিথানলে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড) ফার্মাসিউটিক্যালস এবং বিশেষ রাসায়নিক পদার্থের সংশ্লেষণে ব্যবহার করা হয় এমন প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য যার জন্য অ্যানহাইড্রাস অ্যাসিড অবস্থার প্রয়োজন হয়। টাইটানিয়াম গ্রেড 5 (Ti-6Al-4V) দিয়ে তৈরি এই পরিষেবাতে গরম করার টিউবগুলি স্ট্রেস ক্ষয় ক্র্যাকিং (SCC) এর জন্য সংবেদনশীল, বিশেষ করে যখন ঢালাই বা গঠন থেকে অবশিষ্ট চাপ থাকে। মেথানোলিক এইচসিএল ক্র্যাকিং ট্রান্সগ্রানুলার এবং ঘরের তাপমাত্রায়ও দ্রুত ঘটতে থাকে যেখানে জলীয় ক্লোরাইড SCC আন্তঃগ্রান্যুলার। অবশিষ্ট স্ট্রেস উপশম করতে অ্যানিলিং SCC প্রতিরোধকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। SCC সূচনা করার সময় অবশিষ্ট স্ট্রেস লেভেলের প্রভাবের পরিমাণ নির্ধারণ করা হয় এবং মেথানোলিক HCl পরিষেবাতে গ্রেড 5 এর জন্য প্রয়োজনীয়তা প্রতিষ্ঠিত হয়।
Methanolic HCl মধ্যে SCC প্রক্রিয়া
টাইটানিয়াম ক্লোরাইড আয়ন সমন্বিত মেথানোলিক দ্রবণে SCC-এর একটি ফিল্ম-ফাটল প্রক্রিয়ার জন্য ঝুঁকিপূর্ণ। মিথানলের অস্তরক ধ্রুবক কম এবং এর দ্রবণ শক্তি অপর্যাপ্ত, ফলে ক্লোরাইড আয়নগুলি খারাপভাবে সুরক্ষিত থাকে। তারা প্রসারিত উত্তেজনার অবস্থানে প্যাসিভ ফিল্মকে জোরালোভাবে আক্রমণ করে। একবার ফাটল শুরু হলে দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে এবং জলহীন পরিস্থিতিতে, পুনঃপাসিভেশন প্রতিরোধ করা হয়। 1-2% এর উপরে জলের পরিমাণ SCC দমন করে। বিভিন্ন ক্রিয়াকলাপের জন্য জলশূন্য অবস্থার প্রয়োজন।
গ্রেড 5 একটি দুই-ফেজ মাইক্রোস্ট্রাকচার (আলফা + বিটা) বৈশিষ্ট্যযুক্ত যা পর্যায়গুলির মধ্যে গ্যালভানিক বৈচিত্র্যের দিকে নিয়ে যায়। অবশিষ্ট প্রসার্য চাপ আলফা-বিটা ইন্টারফেস বরাবর বা আলফা দানার মাধ্যমে ফ্র্যাকচার খোলার দিকে পরিচালিত করে। গ্রেড 5-এর জন্য, মিথানলে 0.1% HCl-এ SCC-এর স্ট্রেস থ্রেশহোল্ড প্রায় 150-200 MPa।
গ্রেড 5 অংশে অবশিষ্ট চাপের মাত্রা
ঢালাই গ্রেড 5 টিউবে অবশিষ্ট চাপগুলি বড় হয়:
GTAW (গ্যাস টাংস্টেন আর্ক ওয়েল্ডিং) ওয়েল্ড জোন: 200-400 MPa টেনসাইল রেসিডুয়াল স্ট্রেস (সাধারণত স্থানীয়ভাবে ফলন শক্তির উপরে)
তাপ প্রভাবিত অঞ্চল (HAZ): 150-300 এমপিএ
টিউব বেন্ড (ঠান্ডা বাঁকানো, উত্তেজনা উপশম): 100-250 MPa
টানা টিউবিং (কোন চাপ উপশম নয়): 100 থেকে 200 MPa, অনুদৈর্ঘ্য
অ্যানিলিং 700-750 ডিগ্রী। ভ্যাকুয়াম বা আর্গনের মধ্যে 1-2 ঘন্টার জন্য C এর ফলে পুরো উপাদান জুড়ে 50 MPa-এর কম অবশিষ্ট চাপ সৃষ্টি হয়। রেফারেন্সের জন্য, গ্রেড 5-এর ফলনের শক্তি হল 830-900 MPa (অ্যানিলড) বা 900-950 MPa (বয়স্ক), তাই 50 MPa হল ফলনের মাত্র 5-6%।
SCC দীক্ষার সময় (মেথানোলিক HCl)
25 ডিগ্রিতে অ্যানহাইড্রাস মিথানলে 1% HCl-এ গ্রেড 5 U{1}}বেন্ড নমুনা (ASTM G30) পরীক্ষা করা:
ঢালাই (ওয়েল্ড টো এ অবশিষ্ট স্ট্রেস 250-350 MPa): ফাটল 2-10 ঘন্টার মধ্যে শুরু হয়। নমুনাগুলি 24 থেকে 72 ঘন্টার মধ্যে ভেঙে যায়। সবচেয়ে ঝুঁকিপূর্ণ অঞ্চল হল ওয়েল্ড জোন।
যেমন-বাঁকানো হয় (ঠান্ডা তৈরি হয়, কোনো চাপ উপশম হয় না, অবশিষ্ট স্ট্রেস 150-250 MPa): 10 থেকে 50 ঘন্টা পরে ফাটল দেখা দেয়। 100 থেকে 500 ঘন্টার মধ্যে ভাঙ্গন।
অ্যানিলড (অবশিষ্ট চাপ<50 MPa): No cracks seen after 1,000 hours in U-bend testing (residual stress removed, bending stress persists). Applied stress (internal pressure, thermal expansion) may still generate SCC during actual service , however the onset time is extended to 500-1,000+ hours
অ্যানিলড + কম্প্রেসিভ সারফেস ট্রিটমেন্ট (শট পিন করা) : কম্প্রেসিভ রেসিডুয়াল স্ট্রেস (নেতিবাচক) সম্পূর্ণরূপে ফ্র্যাকচার গঠন. 2,000 ঘণ্টা প্রতিরোধ করতে সক্ষম, কোনো ফাটল নেই।
অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের উপর অ্যানিলিংয়ের প্রভাব [12]
অ্যানিলিং গ্রেড 5 এর শক্তি হ্রাস করে: ফলন শক্তি 900-950 MPa (বয়স্ক) থেকে 830-900 MPa (অ্যানিলড)। এই হ্রাস প্রায়ই হিটার টিউব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গ্রহণযোগ্য কারণ অপারেটিং স্ট্রেস মাঝারি (সাধারণত অভ্যন্তরীণ চাপ<20 bar, which corresponds to hoop stress <50 MPa). The benefit of annealing (removal of SCC risk) far overweighs the small loss in strength.
মেথানোলিক এইচসিএল-এ গ্রেড 5-এর অ্যাপ্লিকেশন ম্যাট্রিক্স
কম্পোনেন্ট কন্ডিশন রেসিডুয়াল স্ট্রেস লেভেল (MPa) SCC সূচনার সময় (0.1% HCl/MeOH, 25 ডিগ্রি) পরিষেবার জন্য উপযুক্ত
যেমন-ঢালাই, কোনো স্ট্রেস রিলিফ 250-400 2-10 ঘণ্টা। না
যেমন-বাঁকানো (ঠান্ডা) কোনো স্ট্রেস রিলিফ নয়10-50 ঘন্টা 150-250 না
যেমন-আঁকানো টিউবিং 100-200 50-200 ঘণ্টা না (খুব ছোট ব্যাচের জন্য প্রান্তিক)
অ্যানিলড (700-750 ডিগ্রী, 1-2 ঘন্টা)<50 500-1,000+ hrsYes (monitoring)
অ্যানিলড + শট পিনড কমপ্রেসিভ > 2,000 ঘন্টা হ্যাঁ (গুরুত্বপূর্ণ পরিষেবার জন্য প্রস্তাবিত)
সমাধান চিকিত্সা করা (উচ্চ শক্তি) বয়সীভেরি (নিভানোর উপর নির্ভর করে) খারাপ (উচ্চ অবশিষ্ট চাপ) সুপারিশ করা হয় না
হিটার নির্মাণের জন্য ব্যবহারিক পরামর্শ
টাইটানিয়াম গ্রেড 5 হিটার টিউবের জন্য মেথানোলিক এইচসিএল পরিষেবা:
সমস্ত ঢালাই সমাবেশ পোস্টওয়েল্ড annealed হবে. অ্যানিলিং তাপমাত্রা 700-750 ডিগ্রি, সময় 1-2 ঘন্টা ধরে রাখুন/25 মিমি পুরুত্ব, অক্সিডেশন এড়াতে আর্গন বায়ুমণ্ডল।
অনুদৈর্ঘ্য জোড় ছাড়া টিউব ব্যবহার করুন (বিজোড়)। ঠান্ডা টানা বিজোড় টিউব এখনও annealed করা প্রয়োজন.
ঠান্ডা বাঁক না. নমন বা গরম বাঁক (600-700 ডিগ্রি) আগে স্টেট অ্যানিলড টিউবিং ব্যবহার করুন।
রাসায়নিকভাবে সম্ভব হলে পদ্ধতিতে জল যোগ করুন. -0.5-1.0% জলের উপাদান SCC প্রতিরোধ ক্ষমতা 10-100 গুণ বাড়ায়।
ঢালাই এবং বাঁকগুলিতে ডাই পেনিট্রান্ট বা এডি কারেন্ট দিয়ে বার্ষিক পরিদর্শন করুন।
The residual stress level is the primary governing element of SCC resistance in Grade 5 titanium heating tubes for methanolic HCl application. As-welded components with residual stresses >ঘন্টা থেকে দিনে 200 MPa ক্র্যাক। অ্যানিলিং অবশিষ্ট স্ট্রেসকে <50 MPa-এ কমিয়ে দেয়, যা শুরুর সময়কে 500-1,000+ ঘন্টা বাড়িয়ে দেয়, নিয়মিত পরিদর্শনের সাথে ব্যবহারিক পরিষেবা সক্ষম করে। অসীম জীবন প্রয়োজন গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, টিউব পৃষ্ঠ গুলি করা উচিত বা লেজার শক peened কম্প্রেসিভ অবশিষ্ট চাপ প্রবর্তন করতে. • গ্রেড 5: মেথানোলিক HCl-এর জন্য হিটার: "অ্যানিলড এবং স্ট্রেস উপশম, অবশিষ্ট চাপ<50 MPa per ASTM E837" "seamless tubing, hot bent." Do not accept as-welded or cold-bent components, regardless of wall thickness, because SCC will lead to quick failure irrespective of the corrosion allowance. If SCC risk is not tolerable, consider substitution by Grade 7 or Grade 12 which has better resistance to methanolic SCC or add water to the process to suppress cracking.
