316 হিটার শীথ টিউবিং কন্ট্রোল পিটিং রেজিস্ট্যান্স উচ্চ-ক্লোরাইড (5,000 পিপিএম) জলে 60 ডিগ্রীতে সল্যুশন অ্যানিলিং করার পরে ডেল্টা ফেরাইটের ভলিউম ভগ্নাংশ কীভাবে বজায় থাকে

জারা ফ্যাক্টর হিসাবে দ্বৈত ফেজ microstructure

অস্টেনাইট ম্যাট্রিক্সে ধরে রাখা ডেল্টা ফেরাইটের ভলিউম ভগ্নাংশ একটি গুরুত্বপূর্ণ কিন্তু ঘন ঘন উপেক্ষিত ফ্যাক্টর যা 316 স্টেইনলেস স্টীল সহ উচ্চ ক্লোরাইড পরিবেশের জন্য পরিহিত বৈদ্যুতিক হিটিং টিউবগুলির পিটিং প্রতিরোধের ক্ষেত্রে, সমুদ্রের জলের হিটার (প্রায় 20,000 পিএম), সিওয়াটার হিটার (প্রায় 20,000 পিএম), (5,000-10,000 পিপিএম Cl⁻), বা শিল্প ব্রাইন হিটার। ডেল্টা ফেরাইট (δ-ফেরাইট) হল একটি বডি সেন্টারেড কিউবিক (BCC) ফেজ যা দৃঢ়ীকরণের সময় গঠিত হয় এবং মিশ্র কম্পোজিশনের (বিশেষত ক্রোমিয়াম-থেকে-নিকেল সমতুল্য অনুপাত) উপর নির্ভর করে দ্রবণ অ্যানিলিং করার পরেও থাকতে পারে। মাঝারি ডেল্টা ফেরাইট সামগ্রী (3-8%) জোড় গরম ক্র্যাকিং প্রতিরোধের জন্য অনুকূল। ডেল্টা ফেরাইট অস্টেনাইটের তুলনায় ক্লোরাইড অবস্থায় পিটিং কম প্রতিরোধী। 60 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উচ্চ ক্লোরাইড জলে ডেল্টা ফেরাইটের মাত্রা > 5-8% হলে, পিটিং সম্ভাব্যতা 100 - 200 mV কমে যায় এবং পিট প্রচারের হার 2 - 3. ফ্যাক্টর দ্বারা বৃদ্ধি পায়

নির্বাচনী ডেল্টা ফেরাইট আক্রমণের প্রক্রিয়া

316 স্টেইনলেস স্টিলে ডেল্টা ফেরাইটের রাসায়নিক গঠন আশেপাশের অস্টেনাইট থেকে আলাদা। ক্রোমিয়ামে ফেরাইট প্রচুর পরিমাণে (প্রায় 26-ফেরাইটে 28% Cr এর তুলনায় 15-18% Cr অস্টেনাইটের তুলনায়) কিন্তু নিকেলে ক্ষয়প্রাপ্ত (ফেরাইটে 3-6% নি, অস্টেনাইটের 10-14% Ni এর সাথে তুলনায়) এবং মলিবেডেনামের সাথে 10-14% Ni এর তুলনায় মোলিবডেনাম। 2.0-2.5% মো অস্টেনাইট)। উচ্চ-ক্লোরাইড অবস্থায়, ডেল্টা ফেরাইটে কম মলিবডেনাম এবং নিকেল ঘনত্ব থাকে এবং তাই অস্টেনাইটের তুলনায় অ্যানোডিক হয়। ভিন্ন স্ফটিক কাঠামোর (বিসিসি বনাম এফসিসি) কারণে ফেরাইটের প্যাসিভ ফিল্মটি অস্টিনাইটের তুলনায় কম স্থিতিশীল। ফেরাইট-অস্টেনাইট ফেজ বাউন্ডারিতে উৎপন্ন হওয়ার জন্য গর্তের অগ্রাধিকার এবং তারপর অস্টিনাইটকে অক্ষত রেখে ফেরাইট ফেজ দিয়ে দ্রুত ভ্রমণ করা। ফলস্বরূপ, একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত "স্পঞ্জি" বা "সিলেক্টিভ লিচিং" মরফোলজি পাওয়া যায় যেখানে ফেরাইটকে বেছে বেছে নির্মূল করা হয়, যার ফলে আন্তঃসংযুক্ত ছিদ্রগুলির একটি নেটওয়ার্ক তৈরি হয় যা অভিন্ন পিটিং থেকে আরও দ্রুত প্রাচীরের বেধ জুড়ে প্রচার করতে পারে।

ডেল্টা ফেরাইট এবং পিটিং প্রতিরোধের মধ্যে পরিমাণগত সম্পর্ক

বিভিন্ন ডেল্টা ফেরাইট বিষয়বস্তু সহ 316 টিউবিংয়ের পিটিং কর্মক্ষমতা (Ni সমতুল্য নিয়ন্ত্রণ করতে ক্ষুদ্র রচনার বৈচিত্র দ্বারা পরিচালিত) সিমুলেটেড সামুদ্রিক জলে 5,000 ঘন্টা নিয়ন্ত্রিত নিমজ্জন পরীক্ষার দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়েছে (5,000 ppm Cl-, pH 7.6 ডিগ্রি)।

ডেল্টা ফেরাইট ভলিউম ভগ্নাংশ (%) ক্রিটিক্যাল পিটিং তাপমাত্রা (ডিগ্রী, 5,000 পিপিএম পিটিং সম্ভাব্য 60 ডিগ্রী (mV বনাম SCE, 5,000 পিপিএম Cl-) সর্বোচ্চ পিট গভীরতা 5,000 ঘন্টা পর (µm) 5 মিমি, 5 মিমি, 5 মিমি, 5 মিমি পূরন করার জন্য সময় ppm Cl⁻, 60 ডিগ্রি পরিষেবা<1 (totally austenitic) 65-70 250-300 <20 >35 বছর হ্যাঁ
1-3 60-65 230-280 20-40 15-30 বছর হ্যাঁ 3-5 55-60 200-250 40-70 8-15 বছর গ্রহণযোগ্য 5-8 50-55 170-210 70-120 5-8 বছর প্রান্তিক 8-10 45-50 150-180 120-180 3-5 বছর প্রস্তাবিত নয়
10-15 40-45 120-150 180-250 2-3 বছর গ্রহণযোগ্য নয়
15-20 35-40 100-130 250-350 1.5-2 years Unacceptable >20 <35 <100 >350 <1.5 years Unacceptable 
ডেল্টা ফেরাইট সহনশীলতার উপর ক্লোরাইড ঘনত্বের প্রভাব

ক্লোরাইডের ঘনত্ব বৃদ্ধি ডেল্টা ফেরাইটের ক্ষতিকর প্রভাবকে বাড়িয়ে তোলে। আপনি যদি ক্লোরাইডের পরিমাণ কম করেন তবে আপনি আরও ফেরাইট পেতে পারেন। নীচের সারণীটি বিভিন্ন ক্লোরাইড ঘনত্বে এবং 60 ডিগ্রিতে 5 বছরের পরিষেবার জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত ডেল্টা ফেরাইট নির্দেশ করে৷

ক্লোরাইড ঘনত্ব (ppm) 5 বছরের জীবনের জন্য সর্বাধিক ডেল্টা ফেরাইট (%) প্রস্তাবিত খাদ বিকল্প যদি ফেরাইট সীমা অতিক্রম করে<1,000 <15 Standard 316None required 1,000-3,000 <8 316 with Ni adjustment 316L (similar) 3,000-5,000 <5 316L with regulated chemistry Duplex 2205 5,000-10,000 <3 316L (low ferrite grade) Duplex 2205 or 904L
10,000-20,000 <1 316 marginal Duplex 2205 or titanium >20,000 (সমুদ্রের জল) 0 (শুধুমাত্র সম্পূর্ণরূপে অস্টেনিটিক) 316 প্রস্তাবিত নয় টাইটানিয়াম বা অ্যালয় 625
রসায়ন পরিবর্তন করে ডেল্টা ফেরাইট নিয়ন্ত্রণ করা

316-এর ডেল্টা ফেরাইট বিষয়বস্তু ক্রোমিয়াম এবং নিকেল সমতুল্য (Schaeffler-DeLong ডায়াগ্রাম) দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। উচ্চ-ক্লোরাইড পরিষেবার জন্য ফেরাইট কমাতে নিম্নলিখিত রসায়ন পরিবর্তনগুলিকে পরামর্শ দেওয়া হয়:

Ni বাড়ান: লক্ষ্য Ni=11-13% (সাধারণ পরিসীমা 10-14%, উচ্চতর প্রান্ত পছন্দ)

নিম্ন ক্রোমিয়াম বিষয়বস্তু: Cr=16-17% (বনাম স্বাভাবিক 16-18%, নিম্ন প্রান্তের) জন্য লক্ষ্য রাখুন

নাইট্রোজেনের পরিমাণ বৃদ্ধি করুন নাইট্রোজেন একটি শক্তিশালী অস্টিনাইট স্টেবিলাইজার (0.05-0.10%), লক্ষ্য 0.08-0.10% N

ফেরাইট প্রচারকারী উপাদান: সিলিকন (0.5% এর কম বা সমান) মলিবডেনাম (2.5% এর তুলনায় 2.2% এর কম বা সমান)

বিভিন্ন 316 টি রসায়নের জন্য সাধারণ ফেরাইট শতাংশগুলি নীচের সারণীতে দেখানো হয়েছে।

গ্রেডের নাম সাধারণ Ni (%) সাধারণ Cr (%) Typical Mo (%) সাধারণ N (%) ডেল্টা ফেরিট ভলিউম ভগ্নাংশ (%) 316 (নিম্ন Ni) 10.0-10.5 17.5-18.0 2.0-2.2 0.04-0.06 8-15 316 (মান) 10.5-11.0 17.0-17.5 2.1-2.3 0.06-0.08 5-10 316 (উচ্চ নি) 11.0-12.0 16.5-17.0 2.2-2.4 0.08-0.10 2-5 316L (অতিরিক্ত নিম্ন C, উচ্চ Ni) 11.5-13.0 16.0-17.0 2.2-2.5 0.08-0.12 0-3 316 (পুরোপুরি পূর্বে) 11.5-13.0 16.0-17.0 2.2-2.5 0.08-0.12 0-3 316<1 Field Identification of Delta Ferrite-Selective Attack

আপনি যদি দেখেন একটি 316 হিটার উচ্চ-ক্লোরাইড জলে কাজ করছে (5000-10,000 পিপিএম Cl-) অনন্য পিটিং মরফোলজি সহ 60 ডিগ্রিতে, সন্দেহ করুন ডেল্টা ফেরাইট আক্রমণ৷ মেটালোগ্রাফিক তদন্তের সময় (200-500× এ অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ, বেরাহার রিএজেন্ট বা ইলেক্ট্রোলাইটিক NaOH দিয়ে খোদাই করা) ফেরাইট ফেজ হালকা অস্টেনাইট ম্যাট্রিক্সে গাঢ় এচিং দ্বীপ হিসাবে আবির্ভূত হয়। ক্ষয়প্রাপ্ত নমুনাগুলিতে, ফেরাইট দ্বীপগুলি অগ্রাধিকারমূলক দ্রবীভূত দেখাবে এবং শূন্যতা বা ছিদ্রযুক্ত অঞ্চল হিসাবে উপস্থিত হবে। এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন ফেরাইট (বিসিসি পিকস) এর পাশাপাশি অস্টেনাইট (এফসিসি পিকস) এর উপস্থিতি প্রদর্শন করতে পারে। উচ্চ-ক্লোরাইড পরিষেবার জন্য, উত্তর হল 3-5% ফেরাইটের সাথে টিউবিং নির্দিষ্ট করা, যা মিল থেকে একটি "নিম্ন ফেরাইট" বা "সম্পূর্ণ অস্টেনিটিক" গ্রেডের অনুরোধ করে করা যেতে পারে, যা সাধারণত "নিয়ন্ত্রিত ফেরাইটের সাথে 316L" হিসাবে চিহ্নিত করা হয় বা A (ASTM A262 অনুশীলন A) কাঠামো পূরণ করে।

উপসংহার: উচ্চ ক্লোরাইড অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নিম্ন ডেল্টা ফেরাইট নির্দিষ্ট করা

For 316 stainless steel encased heaters in high-chloride water (5,000 ppm Cl-) at 60°C, delta ferrite volume fractions >5-8% পিটিংয়ের প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে এবং পিট প্রচারের হার বৃদ্ধি করে, ছিদ্রের সময় 8-15 বছর থেকে 3-5 বছর পর্যন্ত হ্রাস পায়। 5,000 পিপিএম-এর উপরে ক্লোরাইডের জন্য, ডেল্টা ফেরাইট 3-5% এর কম রাখতে হবে; নোনা জলের জন্য (20,000 পিপিএম Cl⁻) সম্পূর্ণরূপে অস্টেনিটিক (ফেরাইট)<1%) is necessary, and even then 316 is minimal. When specifying 316 sheaths for high-chloride duty, engineers should seek a mill certificate with ferrite measurement (by ferritescope or image analysis) and specify maximum ferrite concentration (e.g., <5%). For critical applications, it is recommended to upgrade to duplex 2205 (which has a ferrite-austenite duplex structure-a distinct mechanism and is specifically developed for high-chloride duty) or titanium. The approach described here relating delta ferrite volume percentage to quantifiable pitting rates in high-chloride water allows buyers to specify 316 tubing with an optimised phase balance for hostile chloride environments.