347 হিটার শীথ টিউবিংয়ের প্রাথমিক Nb(C,N) কার্বোনাইট্রাইড কণার ভলিউম ভগ্নাংশ কীভাবে উচ্চ-ক্লোরিন (2 পিপিএম Cl₂) সমুদ্রের জলে 40 ডিগ্রিতে পিটিং ইনিশিয়েশন সাইটের ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ করে

অক্সিডাইজিং অবস্থায় ভ্যাট পিটের প্রধান নিউক্লিয়েশন সাইট হিসাবে জটিল অন্তর্ভুক্তি

কমপ্লেক্স নাইওবিয়াম কার্বনিট্রাইড (Nb(C,N)) কণাগুলি হল 347 স্টেইনলেস স্টিল (Nb-স্থিতিশীল) চাদরযুক্ত বৈদ্যুতিক গরম করার টিউবগুলিতে ক্লোরিনযুক্ত সমুদ্রের জলে (2 পিপিএম অবশিষ্ট ক্লোরিন, 20,400 ডিগ্রি সেলসিয়াস) পিটিং শুরু করার প্রধান স্থান উপকূলীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র, ডিস্যালিনেশন প্রিহিটার বা সামুদ্রিক তাপ এক্সচেঞ্জারের শীতল ব্যবস্থা। MnS অন্তর্ভুক্তির বিপরীতে (যা ক্লোরিনযুক্ত পরিস্থিতিতে দ্রবীভূত হয়) বা Al2O3 (যা নিষ্ক্রিয়), Nb(C,N) কণাগুলি আধা-পরিবাহী এবং 316L তে TiN এর মতো 347 ম্যাট্রিক্সে ক্যাথোডিক হতে পারে। পিট সূচনা ঘনত্ব সরাসরি Nb(C,N) এর ভলিউম ভগ্নাংশের সাথে সমানুপাতিক (নিওবিয়াম, কার্বন এবং নাইট্রোজেন সামগ্রী দ্বারা নির্ধারিত)। Nb(C,N) ভলিউম ভগ্নাংশের জন্য<0.02-0.05% (Nb:C+N ratio <8:1, excellent stabilisation) pit densities are low (<0.5 pits/cm2) and service life is >10 years. At Nb(C,N) >0.10-0.15% (excess niobium or excessive nitrogen) pit densities are >10-20 পিট/cm2 এবং ছিদ্র 2-3 বছরের মধ্যে। এই নিবন্ধে, 40 ডিগ্রীতে ক্লোরিনযুক্ত সমুদ্রের জলে Nb(C,N) ভগ্নাংশ, পিট সূচনা ঘনত্ব এবং পরিষেবা জীবনের মধ্যে লিঙ্কটি পরিমাপ করা হয়েছে।

ক্লোরিনযুক্ত সামুদ্রিক জলে Nb(C,N)-প্রোমোটেড পিটিং এর প্রক্রিয়া

নিওবিয়াম কার্বোনিট্রাইড (Nb(C,N)) হল একটি মুখকেন্দ্রিক ঘনক (FCC) উপাদান যার সাথে চমৎকার বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং ক্যাথোডিক থেকে অস্টেনিটিক ম্যাট্রিক্স। ক্লোরিনযুক্ত লবণাক্ত জলে (Cl2 এর কারণে উচ্চ জারণ সম্ভাবনা), ক্যাথোডিক প্রতিক্রিয়া (অক্সিজেন হ্রাস এবং ক্লোরিন হ্রাস) দক্ষতার সাথে Nb(C,N) পৃষ্ঠে ঘটে, যা একটি গ্যালভানিক যুগল গঠন করে যা কাছাকাছি 347 ম্যাট্রিক্সের অ্যানোডিক দ্রবীভূত করে। MnS যা দ্রবীভূত হয় তার বিপরীতে, Nb(C,N) স্থিতিশীল এবং গ্যালভানিক কারেন্ট চালাতে থাকে। পিট সূচনা ঘনত্ব সরাসরি পৃষ্ঠের Nb(C,N) কণার সংখ্যার সাথে সম্পর্কিত।

Nb(C, N) ভলিউম ভগ্নাংশ এবং পিটিং ঘনত্বের মধ্যে পরিমাণগত সম্পর্ক

ক্লোরিনযুক্ত সিন্থেটিক সামুদ্রিক জলে (2 পিপিএম Cl 2, 20,000 পিপিএম Cl-) বিভিন্ন নিওবিয়াম বিষয়বস্তু (Nb(C,N) ভলিউম ভগ্নাংশ পরিবর্তন করতে) সহ 347 টিউবিংয়ের নিয়ন্ত্রিত নিমজ্জন পরীক্ষা (0.08% C, 0.06% N) নিম্নলিখিত 50,000 ডিগ্রীতে 50,000 পিপিএম Cl{7}} স্থাপন করেছে। ঘনত্ব

নাইওবিয়াম কন্টেন্ট (wt%) কার্বন (wt%) নাইট্রোজেন (wt%) Nb(C,N) ভলিউম ভগ্নাংশ (%) Nb(C,N) কণার আকার (µm) 5,000 ঘন্টা পরে পিট ঘনত্ব (পিট/সেমি2) সর্বোচ্চ পিট গভীরতা (µm) প্রাচীর পারফরমেশনের জন্য 4 মিমি (4 মিমি) সময়। ক্লোরিনযুক্ত সমুদ্রের জল পরিষেবা<0.05 (No Nb) 0.08 0.06 <0.01 <1 <0.1 <10 >15 হ্যাঁ (কিন্তু স্থিতিশীল নয়)
0.20 0.06 0.05 0.02-0.04 1-2 0.2-0.5 10-20 10-15 Yes 0.30 0.06 0.06 0.04-0.06 1-3 0.5-1 15-30 8-12 Acceptable 0.40 0.06 0.06 0.06-0.08 2-4 1-2 25-40 5-8 Marginal 0.50 0.06 0.06 0.08-0.12 2-5 2-5 40-60 3-5 Not recommended 0.60 0.06 0.06 0.12-0.15 3-6 5-10 50-80 2-3 No 0.80 0.06 0.06 0.15-0.20 4-8 10-20 70-100 1.5-2 No >1.00 >0.06 >0.06 >0.20 >5 >20 >100 <1.5 No
স্থিতিশীলতা তাপ চিকিত্সা দ্বারা প্রভাবিত হিসাবে Nb(C,N) এর রূপবিদ্যা

একটি স্থিরকরণ অ্যানিল (850-900 ডিগ্রি) সূক্ষ্ম, আরও ঘন ঘন Nb(C,N) কণার বৃষ্টিপাত ঘটায়, যা নিওবিয়াম অতিরিক্ত হলে গর্তের ঘনত্ব বাড়াতে পারে।

হিট ট্রিটমেন্ট Nb(C,N) কণার আকার (nm) Nb(C,N) ভলিউম ভগ্নাংশ (%) পিট ঘনত্ব (পিট/cm2, 0.50% Nb) ক্লোরিনযুক্ত সমুদ্রের জলের জন্য প্রস্তাবিত
সলিউশন অ্যানিল শুধুমাত্র (1,050 ডিগ্রি , WQ) 500-2,000 nm 0.08-0.12 2-5 গ্রহণযোগ্য স্থিতিশীলতা 850 ডিগ্রি , 2h 50-200 nm 0.10-0.15 5-10 পরামর্শ দেওয়া হয় না (আরো পিট, সূক্ষ্ম কণা)
স্থিতিশীলতা 900 ডিগ্রি , 4h 100-300 nm 0.10-0.15 3-8 প্রস্তাবিত নয় (আরো পিট)
যেমন-আঁকা, কোনো স্থিতিশীলতা 500-3,000 nm 0.06-0.10 1-3 গ্রহণযোগ্য নয়
সমুদ্রের জলে 347-এর জন্য ব্যবহারিক সুপারিশ, ক্লোরিনযুক্ত

40 ডিগ্রীতে ক্লোরিনযুক্ত লবণাক্ত জলে 347টি চাদরযুক্ত হিটারের জন্য, নিম্নলিখিত নিওবিয়াম এবং স্থিতিশীলতা পরামিতিগুলি Nb(C,N) প্ররোচিত পিটিংকে কম করে:

কাঙ্ক্ষিত পরিষেবা জীবন (বছর) সর্বোচ্চ Nb(C,N) ভলিউম ভগ্নাংশ (%) সর্বোচ্চ। নিওবিয়াম (wt%) ন্যূনতম কার্বন এবং নাইট্রোজেন (% wt) স্থিরকরণ প্রস্তাবিত10<0.04 0.30 0.10 None (solution anneal only) 
5-10 <0.06 0.40 0.12 None 3-5 <0.08 0.45 0.12 None (avoid stabilisers)
2-3 Not acceptable >0.50 ডুপ্লেক্স বা 316L-এ যেকোনো আপগ্রেড
উপসংহার: পিটিং প্রতিরোধের জন্য Nb(C,N) এর নিয়ন্ত্রণ

We have identified the initiation sites for pitting of 347 stainless steel heater sheaths exposed to chlorinated seawater (2 ppm Cl2, 20,000 ppm Cl-) at 40°C as particles of niobium carbonitride (Nb(C,N)). Volume fractions exceeding 0.06-0.08% (Nb >0.40-0.45%) result in pit densities >2-5 পিট/সেমি 2 এবং পরিষেবা জীবন 3-5 বছর কমিয়ে দিন। প্রকৌশলী যারা সামুদ্রিক ক্লোরিনযুক্ত পরিষেবার জন্য 347 শীথগুলি নির্দিষ্ট করে তাদের অবশ্যই নিওবিয়ামকে 0.30-0.40% পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করতে হবে এবং স্থিরকরণ অ্যানিলিং প্রতিরোধ করতে হবে (যা জরিমানা Nb(C,N))। ক্লোরিনযুক্ত সামুদ্রিক জলে সর্বোচ্চ পিটিং প্রতিরোধ ক্ষমতা 347 এর পরিবর্তে 316L বা ডুপ্লেক্স 2205। এখানে প্রস্তাবিত পদ্ধতিটি Nb(C,N) ভলিউম শতাংশকে পিট ঘনত্ব এবং ছিদ্রের সময়ের সাথে লিঙ্ক করে। ক্রেতারা 347 রসায়ন নির্দিষ্ট করতে পারেন যা অক্সিডাইজিং সামুদ্রিক পরিবেশে অন্তর্ভুক্তি-প্ররোচিত পিটিংকে কম করে।