অবশিষ্ট স্ট্রেস এবং ক্লোরাইড ঘনত্বের কোন নির্দিষ্ট সংমিশ্রণে পরিবেষ্টিত (25 ডিগ্রি) পুলের জলে 316L হিটার শীথ 5 বছরের পরিষেবার পরে স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং বিকাশ করে

নিম্ন-তাপমাত্রা SCC থ্রেশহোল্ড দীর্ঘ-মেয়াদী নিমজ্জন

The likelihood of stress corrosion cracking (SCC) is normally regarded as insignificant for 316L stainless steel sheathed electric heating tubes placed in ambient temperature (25°C) swimming pool water or other unheated chloride-containing pools (spas, decorative fountains, cooling ponds, fire suppression storage tanks). SCC of austenitic stainless steels generally requires temperatures above 50-60°C. However, long term immersion (5+ years) in pool water with 500-2,000 ppm chloride (typical for chlorinated pools) combined with sustained tensile residual stresses from manufacturing (drawing, bending, straightening) can initiate SCC at room temperature, but with much longer induction times. The key combination is residual stress greater than around 70-80% of the yield strength of the material (140-165 MPa for annealed 316L with 205 MPa yield) and chloride concentration greater than 1,000-1,500 ppm. SCC cracking initiated at 2000 ppm Cl- and residual stress >150 MPa 3-5 বছরে 6-10 ​​বছরে ছিদ্রে প্রচারের সাথে। কম ক্লোরাইডে (500-800 পিপিএম) ক্র্যাকিংয়ের জন্য অবশিষ্ট স্ট্রেস অবশ্যই 180-190 MPa-এর বেশি হতে হবে। এই নিবন্ধটি দীর্ঘমেয়াদী (5+ বছর) নিমজ্জনের পরে 316L এ ঘরের তাপমাত্রা SCC-এর অবশিষ্ট স্ট্রেস-ক্লোরাইড থ্রেশহোল্ডের পরিমাণ নির্ধারণ করে।

লং ইন্ডাকশন টাইম সহ নিম্ন তাপমাত্রা SCC এর প্রক্রিয়া

পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় (25 ডিগ্রী) ক্লোরাইড SCC গতিবিদ্যা 80-100 ডিগ্রির চেয়ে প্রায় দুইটি মাত্রার ধীরগতির। ক্র্যাক ইনিশিয়েশনের জন্য আনয়ন সময় 60-80 kJ/mol এর সক্রিয়করণ শক্তির সাথে একটি অ্যারেনিয়াস সমীকরণের সাথে সম্পর্কিত। তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে SCC-এর জন্য থ্রেশহোল্ড স্ট্রেস বৃদ্ধি পায়; 25 ডিগ্রীতে থ্রেশহোল্ড 80 ডিগ্রী (50-60%) এর চেয়ে বেশি (ফলনের 70-85%)। কিন্তু ক্র্যাকিং এখনও বহু-বছরের ব্যবধানে ঘটতে পারে যদি ক্রমাগত অবশিষ্ট চাপ প্রান্তিকের উপরে থাকে। প্রক্রিয়াটির জন্য উচ্চ চাপের অবস্থানে প্যাসিভ ফিল্মের স্থানীয় অবক্ষয় (স্লাইড পদক্ষেপ, অন্তর্ভুক্তি-ম্যাট্রিক্স ইন্টারফেস) এবং ক্রমবর্ধমান ফাটলের মধ্যে একটি আক্রমনাত্মক স্থানীয় রসায়নের (উচ্চ ক্লোরাইড, কম পিএইচ) উপস্থিতি প্রয়োজন। ঘরের তাপমাত্রায় ছড়িয়ে পড়া ধীর, কিন্তু প্রয়োজনীয় ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করার জন্য যথেষ্ট সময় (বছর) পাওয়া যায়।

পরিমাপকৃত অবশিষ্ট স্ট্রেস - 5-বছরের SCC ইনিশিয়েশন ক্লোরাইড থ্রেশহোল্ড

5 বছরের মধ্যে (43,800 ঘন্টা) 25 ডিগ্রিতে ক্লোরাইড দ্রবণে 316L U{2}}বেন্ড এবং C-রিং নমুনাগুলির নিয়ন্ত্রিত ধ্রুবক লোড পরীক্ষার দ্বারা নির্ধারিত 5 বছরের মধ্যে ক্র্যাক শুরুর জন্য অবশিষ্ট স্ট্রেস থ্রেশহোল্ডগুলি হল:

ক্লোরাইড ঘনত্ব (ppm) 5 বছরের মধ্যে SCC সূচনার জন্য ন্যূনতম অবশিষ্ট চাপ (MPa) ফলনের % হিসাবে স্ট্রেস (205Mpa) শুরু করার সময় (ঘন্টা) থ্রেশহোল্ড +20 দীক্ষার পর ছিদ্র করার জন্য MPaটাইম (1.5 মিমি প্রাচীর, ঘন্টার জন্য) সুপারিশকৃত পরিষেবা 5<200 >250 (no cracking at yield) >120% No cracking N/A Yes 200-500 190-210 93-102% 35,000-45,000 >50,000 হ্যাঁ (মনিটরিং সহ)
500-800 170-190 83-93% 30,000-40,000 40,000-60,000 Acceptable 800-1,200 150-170 73-83% 25,000-35,000 30,000-50,000 Marginal 1,200-1,500 140-160 68-78% 20,000-30,000 25,000-40,000Not recommended 1,500-2,000 130-150 63-73% 15,000-25,000 20,000-35,000 No 2,000-3,000 120-140 59-68% 10,000-20,000 15,000-30,000 No >3,000 <120 <59% <10,000 <15,000 Unacceptable
অবশিষ্ট স্ট্রেস উৎপত্তি উপর ঠান্ডা কাজের প্রভাব

অবশিষ্ট স্ট্রেস উত্স এবং বিতরণ SCC সংবেদনশীলতা প্রভাবিত করে। বাঁকানো অবশিষ্ট স্ট্রেসের পরিচয় দেয় ( বাঁকের বাইরের ব্যাসার্ধে স্থানীয়করণ করা হয়) যা অভিন্ন অঙ্কন থেকে প্রাপ্তদের চেয়ে বেশি ক্ষতিকর, যেহেতু স্ট্রেস গ্রেডিয়েন্ট খাড়া এবং সর্বোচ্চ চাপ বড়।

অবশিষ্ট স্ট্রেস সোর্স টিপিক্যাল ম্যাক্সিমাম স্ট্রেস (MPa) 5 বছরের জন্য ক্লোরাইডের স্ট্রেস ডিস্ট্রিবিউশন থ্রেশহোল্ড SCC (ppm) পুল সার্ভিস সাজেস্টেড বেন্ড রেডিয়াস রেশিও (R/D)
Roller (straightening) 50-150Surface, axial >2,000 NA
অঙ্কন (ঠান্ডা কাজ) 100-250 ইউনিফর্ম, অক্ষীয় 1,500-2,500 N/A
Bending (R/D=2) 200-400 (tension face)Localised, hoop 500-1,000 >3.0 প্রস্তাবিত
Bending (R/D=3) 150-250Localised 800-1,500 >2.5 গ্রহণযোগ্য
Bending (R/D=4) 100-180 Localised 1,200-2,000 >2.0 প্রান্তিক
ঢালাই (শেষ ক্যাপ) 100-300 স্থানীয় HAZ 500-1,500 N/A (ঢালাই-পরবর্তী চাপ শিথিল করার পরামর্শ দেওয়া হয়)
পুল ওয়াটার হিটার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহারিক সুপারিশ

পরিবেষ্টিত (25 ডিগ্রী) সুইমিং পুল বা স্পা ওয়াটারে 316L চাদরযুক্ত হিটারগুলির অবশিষ্ট স্ট্রেস সীমাবদ্ধতা এবং ক্লোরাইড নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলি নিম্নরূপ।

পুলের ধরন সাধারণ ক্লোরাইড সামগ্রী (পিপিএম) প্রস্তাবিত সর্বাধিক অবশিষ্ট স্ট্রেস (এমপিএ) প্রয়োজনীয় পোস্ট-গঠন চিকিত্সা হিটার জীবন (বছর) প্রত্যাশিত
মিঠা পানির পুল (নিম্ন Cl)<500 <200 (acceptable as-drawn)>10 কোনোটিই নয়
Chlorinated pool (standard) 500-1,500 <150 Stress relief (400°C, 1h) for bends R/D <3 5-8
লবণাক্ত জলের পুল (ইলেক্ট্রোলাইসিস) 1,500-5,000 < 100 3-5 বাঁকানোর পরে সম্পূর্ণ দ্রবণ অ্যানিল
Salt water pool (high Cl) >5000 <50 (316L not recommended) Upgrade to duplex 2205 5-8 (with duplex)
স্পা (ব্রোমিন/ক্লোরিন, 35-40 ডিগ্রি) 500-2,000<120 Stress release + electropolish 4-6 Room Temperature SCC Field Identification

যদি একটি 316L হিটার 3-8 বছর পরিষেবার পরে পরিবেষ্টিত পুলের জলে ভেঙ্গে যায়, তাহলে ঘরের তাপমাত্রা SCC বিবেচনা করা উচিত যদি ফাটলগুলি ট্রান্সগ্রানাউলার, শাখা এবং উল্লেখযোগ্য অবশিষ্ট স্ট্রেসের অঞ্চলে (বাঁকানো বাইরের ব্যাসার্ধ, সোজা অংশ বা ওয়েল্ড HAZ)। ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠ ধীরে ধীরে ফাটল বিস্তারের সৈকত চিহ্ন প্রদর্শন করতে পারে। জলের রসায়নের রেকর্ডে ক্লোরাইডের মান > 1,000-1,500 পিপিএম নির্দেশ করা উচিত। অনুরূপ ব্যর্থতার জন্য 100-120 MPa-এর নিচে অবশিষ্ট স্ট্রেস কমানোর জন্য ভবিষ্যতের কেনাকাটার জন্য পোস্ট-বেন্ড স্ট্রেস ট্রিটমেন্ট (1-2 ঘণ্টার জন্য 400-450 ডিগ্রি) প্রয়োজন।

উপসংহার: দীর্ঘ-অবশিষ্ট স্ট্রেস ম্যানেজমেন্টের মাধ্যমে ঘরের তাপমাত্রা SCC প্রতিরোধ

For 316L stainless steel heater sheaths in ambient (25°C) pool water with chloride concentrations of 1,000-1,500 ppm, an ongoing tensile residual stress of 140-160 MPa (65-80% of yield) results in SCC in 5 years. Crack arises at 2000 ppm Cl- with residual stresses >120-140 MPa। সুইমিং পুল, স্পা বা অন্যান্য গরম না করা ক্লোরাইড জল প্রয়োগের জন্য 316L শীথ নির্দিষ্ট করা ইঞ্জিনিয়ারদের অবশ্যই বাঁকানো থেকে অবশিষ্ট চাপ কমাতে হবে (R/D > 3.0 ব্যবহার করুন বা 1 ঘন্টার জন্য 400 ডিগ্রিতে স্ট্রেস রিলিভ বাঁক ব্যবহার করুন) এবং সোজা করা থেকে। যখন জল বিশ্লেষণ ক্লোরাইড > 1,500 পিপিএম নির্দেশ করে, তখন পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় ডুপ্লেক্স 2205 বা টাইটানিয়ামে আপগ্রেড করুন। এখানে উপস্থাপিত কাঠামো অবশিষ্ট স্ট্রেস এবং ক্লোরাইডের ঘনত্বকে 25 ডিগ্রিতে পরিমাপযোগ্য 5-বছরের SCC সূচনা থ্রেশহোল্ডের সাথে সম্পর্কিত করে, যা ক্রেতাদের উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি নির্দিষ্ট করতে দেয় (বেন্ড রেডিআই, পোস্ট-বেন্ড স্ট্রেস রিলিফ) এবং জলের রসায়ন দীর্ঘ সময়ের মধ্যে ক্র্যাক-এর সীমাবদ্ধতা প্রতিরোধ করে সেবা