কেন একটি টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটার একটি পালিশ ওয়েল্ড পায়ের সাথে (স্ট্রেস ঘনত্ব ফ্যাক্টর)<1.2) Outlast An As-Welded Joint (SCF >3) একটি 90 ডিগ্রী সমুদ্রের জলের ক্যাথোডিক সুরক্ষা ব্যবস্থায় 5 এর ফ্যাক্টর দ্বারা?
একটি বার্তা রেখে যান
একটি 90 ডিগ্রী সমুদ্রের জলের ক্যাথোডিক সুরক্ষা ব্যবস্থায়, টাইটানিয়াম হিটারগুলি ক্ষয়কারী আক্রমণ এবং হাইড্রোজেন ভ্রান্তি উভয়ই সাপেক্ষে। জোড় পায়ের আঙ্গুল উচ্চ চাপ ঘনত্ব একটি অঞ্চল. যেমন-ওয়েল্ডেড জয়েন্টে স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন ফ্যাক্টর (SCF) থাকে 3-5, যখন পালিশ করা ওয়েল্ড পায়ের আঙ্গুলগুলি SCF-কে 1.2-এর নিচে কমিয়ে দেয়। উচ্চতর SCF প্রসার্য চাপকে প্রশস্ত করে, হাইড্রোজেন-প্ররোচিত ক্র্যাকিং এবং ক্লান্তি ফাটল শুরু করে। পলিশিং দ্বারা SCF কমানো 5 এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা পরিষেবা জীবন প্রসারিত করে। উন্নতি টাইটানিয়াম খাপ এবং ভিতরের প্রতিরোধের তার উভয়ের মধ্যে পরিলক্ষিত হয়।
ক্লান্তি জীবনের উপর স্ট্রেস ঘনত্ব ফ্যাক্টর প্রভাবের প্রক্রিয়া
ঢালাই করা জয়েন্টে, ওয়েল্ড টো একটি খাঁজ হিসাবে কাজ করে যা প্রয়োগ করা এবং অবশিষ্ট চাপকে কেন্দ্রীভূত করে। ওয়েল্ড টোতে কার্যকর চাপ হল σ_max=SCF × σ_nominal। SCF=4 এর সাথে একটি-ওয়েল্ডেড জয়েন্টের জন্য, 50 MPa-এর নামমাত্র স্ট্রেস 200 MPa-এর স্থানীয় চাপ তৈরি করে, গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের ফলন শক্তির কাছাকাছি। SCF=1.2 এর সাথে একটি পালিশ করা জয়েন্টের জন্য, একই নামমাত্র চাপ শুধুমাত্র 60 MPa এর স্থানীয় চাপ তৈরি করে। একটি ক্যাথোডিক সুরক্ষা ব্যবস্থায়, হাইড্রোজেন পরমাণু টাইটানিয়াম পৃষ্ঠে উত্পন্ন হয়। টেনসিল স্ট্রেস হাইড্রোজেনকে ওয়েল্ড টোতে সর্বাধিক ট্রায়াক্সিয়াল স্ট্রেসের অঞ্চলে টেনে আনে, যেখানে হাইড্রাইডগুলি অবক্ষয় এবং ফাটল শুরু করে। নিম্ন SCF হাইড্রোজেন সঞ্চয়ের জন্য চালিকা শক্তি হ্রাস করে।
জোড় পায়ের আঙ্গুলের অবস্থার একটি ফাংশন হিসাবে পরিমাণগত ক্লান্তি জীবন
-0.85 V বনাম Ag/AgCl এ ক্যাথোডিক সুরক্ষা সহ 90 ডিগ্রি সমুদ্রের জলে নিয়ন্ত্রিত চক্রীয় লোডিং পরীক্ষা গ্রেড 2 টাইটানিয়াম ওয়েল্ড জয়েন্টগুলির জন্য নিম্নলিখিত ক্লান্তি জীবনকে প্রতিষ্ঠিত করেছে৷ একটি তীক্ষ্ণ খাঁজ (SCF 4-5) সহ একটি ঢালাই করা জয়েন্টের জন্য-, ক্র্যাক ইনিশিয়েশনের চক্রগুলি হল 10,000–30,000, এবং ঢালাইয়ের সাপেক্ষে জীবন- হল 1.0৷ গড় জ্যামিতি (SCF 3–4) সহ একটি ঢালাই জয়েন্টের জন্য-, চক্রগুলি হল 20,000–50,000, এবং আপেক্ষিক আয়ু হল 1.5৷ একটি স্থল মসৃণ জয়েন্টের জন্য (SCF 1.5-2), চক্রগুলি হল 50,000-150,000, এবং আপেক্ষিক জীবন হল 3.0৷ একটি যান্ত্রিকভাবে পালিশ করা জয়েন্টের জন্য (SCF 1.2–1.5), চক্র 80,000–200,000, এবং আপেক্ষিক জীবন 4.0। 1.2 এর নিচে SCF সহ একটি ইলেক্ট্রোপলিশড জয়েন্টের জন্য, চক্র 150,000–300,000, এবং আপেক্ষিক জীবন ঢালাই অবস্থার 5-7 গুণ।
SCF সংবেদনশীলতার উপর ক্যাথোডিক সুরক্ষা সম্ভাবনার প্রভাব
ক্যাথোডিক সুরক্ষা সম্ভাবনা আরও নেতিবাচক (আরো প্রতিরক্ষামূলক) হওয়ার সাথে সাথে পলিশিংয়ের সুবিধা বৃদ্ধি পায়। -0.80 V বনাম Ag/AgCl এ, ওয়েল্ড লাইফ হল 100,000–200,000 সাইকেল, পালিশ লাইফ হল 500,000–1,000,000 সাইকেল, এবং লাইফ রেশিও হল 5৷ ওয়েল্ড লাইফ হিসাবে {{26},{8}{8}0 হল ওয়েল্ড লাইফ৷ 30,000–60,000 চক্র, পালিশ জীবন 150,000–300,000 চক্র, এবং অনুপাত 5 থাকে। -0.90 V এ, ঢালাই জীবন 10,000–20,000 চক্র, পালিশ জীবন 50,000,000,000 চক্র এবং 50,000,000 চক্র 5. -0.95 V এ, ঢালাই করা জীবন হল 5,000-10,000 চক্র, পালিশ করা জীবন হল 25,000-50,000 চক্র, এবং অনুপাত হল 5. সামঞ্জস্যপূর্ণ 5× উন্নতি ইঙ্গিত করে যে পলিশিং মৌলিক স্ট্রেস কনসেনট্রেশন মেকানিজমকে অ্যাড্রেস করে অ্যাবসলউট জীবনের স্বাধীন।
ক্যাথোডিক সুরক্ষা পরিষেবার জন্য ওয়েল্ড টো ফিনিশিং গাইড
নিম্নোক্ত সারণীটি প্রত্যাশিত চক্রাকার জীবনের প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে 90 ডিগ্রী সমুদ্রের জলের ক্যাথোডিক সুরক্ষা ব্যবস্থায় টাইটানিয়াম হিটারের জন্য ওয়েল্ড টো ফিনিশিংয়ের জন্য সুপারিশ প্রদান করে।
| পরিষেবা জীবনের উপর প্রত্যাশিত চক্র | প্রয়োজনীয় SCF | প্রস্তাবিত জোড় পায়ের আঙ্গুলের সমাপ্তি | প্রত্যাশিত ক্লান্তি জীবন (চক্র) | যেমন{{0}ঝালাইয়ের সাথে সম্পর্কিত |
|---|---|---|---|---|
| <10,000 | <4 | যেমন-ঢালাই করা (যে কোনো) | 10,000–30,000 | 1× |
| 10,000–50,000 | <3 | যেমন-ঢালাই করা (মসৃণ) | 20,000–50,000 | 1.5× |
| 50,000–150,000 | <2 | মাটি মসৃণ | 50,000–150,000 | 3× |
| 150,000–300,000 | <1.5 | যান্ত্রিকভাবে পালিশ করা | 80,000–200,000 | 4× |
| >300,000 | <1.2 | ইলেক্ট্রোপলিশড | 150,000–300,000 | 5–7× |
ওয়েল্ড টো ফিনিশিং এর বাইরে ইঞ্জিনিয়ারিং
টাইটানিয়াম গ্রেড SCF থেকে স্বাধীন ক্লান্তি প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে। গ্রেড 7 এর অনুরূপ SCF সংবেদনশীলতা রয়েছে তবে প্যালাডিয়াম সমৃদ্ধকরণের কারণে উচ্চতর অন্তর্নিহিত ক্লান্তি শক্তি। দেয়ালের বেধ একটি প্রদত্ত লোডের জন্য নামমাত্র চাপকে প্রভাবিত করে; একটি 2.0 মিমি প্রাচীর একই নমন মুহূর্তের জন্য একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের তুলনায় কম চাপ রয়েছে। জোড় শক্তিবৃদ্ধি আকৃতি বিষয়; 3 মিমি-এর বেশি ব্যাসার্ধের একটি মসৃণ রূপান্তর একা নাকালের চেয়ে SCF কমিয়ে দেয়। 30 মিনিটের জন্য 540 ডিগ্রিতে ওয়েল্ড স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং পোস্ট-অবশিষ্ট স্ট্রেস 60-80% হ্রাস করে, ক্লান্তি জীবনকে আরও উন্নত করে। হাইড্রোজেন বিবর্তন কমানোর জন্য ক্যাথোডিক সুরক্ষা সম্ভাবনা -0.80 থেকে -0.85 V পর্যন্ত নিয়ন্ত্রিত করা উচিত, বেশি নেতিবাচক নয়।
একটি অবহিত স্পেসিফিকেশন তৈরি করা
For a titanium immersion heater in 90°C seawater cathodic protection service, specify that all weld toes be electropolished to achieve a stress concentration factor below 1.2. Require profilometer measurements to verify that the weld toe radius exceeds 3 mm. For existing heaters with as-welded joints, add a stress relief anneal and grind the weld toes smooth. During operation, inspect the weld area annually using dye penetrant; if cracks are detected, regrind and repolish. By reducing the stress concentration factor from >3 থেকে<1.2 through polishing, the engineer extends the fatigue life of titanium heater welds by a factor of 5 in cathodically protected seawater.
