Språk I løpet av varmevekslere har tradisjonelle sveisede dupleksstålrør lenge vært urolig av intergranulær korrosjon forårsaket av den varme berørte sonen (HAZ). Essensen av dette fenomenet er at den lokale høye temperaturen (1000-1350 ℃) under sveising forårsaker diffusjon av karbon- og nitrogenelementer i dupleksstålet, og danner et kromfattet sone (Cr-innhold <12%) ved grensesnittet mellom Austenite-fasen og den ferrittfasen, som blir en breakhough for the Austenite-fasen og den første fasen. Duplex stålvarmeveksler sømløst rør eliminerer denne skjulte faren fra kilden til materiale som dannes gjennom innovasjon av varm ekstrudering og sentrifugalstøpingsprosesser, og gir et nytt paradigme for langsiktig drift av utstyr under etsende forhold.
Kjernen i produksjonen av Duplex stål sømløse rør ligger i den nøyaktige kontrollen av temperatur- og stressfelt. I den varme ekstruderingsprosessen passerer billeten gjennom en spesiell dyse (deformasjonshastighet 0,1-10 mm/s) i området 850-1150 ℃, og danner ensartede ekviokse krystaller (kornstørrelse 8-15μm) under virkningen av dynamisk rekrystallisering (DRX). Under denne prosessen er den interne dislokasjonstettheten til materialet så høy som 10¹²/m², noe som gir en pådriver for migrasjonen av austenitt/ferrittfasegrensen og stabiliserer dobbeltfase-forholdet på 45: 55 ± 3%. Sammenlignet med sveiseprosessen er det ingen lokal overopphetingssone i den varme ekstruderingsprosessen, og diffusjonskoeffisienten for krom reduseres med to størrelsesordener.
Sentrifugalstøpingsteknologi realiserer retningsbestemt størkning av smeltet metall gjennom et sentrifugalkraftfelt (100-200g). Ved en støpemperatur på 1450 ℃ danner dobbeltfase stålsmeltet en søylekrystallstruktur i en roterende kobberform (hastighet 800-1200 rpm), og dens primære dendrittavstand (PDA) styres innen 30μm. Nøkkelprosessparametrene inkluderer superkjølingskontroll (ΔT = 15-25K) og muggkjølingshastighet (> 100 ℃/s), noe som sikrer at ferrittfasen fortrinnsvis kjerner på formveggen og austenittfasen presipiterer jevnt ved slutten av størkingen.
Den lamellære dobbeltfasestrukturen (lamellaravstand 0,5-2μm) dannet under den sømløse rørformingsprosessen har en unik korrosjonsbeskyttelsesmekanisme. I et CL⁻-holdig medium utgjør austenitt (γ-fase) skjelettet til passiveringsfilmen som en elektrokjemisk inert fase, og ferritt (α-fase) oppløses fortrinnsvis som en anode, men filmen mellom de to-phas-pekastene. XPS-analyse viser at denne dynamiske balansen opprettholder tykkelsen på overflaten Cr₂o₃-filmen ved 4-6nm, og blokkerer effektivt penetrering av etsende medier.
Under den termiske syklusen viser dobbeltfasestrukturen til det sømløse røret utmerket fase transformasjons seighet. Når temperaturen stiger over MS -punktet (ca. -40 ℃), gjennomgår en del av austenitten en martensittisk fase -transformasjon (ε → α '), og volumet utvides med omtrent 3%. Denne reversible fase -transformasjonen (ΔV = 0,02) kan absorbere termisk stress og hemme initieringen av utmattelsessprekker. Eksperimenter viser at etter 2000 ganger -40 ℃ → 350 ℃ termisk sjokk, øker overflateuheten RA for det sømløse røret bare med 0,12μm, mens sveisede røret har åpenbare mikrokrakker på grunn av Haz -omfavnelse.
Gjennom elektrokjemisk impedansspektroskopi (EIS) analyse, nådde polarisasjonsresistens (RP) av sømløse rør i 3,5 wt% NaCl -løsning 1,2 × 10⁶Ω · cm², som er 40% høyere enn for sveisede rør. I den kritiske pittetemperaturen (CPT) -testen forble det sømløse røret passivt i 4MOL/L Fecl₃ -løsning til 85 ° C, mens det sveisede røret viste stabil pitting ved 65 ° C. Dette skyldes eliminering av sensibiliseringssonen til HAZ av den sømløse strukturen (bredden på karbidutfellingssonen reduseres fra 20-50μm av det sveisede røret til 0).
I SCC-eksperimentet (stresskorrosjonsprekker (SCC) ble fire-punkts bøyemetoden brukt til å påføre en strekkspenning på 80% av avkastningsstyrken. Etter nedsenking i kokende MGCL₂ -løsning i 3000H var sprekkveksthastigheten til det sømløse røret DA/dt = 5 × 10⁻mm/s, som var to størrelsesordrer lavere enn for det sveisede røret. Den mikroskopiske mekanismen er at den ensartede dobbeltfasestrukturen til det sømløse røret øker hydrogenfelletettheten (dislokasjon, fasegrensen) med 3 ganger, og effektivt fanger de diffusde hydrogenatomer.
Nåværende forskning fokuserer på nano-skala-fasegrensingeniør: Ved å legge til spormengder av NB- og Ti-elementer (0,1-0,3WT%), dannes MC-type karbider (størrelse 5-20nm) ved dobbeltfase-grensesnittet for å forbedre hydrogenfelleffekten ytterligere. Utvikle en gradientstruktur sømløs rør (austenittrik yttervegg for erosjonsmotstand, ferrittrik indre vegg for korrosjonsmotstand), og oppnå en sammensetningsgradient ved å kontrollere størkningsprosessen gjennom elektromagnetisk omrøring.
.jpg "1/4")
