شکست خستگی ناشی از خوردگی نتیجه آسیب ترکیبی تنش مکانیکی/حرارتی متناوب چرخه ای و فرسایش محیط خورنده بر روی لوله های گرمایش 316 است. متفاوت از خستگی حرارتی خالص یا ترک خوردگی تک تنشی، نوسان تنش دوره ای را با خوردگی الکتروشیمیایی جفت می کند. ریزترک ها به سرعت در عیوب سطحی هسته می شوند و به طور متناوب تحت بارهای تنشی مکرر منبسط می شوند و در نهایت به دیواره لوله نفوذ کرده و باعث نشتی می شوند. چنین خرابی به طور گسترده در تجهیزات گرمایشی با شروع{4}}توقف مکرر و نوسانات سطح مایع وجود دارد که دارای تصادفی قوی و مشکل در هشدار اولیه است.
1. مکانیسم تشکیل خستگی خوردگی
تحت سیکل های مکرر گرمایش و سرمایش، دیواره لوله تنش کششی و فشاری متناوب را تحمل می کند، که لایه غیرفعال اکسید کروم را به صورت دوره ای پاره می کند. یونهای کلرید در محیط بلافاصله به موقعیت آسیبدیده حمله میکنند تا خوردگی حفرهای موضعی ایجاد کنند و حفرههای خوردگی کوچکی را تشکیل دهند که به نقاط تمرکز تنش ذاتی تبدیل میشوند. در دور بعدی گردش تنش، ترکها در کف چالهها جوانه میزنند و در جهت حداکثر تنش به سمت جلو امتداد مییابند. محیط خورنده به طور مداوم وارد نوک ترک می شود تا انحلال آندی را تسریع بخشد، در حالی که تنش چرخه ای باعث باز شدن و بسته شدن ترک برای افزایش شکاف شکستگی می شود. ارتقای متقابل خستگی مکانیکی و خوردگی شیمیایی چرخه شکست را در مقایسه با خستگی مستقل یا آسیب خوردگی بسیار کوتاه می کند.
2. موقعیتهای پرخطر مستعد خستگی ناشی از خوردگی
ناحیه قوس خمشی U-: تنش شکلدهی پسماند بر تنش چرخهای حرارتی، همراه با فرسایش متوسط، متراکمترین منبع ترک را ایجاد میکند.
ناحیه تحت تأثیر جوش و گرما{0}}: تنش پسماند جوشکاری و حساسیت مرزی دانهها آستانه خستگی مواد را به طور قابل توجهی کاهش میدهد.
گاز{0}}خط سطح مایع متناوب مایع: تناوب-درازمدت مرطوب-خشک منجر به غنیسازی یون و لایهی غیرفعال ناپایدار میشود و تبدیل به یک منطقه خوردگی خستگی ثابت میشود.
نقاط تماس ثابت ثابت: تنش گیره خارجی به اضافه بار ارتعاشی تولید گودال و ترک را تسریع می کند.
3. عوامل القا کننده اصلی
راهاندازی مکرر-فوقالعاده آنی: جهش شدید دما، تنش حرارتی متناوب با دامنه بزرگ ایجاد میکند و به طور مکرر لایه غیرفعال را میشکند.
چگالی توان بیش از حد سطح: دمای کار بالا سرعت واکنش خوردگی را تسریع میکند و قدرت خستگی مواد را کاهش میدهد.
سطح مایع ناپایدار و ارتعاش تکان دهنده: باعث استرس نوسانات مداوم و آبشستگی متوسط روی سطح لوله می شود.
خراش های سطحی، اکسیداسیون جوش و غیرفعال شدن ناقص: نقاط عیب اولیه را برای خوردگی گودال و شروع ترک فراهم کنید.
4. سرکوب و اقدامات بهینه سازی هدفمند
① بهینه سازی کنترل الکتریکی برای کاهش دامنه تنش چرخه ای
اضافه کردن ماژول شروع نرم برای درک افزایش قدرت پلکانی، جلوگیری از افزایش و کاهش ناگهانی دما. فاصله عملیاتی را به طور منطقی تنظیم کنید تا زمانهای راهاندازی و خاموشی مکرر غیرضروری را کاهش دهید، چرخههای خستگی کل را کاهش دهید.
② از بین بردن استرس پسماند در فرآیند پردازش
انجام بازپخت تنش زدایی پس از خم شدن و جوشکاری برای آزادسازی تنش کششی شکل دهی و جوشکاری، کاهش فشار اولیه اولیه قطعه کار. برای به حداقل رساندن محدوده گرمای حساس-منطقه تحت تأثیر، از جوشکاری مورب استفاده کنید.
③ ارتقاء سطح درمان ضد خوردگی-
الکتروپولیش، ریز{0}}حفرهها، خراشها و ناخالصیهای تعبیهشده را از بین میبرد تا منابع شروع ترک را از بین ببرد. غیرفعال سازی یکپارچه را برای افزایش فشردگی و توانایی خود{1}}ترمیم فیلم غیرفعال اجرا کنید.
④ استاندارد کردن-مدیریت نصب و عملیات سایت
برای جلوگیری از استرس محدودیت اجباری، اتصال انعطاف پذیر و شکاف انبساط رزرو شده را اتخاذ کنید. تثبیت ارتفاع سطح مایع برای جلوگیری از خوردگی-گاز ثابت طولانی مدت-مایع رابط؛ کاهش لرزش تجهیزات از طریق میرایی سازه.
⑤ ارتقاء درجه مواد برای شرایط سخت
برای شرایط کاری{0}با کلرید و{1}بالا{1}}، فولاد ضد زنگ دوبلکس 316L یا 2205 را انتخاب کنید که نسبت به مواد پایه معمولی 316 مقاومت بهتری در برابر خستگی خوردگی دارند.
5. مقایسه اثرات بهبود
表格
| آیتم بهینه سازی | خطر خستگی ناشی از خوردگی | بهبود عمر خدمات |
|---|---|---|
| راه اندازی مستقیم-ولتاژ کامل | فوق العاده بالا | مرجع مبنا |
| شروع آهسته نرم + درمان کاهش استرس | آشکارا کاهش یافته است | افزایش عمر مفید بیش از 65 درصد |
| الکترو پولیش + سطح مایع پایدار | خطر پنهان کم | به طور موثر تولید منبع ترک را مهار کنید |
نتیجه گیری
خستگی ناشی از خوردگی آسیب هم افزایی تنش متناوب و محیط خورنده است. با کاهش شدت گردش تنش، حذف منابع نقص سطحی، حذف تنش کششی باقیمانده و بهینهسازی شرایط عملیاتی، میتوان شرایط رانندگی همراه برای شروع و انتشار ترک را قطع کرد و از شکست ناگهانی نفوذ لولههای گرمایش 316 در محیطهای کاری چرخهای طولانی مدت جلوگیری کرد.
