لوله های گرمایش فولاد ضد زنگ 316 اغلب تحت خمش سرد قرار می گیرند تا با طرح های مختلف نصب در تجهیزات گرمایش صنعتی سازگار شوند. در فرآیند خمش، پارامترهای فرآیند نامعقول باعث ایجاد ترکهای ریز{2} در سطوح داخلی و خارجی قوس دیواره لوله میشوند. تشخیص این عیوب ریز{4}}از طریق بازرسی بصری معمولی دشوار است، با این حال آنها به عنوان مکانهای شروع ترجیحی برای خوردگی حفرهای و شکافی در محیطهای خورنده کلرید{5} غنی، اسیدی و مرطوب عمل میکنند. هنگامی که مواد خورنده به داخل ترکها نفوذ میکنند، فیلم غیرفعال داخل ترکها نمیتواند بهطور کامل ترمیم شود، که منجر به خوردگی الکتروشیمیایی موضعی میشود که به تدریج در گسلهای نشتی نافذ گسترش مییابد. بسیاری از تولیدکنندگان تنها پس از خم شدن بر روی دقت ابعاد تمرکز میکنند، در حالی که کنترل عیوب{10}ریز سطح را نادیده میگیرند، که منجر به کاهش شدید عمر مفید ضد خوردگی لولههای گرمایش خم شده میشود. بنابراین، بهینهسازی سیستماتیک فرآیند شکلدهی خمشی برای از بین بردن عیوب ترک{13} و حفظ مقاومت اولیه در برابر خوردگی لولههای گرمایش فولاد ضد زنگ 316 ضروری است.
ترکهای میکرو- که در حین خمش ایجاد میشوند، عمدتاً از سه تنظیم فرآیند نامناسب ناشی میشوند: تغییر شکل خمشی بیش از حد، سطوح تماس ناصاف قالب و نیروی نگهدارنده غیرمنطقی. هنگامی که شعاع خمش خیلی کوچک است، قوس بیرونی لوله فولادی ضد زنگ، تنش کششی بیش از حدی را تحمل می کند، که از حد پلاستیک ماده فراتر می رود و باعث ایجاد ترک های میکرو{2}}ترانس دانه ای می شود. در همین حال، قالبهای ناهموار با خراش یا سوراخهای جوشکاری سطح لوله را در حین شکلگیری فشرده و خراش میدهند و ترکهای کوچک خطی میکرو{4}}روی دیواره بیرونی جاسازی میکنند. علاوه بر این، نیروی نگهدارنده ناکافی باعث لغزش موضعی لوله در حین خمش میشود و در نتیجه توزیع تنش ناهموار و کرنش متمرکز در موقعیتهای جزئی ایجاد میشود که باعث تسریع بیشتر در ایجاد ترکهای ریز پنهان میشود. این عیوب میکروسکوپی پس از تشکیل به طور کامل توسط لایه غیرفعال بومی پوشانده می شوند، اما پس از قرار گرفتن در معرض شرایط کاری خورنده، به سرعت به کانال های خوردگی تبدیل می شوند.
این مطالعه یک طرح بهینهسازی چند بعدی برای فرآیند شکلدهی خمشی از تنظیم پارامتر خمشی، درمان سطح قالب و فناوری شکلدهی کمکی پیشنهاد میکند. ابتدا حداقل شعاع خمش ایمن استاندارد شده است. برای لوله های گرمایش فولاد ضد زنگ معمولی 316، شعاع خمش نباید کمتر از سه برابر قطر بیرونی لوله باشد، که به طور موثر تنش کششی را روی سطح قوس خارجی پخش می کند و از ترک های ریز{4} کششی ناشی از تغییر شکل بیش از حد جلوگیری می کند. دوم، تمام قالبهای خمشی صیقل داده شده و غیرفعال میشوند تا بریدگیها و خراشهای سطحی از بین بروند، و روان کننده مقاوم در برابر دمای بالا به طور یکنواخت روی سطح تماس بین قالب و بدنه لوله پوشانده میشود تا آسیب ناشی از اصطکاک در طول شکلدهی کاهش یابد. سوم، نیروی ثابت نگهدارنده خالی برای اطمینان از انتقال تنش یکنواخت در بخش خمشی و جلوگیری از تمرکز تنش موضعی و تغییر شکل لغزش اتخاذ میشود.
برای از بین بردن بیشتر عیوب ریز{0}}سطح باقیمانده پس از خمش، مراحل تکمیل سطح خمشی و غیرفعال سازی پس از خمش اضافه می شود. پولیش میکرو خراشهای اکستروژن کوچک و ترکهای ریز{3} نهفته را در ناحیه خمش از بین میبرد و به دنبال آن فعالسازی ترشی و{4}}عملیات غیرفعالسازی مجدد برای بازسازی یک لایه غیرفعال غنی از کروم{5}}روی سطح خم شده، پیوسته و متراکم میشود. این فرآیند عیوب ریز-را که ممکن است با شکلدهی مکانیکی به طور کامل برطرف نشوند را مهر و موم میکند و سد کامل ضد خوردگی سطح لوله را بازیابی میکند.
نتایج آزمایش اسپری نمک تسریع شده نشان میدهد که لولههای گرمایشی که با فرآیند خمشی بهینه پردازش شدهاند، پس از ۱۱۰۰ ساعت تست خوردگی چرخهای، هیچ حفرهای در ناحیه خمش ندارند. در مقابل، محصولات خم شده با شعاع کوچک و قالبهای صیقلنشده تنها پس از 550 ساعت دچار خوردگی حفرهای موضعی آشکار در موقعیتهای خمشی میشوند. داده های کاربردی میدانی نشان می دهد که بهینه سازی فرآیند نرخ شکست خوردگی لوله های گرمایش خم شده را تا 72 درصد کاهش می دهد. به طور خلاصه، کنترل پارامترهای خمشی استاندارد،-تصفیه قالب با دقت بالا و غیرفعال سازی پس از خمش-میتواند به طور موثری از نقص میکرو-در لولههای گرمایش فولاد ضد زنگ 316 جلوگیری کند، نقاط شروع خوردگی پنهان را از بین ببرد، و{10}عملکرد طولانیمدت تجهیزات ضدزنگ صنعتی پایدار{11} را تضمین کند.
