Ar gyfer peirianwyr proses sy'n gyfrifol am wresogyddion trochi trydan mewn treulwyr mwydion a phapur, mae'r cyfuniad o sodiwm hydrocsid a sodiwm sylffid ar dymheredd uchel yn creu amgylchedd lle mae cracio cyrydiad straen costig yn fecanwaith methiant amlycaf. Yn wahanol i dyllu neu gyrydiad cyffredinol, mae cracio costig yn cynhyrchu craciau brau, rhyng-gronynnog a all dreiddio i wain 1.2 mm 316 mewn wythnosau heb fawr o rybudd gweladwy. Mae'r broses pwlio kraft yn defnyddio gwirod gwyn sy'n cynnwys 15–20% NaOH a 5–10% Na₂S ar dymheredd o 150–170°C. Mae trwch wal 1.2 mm yn gyffredin i'r gwresogyddion hyn oherwydd cyfyngiadau gofod mewn llestri treulio. Mae'r erthygl hon yn nodi'r cyfuniad penodol o grynodiad costig a thymheredd wyneb y wain lle mae gwain 1.2 mm 316 yn profi cracio cyrydiad straen costig o fewn 1,000 o oriau o wasanaeth parhaus.
Mecanwaith Cracio Cyrydiad Straen Goch yn 316
Mae angen tri chyflwr ar gyfer cracio cyrydiad straen caustig o 316 o ddur di-staen: crynodiad costig uwchlaw gwerth trothwy, tymheredd uwchlaw'r trothwy cracio, a straen tynnol. Mae'r broses swaging a ddefnyddir i gywasgu inswleiddiad MgO yn cyflwyno straen tynnol gweddilliol sylweddol ar wyneb mewnol y wain-yn nodweddiadol 150–250 MPa ar gyfer wal 1.2 mm. Mae'r straen gweddilliol hyn yn darparu'r gydran tynnol angenrheidiol ar gyfer cracio. Y trothwy crynodiad costig ar gyfer cracio yn 316 ar 150 ° C yw tua 5% NaOH. Ar 10% NaOH, mae'r tymheredd trothwy yn gostwng i 130 ° C. Ar 15% NaOH, mae cracio'n digwydd uwchlaw 110 ° C. Ar 20% NaOH, mae cracio'n digwydd uwchlaw 100 ° C. Mewn gwirod gwyn gyda 15-20% NaOH ar 150-170 ° C, mae'r amodau'n llawer uwch na'r trothwy cracio. Ar gyfer gwain 1.2 mm 316, mae craciau fel arfer yn cychwyn o fewn 100-500 awr ar ôl dod i gysylltiad â'r arwyneb mewnol lle mae'r straen gweddilliol ar ei uchaf. Ar ôl ei gychwyn, mae craciau'n lluosogi ar gyfraddau o 0.1–1.0 mm yr wythnos, gan dreiddio i'r wal 1.2 mm o fewn 1-3 mis.
Trothwyon Cracio Critigol ar gyfer Gwain 1.2 Milimetr
Yn seiliedig ar brofion labordy o samplau gwain swaged 316 mewn efelychydd gwirod gwyn a dadansoddiad methiant maes o dreulwyr melinau mwydion, mae'r cyfuniadau canlynol o grynodiad costig a thymheredd wyneb y wain yn cynhyrchu cracio cyrydiad straen costig o fewn 1,000 o oriau.
| Crynodiad Sodiwm Hydrocsid (Pwysau %) | Crynodiad sylffid Sodiwm (Pwysau %) | Tymheredd Critigol ar gyfer Cychwyn Cracio | Amser i Glecio Cychwyn ar 150°C Arwyneb Gwain | Amser i Drwodd-Cracio Wal (1.2 mm) ar 150°C |
|---|---|---|---|---|
| 5 – 8% | 2 – 4% | 140°C | 800 – 1,200 o oriau | 1,200 – 2,000 o oriau |
| 8 – 10% | 4 – 6% | 130°C | 500 - 800 awr | 800 – 1,500 o oriau |
| 10 – 12% | 5 – 7% | 120°C | 300-500 awr | 500 - 1,000 o oriau |
| 12 – 15% | 6 – 8% | 115°C | 200 - 400 awr | 400 - 800 awr |
| 15 – 18% | 7 – 9% | 110°C | 150 - 300 awr | 300 - 600 awr |
| 18 – 20% | 8 – 10% | 100°C | 100 - 200 awr | 200 - 400 awr |
| Mwy na 20% | Mwy na 10% | Islaw 100°C | 50-150 awr | 100 - 300 awr |
Ar gyfer treuliwr kraft sy'n gweithredu gyda 16% NaOH ar dymheredd swmp 155 ° C, mae tymheredd wyneb y wain oddeutu 155-160 ° C (gan dybio bod y tymheredd yn codi cyn lleied â phosibl oherwydd dwysedd wat isel mewn treulwyr mawr). Mae hyn yn uwch na'r trothwy cracio 110°C, a byddai craciau'n cychwyn o fewn 150-300 awr. Byddai gwain 1.2 mm yn debygol o dyllu o fewn 1-2 fis o weithredu parhaus. Mae profiad maes yn cadarnhau bod 316 gwain mewn gwasanaeth gwirod gwyn fel arfer yn methu o fewn 3-6 mis, gyda chracio fel y prif fodd methiant.
Amlen Gweithredu Diogel ar gyfer Gwain 1.2 Milimetr yn y Gwasanaeth Caustig
Mae'r tabl canlynol yn darparu'r crynodiad costig mwyaf diogel ar gyfer gwain 1.2 mm 316 ar wahanol dymereddau arwyneb gwain er mwyn osgoi cracio cyrydiad straen costig o fewn bywyd gwasanaeth 1,000-awr. Mae gwerthoedd yn rhagdybio presenoldeb straen tynnol gweddilliol oherwydd swatio, na ellir ei ddileu heb anelio ar ôl y swage.
| Gwain Tymheredd Arwyneb | Crynodiad NaOH Mwyaf Diogel i Osgoi Cracio (Dim Sylffid) | Crynodiad NaOH Mwyaf Diogel gyda 5% Na₂S | Amser Disgwyliedig i Gryngo ar y Crynodiad Mwyaf Diogel | Cam Gweithredu a Argymhellir |
|---|---|---|---|---|
| 80°C | 20% | 15% | 2,000 - 3,000 o oriau | Ymylol ar gyfer gwasanaeth parhaus |
| 90°C | 15% | 12% | 1,500 – 2,500 o oriau | Bywyd gwasanaeth cyfyngedig |
| 100°C | 12% | 10% | 1,000 – 2,000 o oriau | 316 heb eu hargymell |
| 110°C | 10% | 8% | 800 – 1,500 o oriau | Defnyddiwch uwchraddio annealed neu aloi |
| 120°C | 8% | 6% | 500 - 1,000 o oriau | Mae angen uwchraddio aloi |
| 130°C | 6% | 4% | 300-800 awr | Mae uwchraddio aloi yn orfodol |
| 140°C | 4% | 2% | 200 - 500 awr | 316 anaddas |
| Uwchlaw 150°C | Ddim yn ddiogel | Ddim yn ddiogel | Llai na 200 awr | Defnyddio aloi sy'n seiliedig ar nicel- |
Ar gyfer gwasanaeth treuliwr mwydion a phapur gyda 16% NaOH ar 155 ° C, nid yw'r amlen gweithredu diogel ar gyfer gwain 1.2 mm 316 yn bodoli. Mae cracio yn anochel o fewn wythnosau neu fisoedd. Rhaid i beirianwyr nodi aloi mwy gwrthsefyll.
Addasiadau Dylunio i Atal Cracio Costig
Pan fydd yn rhaid defnyddio gwain 316 mewn gwasanaeth costig, gall tri addasiad dylunio ymestyn bywyd, er nad yw'r un ohonynt yn gwneud 316 yn ddibynadwy ar gyfer amodau treuliwr kraft. Y cyntaf yw perfformio aneliad post-swage ar 1,050°C i leddfu straen tynnol gweddilliol. Mae anelio yn lleihau straen gweddilliol arwyneb mewnol o 150-250 MPa i lai nag 20 MPa, gan ddileu'r gydran tynnol sydd ei hangen ar gyfer cracio. Gall gwain anelio 1.2 mm 316 mewn 16% NaOH ar 150°C oroesi 3-6 mis yn lle 1-2 fis. Yr ail addasiad yw cymhwyso triniaeth arwyneb cywasgol fel peening ergyd i'r wyneb allanol. Mae'r haen gywasgol yn gwrthwynebu twf crac, ond nid yw'n dileu'r straen tynnol arwyneb mewnol. Y trydydd addasiad yw gweithredu ar y tymheredd wyneb gwain isaf posibl trwy leihau dwysedd wat a chynyddu cylchrediad. Mae pob gostyngiad o 10 ° C mewn tymheredd arwyneb yn dyblu'r amser i gychwyn cracio. Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau mwydion a phapur, mae'r addasiadau hyn yn annigonol. Y deunydd safonol ar gyfer gwainiau gwresogydd gwirod gwyn yw Alloy 625 neu Alloy C-276. Mae'r aloion hyn sy'n seiliedig ar nicel yn gallu gwrthsefyll cracio cyrydiad straen costig ar bob crynodiad a thymheredd a geir mewn treulwyr. Bydd gwain Aloi 625 1.6 mm fel arfer yn para 5-10 mlynedd mewn gwasanaeth gwirod gwyn, o'i gymharu â 2-6 mis ar gyfer 316. Mae'r gost gychwynnol uwch yn cael ei hadennill yn gyflym trwy lai o amser segur a llafur adnewyddu. Wrth nodi gwresogyddion ar gyfer gwasanaeth treuliwr, ni ddylai peirianwyr dderbyn 316 ar gyfer unrhyw gais lle mae crynodiad costig yn fwy na 10% ar dymheredd uwch na 100 ° C. Mae cost methiant cracio sydyn mewn treuliwr dan bwysau-gan gynnwys colli cynnyrch, oeri llestr, ac amnewid-yn llawer uwch na chost gynyddrannol aloi nicel uchel. Nid yw gwneuthurwr sy'n argymell 316 ar gyfer gwasanaeth gwirod gwyn heb drafod cracio cyrydiad straen costig yn darparu arweiniad peirianneg cyfrifol. Mae'r craciau mewn gwain 1.2 mm yn lluosogi'n gyflym a heb arwydd allanol gweladwy nes bod y wain yn gollwng. Atal trwy ddewis aloi cywir yw'r unig strategaeth ddibynadwy.
