Tiesioginis internetinio tirpalo apdorojimo poveikis nerūdijančio plieno vamzdžių atsparumui korozijai

Nerūdijančio plieno vamzdžiai visur yra{0}}pernešant vandenį pastatuose, gabenant chemines medžiagas gamyklose ir tvarkant naftą naftos perdirbimo gamyklose. Didžiausias jų pardavimo taškas? Atsparumas korozijai. Tačiau čia yra gudrybė: pagaminus nerūdijančio plieno vamzdžius (pvz., suvirinant ar šaltai valcuojant), jų atsparumas korozijai gali laikinai sumažėti. Kodėl? Gamybos procese gali atsirasti nedidelių defektų,-pavyzdžiui, prie grūdelių ribos susidarantys karbidai arba pažeistas oksido sluoksnis-, dėl kurių plienas tampa pažeidžiamas rūdžių.​

Štai kur atsiranda apdorojimas internetu. Skirtingai nuo tradicinio „neprisijungusio“ apdorojimo (kai pirmiausia gaminami vamzdžiai, o vėliau šildomi), internetinis apdorojimas tirpalais integruoja terminį apdorojimą tiesiai į vamzdžių gamybos liniją. Jis įkaitina vamzdį iki aukštos temperatūros (dažniausiai 1050–1150 laipsnių) ir greitai atvėsina-, kol vamzdis vis dar juda gamybos procese. Rezultatas? Nedelsiant pagerintas atsparumas korozijai, todėl vamzdis yra paruoštas dirbti atšiaurioje aplinkoje, kai tik jis pagamintas. Išsiaiškiname, kaip veikia šis procesas, kokius neatidėliotinus pokyčius jis daro nerūdijančio plieno vamzdžiams ir kodėl tai tampa patrauklumu gamintojams, kuriems greitai reikia patvarių, korozijai{8}}atsparių vamzdžių.​

Kas yra gydymas internetu ir kaip jis veikia nerūdijančio plieno vamzdžiams?

Pirma, būkime paprasta: tirpalo apdorojimas yra šiluma{0}}pagrįstas nerūdijančio plieno „nustatymo iš naujo mygtukas“. Nerūdijantis plienas (pvz., 304 arba 316) atsparus korozijai įgyja dėl chromo, kuris sudaro ploną apsauginį oksido sluoksnį ant paviršiaus. Tačiau gamybos etapai -ypač suvirinimas ar šaltas valcavimas- gali sutrikdyti šį sluoksnį arba sukelti problemų po paviršiumi.​

Internetinis sprendimų apdorojimas išsprendžia šias problemas realiu laiku, iškart po to, kai suformuojamas vamzdis. Štai žingsnis{1}}po-žingsnis (integruotas į įprastą nerūdijančio plieno vamzdžių gamybos liniją):​

Formavimas: Nerūdijančio plieno juosta išlenkiama į vamzdžio formą ir suvirinama (suvirinamiems vamzdžiams) arba išspaudžiama (siūliams vamzdžiams).​

Šildymas internetu: karštas vamzdis (vis dar šiltas nuo suvirinimo / ekstruzijos) tiekiamas į nuolatinę krosnį,{0}}dažniausiai tai yra indukcinis šildytuvas, kuris tolygiai įkaitina iki 1050–1150 laipsnių. Ši temperatūra yra pakankamai aukšta, kad ištirptų gamybos metu susidarę nepageidaujami karbidai (pvz., chromo karbidai).

Greitas aušinimas: Vamzdis iš karto po šildymo apipurškiamas vandeniu arba atšaldomas oro srovėmis, kad greitai užgestų (aušinimo greitis ~100 laipsnių per sekundę). Tai „užšaldo“ plieno mikrostruktūrą, neleidžiant karbidams pasikeisti jam vėsstant

Apdaila: atvėsintas vamzdis supjaustomas iki reikiamo ilgio, o jo paviršius nuvalomas-dabar paruoštas naudoti.​

Pagrindinis „online“ ir „offline“ pranašumas yra greitis: nereikia laikyti vamzdžių, transportuoti į atskirą terminio apdorojimo įstaigą ar laukti, kol partijos bus apdorotos. Vamzdis iš karto padidina atsparumą korozijai, todėl gamybos laikas sutrumpėja 20–30%.

Tiesioginis poveikis atsparumui korozijai: 3 pagrindiniai pakeitimai

Internetinis sprendimas ne tik „pagerina“ atsparumą korozijai{0}}, bet ir iš karto atlieka konkrečius, išmatuojamus nerūdijančio plieno vamzdžio pakeitimus. Pažvelkime į tris svarbiausius tiesioginius padarinius:

1. Ištirpdo grūdų ribinius karbidus (nebėra „jautrinimo“).

Viena didžiausių grėsmių nerūdijančio plieno atsparumui korozijai yra „įjautrinimas“-, kai gamybos metu prie plieno grūdelių ribų susidaro chromo karbidai (Cr₂3C₆). Šie karbidai siurbia chromą iš aplinkinių sričių, sukurdami „chromo -išeikvotas zonas“ (sritys, kuriose chromo yra mažiau nei 12 proc.). Be pakankamai chromo oksido sluoksnis negali susidaryti, o vamzdis lengvai rūdija-ypač aplinkoje, kurioje yra druskos ar cheminių medžiagų.​

Internetinis sprendimas iš karto išsprendžia šią problemą:

Aukšta temperatūra (1050–1150 laipsnių) ištirpdo karbidus atgal į plieną ir tolygiai perskirsto chromą.

Greitas gesinimas sustabdo karbidų reformą, kai vamzdis atvėsta

Bandymo duomenys: laboratoriniame tyrime buvo lyginamas suvirintas 304 nerūdijančio plieno vamzdis (be apdorojimo internetu) ir vienas su internetiniu tirpalo apdorojimu. Neapdorotame vamzdyje buvo matomų chromo -netekusių zonų (pagal mikroskopą) ir po 48 valandų jis pradėjo rūdyti atliekant 5 % sūraus vandens purškimo bandymą. Apdorotas vamzdis? Jokių chromo-zonų ir rūdžių net po 100 valandų to paties bandymo metu. Tai yra tiesioginis skirtumas-dingo jautrumas, o vamzdis iš karto yra atsparus korozijai{10}.​

2. Taiso ir stiprina apsauginį oksido sluoksnį

Nerūdijančio plieno oksido sluoksnis (taip pat vadinamas „pasyviuoju sluoksniu“) yra tik 2–3 nm storio -plonesnis už muilo burbulą-, tačiau tai yra pirmoji apsaugos nuo korozijos linija. Gamybos etapai, tokie kaip suvirinimas ar pjovimas, gali subraižyti, sudeginti arba suploninti šį sluoksnį, todėl vamzdis gali būti pažeidžiamas.

Internetinis tirpalo apdorojimas nedelsiant pataiso šį sluoksnį:

Aukšta temperatūra nežymiai oksiduoja plieno paviršių, sudarydama naują, vienodą oksido sluoksnį

Kadangi chromas pasiskirsto tolygiai (dėl karbido tirpimo), naujame sluoksnyje yra daugiau chromo,{0}}todėl jis stabilesnis ir atsparesnis pažeidimams.​

Tikrasis{0}}pasaulio pavyzdys: 316 klasės maisto-nerūdijančio plieno vamzdžių (naudojamų pienui ir sultims transportuoti) gamintojas perėjo prie apdorojimo internetu. Anksčiau jų vamzdžiai po gamybos turėjo būti chemiškai pasyvuoti (apdoroti azoto rūgštimi), kad būtų suremontuotas oksido sluoksnis, -pridedant papildomą žingsnį ir išlaidas. Naudojant internetinį apdorojimą, oksido sluoksnis jau yra pakankamai stiprus: bandymai parodė, kad apdorotų vamzdžių oksido sluoksnis buvo 30% storesnis nei neapdorotų, o maisto saugos korozijos bandymus jie išlaikė be papildomo pasyvavimo. Tai sumažino gamybos laiką 15% ir sutaupė 5 000 USD per mėnesį cheminių medžiagų sąnaudų

3. Sumažina vidinį įtampą (mažesnė korozijos įtrūkimų rizika).

Nerūdijančio plieno vamzdžius šaltai valcuojant arba suvirinant sukuriamas „vidinis įtempis“-nedidelis plieno konstrukcijos įtempimas. Laikui bėgant šis įtempis gali sukelti „įtempių korozijos įtrūkimą“ (SCC): kai vamzdyje susidaro nedideli įtrūkimai korozinėje aplinkoje (pvz., sūriame vandenyje ar rūgštiniuose tirpaluose).

Gydymas internetu iš karto pašalina stresą:

Vamzdžio kaitinimas iki aukštos temperatūros atpalaiduoja plieno mikrostruktūrą, atpalaiduoja vidinį įtempį

Greitas aušinimas užsiblokuoja šioje{0}}įtempimo būsenoje.​

Bandymo rezultatas: jūrinių vamzdžių gamintojo atliktame tyrime buvo išbandyti du 316 l nerūdijančio plieno vamzdžių rinkiniai (naudojami naftos platformoms atviroje jūroje): vienas su internetiniu tirpalu, kitas be. Abu rinkiniai buvo veikiami sūraus vandens ir ciklinio streso (mėgdžiojantys vandenyno bangas). Neapdorotuose vamzdžiuose po 200 valandų atsirado SCC įtrūkimai. Apdoroti vamzdžiai? Nėra įtrūkimų net po 500 valandų. Greitai sumažinus stresą dėl gydymo internetu, jie tapo daug atsparesni šiam įprastam korozijos gedimui

Kaip gydymas internetu lyginamas su gydymu neprisijungus (neatidėliotinos ir uždelstos naudos).

Jums gali kilti klausimas: jei gydymas neprisijungus taip pat veikia, kodėl verta rinktis internetu? Atsakymas slypi naudos „betarpiškume“. Palyginkime:

Aspektas	Internetinis sprendimų gydymas	Sprendimų gydymas neprisijungus
Atsparumo korozijai laikas	Iš karto po pagaminimo{0}}vamzdis yra atsparus korozijai-	Uždelstas{0}}vamzdis yra pažeidžiamas tol, kol nebus transportuojamas į terminio apdorojimo įstaigą (1–2 savaites).​
Rūdžių pavojus sandėliavimo metu	Mažai-prieš apdorojimą nėra laiko susidaryti rūdims.​	Labai{0}}neapdoroti vamzdžiai sandėliuojant gali rūdyti, jei yra veikiami drėgmės.​
Gamybos greitis	Greitai{0}}integruota į liniją, jokių papildomų veiksmų.​	Lėtas{0}}prideda 1–2 savaites apdorojimo laiką.​
Kaina	Mažesnės-transportavimo ar papildomų paslaugų kainos.​	Aukštesniam-reikia atskiros šildymo įrangos ir transporto.​

Pavyzdžiui, statybų bendrovei vandens valymo įrenginiui reikėjo 10 000 metrų 304 nerūdijančio plieno vamzdžių. Naudodami internetu-apdorotus vamzdžius, vamzdžiai buvo paruošti montuoti-be rūdžių, jokio papildomo paruošimo. Jei jie būtų naudoję neprisijungus{6}}apdorotus vamzdžius, apdorojimo būtų tekę laukti 2 savaites, o 5 % vamzdžių buvo rūdžių dėmių iš sandėliavimo (prieš montuodami juos reikia išvalyti). Internetinis gydymas sutaupė jiems laiko ir sumažino atliekų kiekį

Patarimai, kaip optimizuoti internetinių sprendimų apdorojimą, kad būtų užtikrintas maksimalus greitas atsparumas korozijai

Norėdami gauti geriausią tiesioginį atsparumą korozijai naudojant internetinį tirpalą, gamintojai turi sutelkti dėmesį į tris pagrindinius parametrus:

Temperatūros valdymas: laikykitės 1050–1150 laipsnių. Per žema (žemesnė nei 1000 laipsnių) neištirps visų karbidų; per aukštas (virš 1200 laipsnių) gali deformuoti vamzdį arba sumažinti jo stiprumą. Kad jis būtų tikslus, naudokite indukcinį šildytuvą su temperatūros jutikliais

Aušinimo greitis: siekkite 80–120 laipsnių per sekundę. Lėtas aušinimas (žemiau 50 laipsnių per sekundę) leidžia karbidams atsinaujinti; per greitai (virš 150 laipsnių per sekundę) gali įtrūkti plonasieniai vamzdžiai. Geriausiai veikia vandens purškimas su reguliuojamu slėgiu.

Vamzdžio greitis: suderinkite vamzdžio greitį per krosnį su šildymo trukme. 50 mm skersmens vamzdžiui karbidams ištirpinti pakanka 2–3 minučių krosnyje. Jei vamzdis juda per greitai, jis neįkaista tolygiai

Vamzdžių gamintojas Teksase pakoregavo savo internetinį procesą iki 1100 laipsnių, 100 laipsnių per sekundę aušinimo ir 2,5 minutės krosnies laiko. Rezultatas? Jų vamzdžių tiesioginis atsparumas korozijai (išmatuotas druskos purškimo bandymais) pagerėjo 40 %, palyginti su senais nustatymais.

Išvada​

Internetinis tirpalo apdorojimas yra žaidimas-nerūdijančio plieno vamzdžių keitiklis-. Jis paverčia korozijai atsparų vamzdį iškart po pagaminimo į patvarų ir iš karto apsaugotą vamzdį. Tirpinant karbidus, taisant oksido sluoksnį ir pašalinant vidinį įtampą, šis procesas pašalina pagrindines korozijos priežastis dar vamzdžiui nepaliekant gamybos linijos.

Gamintojams tai reiškia greitesnę gamybą, mažesnes sąnaudas ir iš karto kokybės standartus atitinkančius vamzdžius. Naudotojams (pvz., statybos įmonėms, chemijos gamykloms ar jūrų operatoriams) tai reiškia, kad vamzdžiai tarnauja ilgiau, kuriems reikia mažiau priežiūros ir kurie netikėtai nesugenda korozinėje aplinkoje.​

Augant korozijai{0}}atsparių nerūdijančio plieno vamzdžių paklausai-ypač tokiose pramonės šakose kaip atsinaujinanti energija (saulės šilumos sistemos) ir vandens valymas,-valymas internetu taps dar svarbesnis. Tai ne tik terminio apdorojimo procesas; tai būdas užtikrinti, kad nerūdijančio plieno vamzdžiai nuo pat pradžių ištesėtų pažadą dėl patvarumo.