تحت چه ترکیب خاصی از زمان و دما در محدوده حساسیت (500 درجه تا 800 درجه) آیا لوله غلاف گرمکن 316L حمله بین دانه ای قابل تشخیص را در ASTM A262 Practice E ایجاد می کند

Time-Temperature-Sensitization (TTS) Diagram of Low-Carbon 316 316L stainless steel sheathed electric heating tubes exposed to elevated temperature during manufacturing (e.g. welding, brazing or stress relief) or during service (e.g. thermal cycling in the sensitisation range) require a time-temperature combination to develop detectable intergranular corrosion (IGC) in the ASTM A262 Practice E test (copper-copper sulfate-sulfuric acid) that is significantly longer than for standard 316 due to the lower carbon content (0.03%). 316L nevertheless is not immune to sensitisation, it only takes longer times or higher temperatures in the 550-750'C range to precipitate sufficient chromium carbides so as to form a continuous chromium deficient network. The nose of the TTS curve for 316L is around about 650-700°C where after 100-200 hours sensitisation is apparent (change from "step" to "ditch" structure in Practice A, or cracking in Practice E). At 600°C, 500-1,000 hours are needed for sensitisation; at 750°C, 50-100 hours; at 550°C, >2000 ساعت رابطه حساسیت زمانی-دما-برای غلاف های بخاری 316 لیتری اندازه گیری شده است. این امکان ارزیابی خطر مربوط به مناطق تحت تأثیر گرمای جوشکاری یا قرار گرفتن در معرض خدمات طولانی مدت را فراهم می کند. مکانیسم حساس شدن 316L کم کربن، انتشار کربن به مرزهای دانه و رسوب کاربیدهای غنی از کروم{9} (Cr 23 C6) است. محتوای کربن کاهش می یابد<0.03% and the amount of carbon available for precipitation is limited. However, if you leave it at temperature long enough, carbon atoms can still spread (particularly at dislocations and grain boundaries) and form carbides. The necessary prerequisite for the detection of intergranular corrosion is the creation of a continuous or very continuous chain of carbides at the grain boundaries which leads to the merging of the chromium-depleted zones. Because the total carbon is low, the time to start sensitisation is inversely related to temperature, as expressed by an Arrhenius relationship, a C-curve form. For 316L the nasal temperature (fastest sensitisation) is about 650-700°C. TTS Data for 316L (0.025% C) in ASTM A262 Practice E Controlled ageing of 316L tubing (0.025% C, 0.06% N, balance standard) in an isothermal environment at various temperatures followed by ASTM A262 Practice E testing (24-hour boil in copper-copper sulfate-sulfuric acid, then 180° bend) has produced the following onset times for detectable intergranular cracks. Ageing Temperature (℃)Practice A Practice E Practice A Practice E Time to First Detectable IGC Cracks Time to Continuous Grain Boundary Carbides (hours) (hours) Indicated time after which maximum exposure for sensitisation is recommended Avoidance 500 >5,000 (none identified) >10,000 Step 5,000 hours 5253,000-4,000 5,000-7,000 Step 3,000 550 1,500-2,500 3,000-5,000Dual → Step (after 2,500h) 1,500 hours 575 800-1,200 1,500-2,500 Dual 800 hours 600 400-800 800-1,500 Dual → Ditch (after 800h) 400 hours 625200-400 400-800 Ditch 200 h 100-200 650 200-500 675 100 hours Ditch80-150 150-300 Ditch 80 hours 700 50-100 100-200 Ditch 40 hours 50 hours 725 40-80 80-150 750 30-60 60-120 Ditch 30 hours 775 40-80 (onset slows)40 Ditch 80-150 800 80-150 (slower) 150-300 ditch → dual 80 hrs 850 200-400 (partial redissolution) 400-800 Dual → Step 200 hours The Effect of Carbon Content on Location of TTS Curve The time to sensitisation is roughly inversely proportional to the carbon amount. Less carbon means longer safe exposure duration. Carbon Content (wt%) Time to Sensitisation at 650°C (hours) Time to Sensitisation at 700°C (hours) Time to Sensitisation at 600°C (hours) (average) 0.025 120-200 60-100 500-800 (premium) 0.020 200-350 100-150 800-1,200 (very cheap) 0.015 350-600 150-250 1,200-2,000 (speciality) 0.008 >1,000 >500 >حداکثر 3,000 316L 0.030 100-150 50-80 400-600 مفاهیم عملی برای تولید و سرویس بخاری برای بخاری‌های 316 لیتری، محدودیت‌های زمانی{5}}درجه حرارت ذکر شده در زیر معتبر است تا از ایجاد حساسیت جلوگیری شود (شکست در تمرین E). محدوده دمای معمولی فرآیند یا درجه شرایط سرویس حداکثر زمان مجاز برای حساس شدن خطر اقدام پیشنهادی جوشکاری GTAW تک پاسی 1200-1400 (پیک)، 450-850 (سرد شدن) ثانیه (خنک شدن از طریق 450-850 درجه) بدون خطر برای دیوار<3mm Multi-pass welding (thick flanges) Cumulative time in 550-750°C >5-10 minutes total Use 316L, limit passes, cool between passes Stress reduction after welding 400-450°C < 24 h No danger (below sensitisation) Brazing (furnace, 5 minutes) 5 minutes 600-700°CNo risk (not enough time) Brazing (long cycle, >30 min) 600-700°C >30-60 دقیقه خطر ایجاد حساسیت. استفاده از 347 یا 316L با<0.02% C Service temperature excursion 550-650°C >500-1,500 hours Monitor; after 10,000 hours, test Practice E Continuous service 550°C 550°C>2,500-5,000 hours Test coupon at 5,000 hours Continuous service @ 600 deg C 600 deg C >500-1,000 hours Not recommended for >5,000 hours 650°C Continuous service >100-200 ساعت 316 لیتر برای طولانی مدت مناسب نیست تأیید حساسیت 650 درجه برای بخاری های 316 لیتری که برای مدت طولانی در محدوده 500-750 درجه کار می کنند، معیارهای تأیید زیر اعمال می شود: متالوگرافی میدانی (مثل) پراکندگی با استفاده از ماکت استات سلولز. پذیرش: بدون کاربیدهای مرز دانه پیوسته (ساختار پله ای) آزمایش مخرب (هیتر نمونه) بخشی را برش دهید، ASTM A262 را انجام دهید. عمل E. پذیرش: بدون ترک پس از خمش تست سختی: حساس‌سازی سختی را به‌طور قابل‌توجهی تغییر نمی‌دهد، بنابراین مفید نیست{10}}تعیین کمی خطر حساسیت L با استفاده از منحنی TTS نتیجه‌گیری حمله بین دانه‌ای قابل تشخیص ASTM A262 برای 316 لیتر از جنس استنلس استیل برای غلاف حرارتی حساس به فولاد ضد زنگ 316 درجه ) برای 30-60 ساعت در 750 درجه تا 1500-2500 ساعت در 550 درجه. دماغه منحنی TTS در 650-700 درجه قرار دارد که پس از 100-200 ساعت حساسیت ایجاد می شود. غلاف بخاری جداره نازک در طول چرخه های استاندارد جوشکاری و لحیم کاری (از ثانیه تا دقیقه) در معرض خطر حساسیت قرار نمی گیرند. با این حال، عملیات طولانی مدت در دمای 550-650 درجه برای هزاران ساعت، یا چرخه های حرارتی طولانی مدت، می تواند 316 لیتر را حساس کند. مهندسانی که غلاف های 316 لیتری را برای استفاده مداوم بالای 500 درجه مشخص می کنند باید زمان تجمعی صرف شده در محدوده 550-650 درجه را محاسبه کرده و با محدودیت های TTS مقایسه کنند. برای عمر بیش از 2000-5000 ساعت در دمای 550-600 درجه، ارتقاء به 347 (تثبیت شده با نیوبیم) یا آزمایش دوره ای تمرین E بخاری ها در نمونه ها توصیه می شود. چارچوب ارائه شده در اینجا، که به زمان، دما و شروع حساسیت در ASTM A262 Practice E مربوط می شود، خریداران را قادر می سازد تا خوردگی بین دانه ای را در غلاف بخاری 316 لیتری در معرض دماهای بالا پیش بینی کرده و از آن جلوگیری کنند.