กระบวนการขึ้นท่อที่ไม่มีรอยต่อของเหล็กกล้าจะแก้ปัญหาการกัดกร่อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้อย่างไร?

ในด้านของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนท่อเหล็กเพล็กซ์แบบเชื่อมแบบดั้งเดิมได้รับความเดือดร้อนจากการกัดกร่อนระหว่างเกรนที่เกิดจากโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) สาระสำคัญของปรากฏการณ์นี้คืออุณหภูมิสูงในท้องถิ่น (1,000-1350 ℃) ในระหว่างการเชื่อมทำให้เกิดการแพร่กระจายขององค์ประกอบคาร์บอนและไนโตรเจนในเหล็กเพล็กซ์สร้างโซนโครเมี่ยมที่ไม่ดี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเพล็กซ์สตีลที่ไร้รอยต่อช่วยกำจัดอันตรายที่ซ่อนอยู่นี้จากแหล่งที่มาของวัสดุที่เกิดขึ้นผ่านนวัตกรรมของการอัดรีดร้อนและกระบวนการหล่อแบบแรงเหวี่ยงซึ่งเป็นกระบวนทัศน์ใหม่สำหรับการทำงานระยะยาวของอุปกรณ์ภายใต้เงื่อนไขการกัดกร่อน

แกนกลางของการผลิตของ ท่อดูเพล็กซ์ อยู่ในการควบคุมอุณหภูมิและความเครียดอย่างแม่นยำ ในกระบวนการอัดรีดร้อนบิลเล็ตผ่านการตายพิเศษ (อัตราการเสียรูป 0.1-10 มม./วินาที) ในช่วง 850-1150 ℃และสร้างผลึกเท่ากัน (ขนาดเกรน8-15μm) ภายใต้การกระทำของการตกผลึกแบบไดนามิก (DRX) ในระหว่างกระบวนการนี้ความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อนภายในของวัสดุสูงถึง10¹²/m²ซึ่งเป็นแรงผลักดันสำหรับการโยกย้ายของขอบเขตเฟสออสเทนไนต์/เฟอร์ไรต์และทำให้อัตราส่วนคู่เฟสที่ 45: 55 ± 3% เมื่อเทียบกับกระบวนการเชื่อมไม่มีโซนความร้อนสูงเกินไปในกระบวนการอัดรีดร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของโครเมียมจะลดลงโดยสองคำสั่งของขนาด

เทคโนโลยีการหล่อแบบแรงเหวี่ยงตระหนักถึงการแข็งตัวของโลหะหลอมเหลวผ่านสนามแรงแบบแรงเหวี่ยง (100-200 กรัม) ที่อุณหภูมิการหล่อของปี ค.ศ. 1450 ℃เหล็กกล้าสองเฟสละลายจะสร้างโครงสร้างผลึกเสาในแม่พิมพ์ทองแดงหมุน (ความเร็ว 800-1200 รอบต่อนาที) และระยะห่างหลัก dendrite (PDAs) ถูกควบคุมภายใน30μm พารามิเตอร์กระบวนการสำคัญรวมถึงการควบคุม supercooling (ΔT = 15-25K) และอัตราการระบายความร้อนของเชื้อรา (> 100 ℃/s) ทำให้มั่นใจได้ว่าเฟอร์ไรต์เฟอร์ไรต์เป็นพิเศษบนผนังแม่พิมพ์และเฟสออสเทนไนต์จะตกตะกอนอย่างสม่ำเสมอในตอนท้ายของการแข็งตัว

โครงสร้างเฟสคู่ lamellar (ระยะห่าง lamellar 0.5-2μm) ที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการขึ้นท่อที่ไร้รอยต่อมีกลไกการป้องกันการกัดกร่อนที่เป็นเอกลักษณ์ ในสื่อที่มีCL⁻, ออสเทนไนต์ (เฟส) ประกอบด้วยโครงกระดูกของฟิล์ม passivation เป็นเฟสเฉื่อยทางไฟฟ้าและเฟอร์ไรต์ (เฟอร์เฟอร์ (เฟสα) ละลายเป็นขั้วบวก การวิเคราะห์ XPS แสดงให้เห็นว่าความสมดุลแบบไดนามิกนี้รักษาความหนาของฟิล์มCr₂o₃ที่ 4-6nm ซึ่งปิดกั้นการเจาะสื่อการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในช่วงวัฏจักรความร้อนโครงสร้างสองเฟสของท่อไร้รอยต่อแสดงความทนทานการเปลี่ยนแปลงเฟสที่ยอดเยี่ยม เมื่ออุณหภูมิสูงกว่าจุด MS (ประมาณ -40 ℃) ส่วนหนึ่งของออสเทนไนต์จะผ่านการเปลี่ยนแปลงเฟสมาร์เทนซิติก (ε→α ') และปริมาตรจะขยายออกไปประมาณ 3% การแปลงเฟสที่ย้อนกลับได้นี้ (ΔV = 0.02) สามารถดูดซับความเครียดจากความร้อนและยับยั้งการเริ่มต้นของรอยร้าวเมื่อยล้า การทดลองแสดงให้เห็นว่าหลังจาก 2,000 เท่าของ -40 ℃→ 350 ℃การกระแทกด้วยความร้อนความขรุขระพื้นผิวของท่อที่ไร้รอยต่อเพิ่มขึ้นเพียง0.12μmในขณะที่ท่อเชื่อมมี microcracks ที่เห็นได้ชัด

ผ่านการวิเคราะห์ความต้านทานทางเคมีไฟฟ้า (EIS) การวิเคราะห์ความต้านทานโพลาไรเซชัน (RP) ของท่อไร้รอยต่อในสารละลาย NaCl 3.5WT% ถึง 1.2 ×10⁶Ω·cm²ซึ่งสูงกว่าท่อเชื่อม 40% ในการทดสอบอุณหภูมิหลุมวิกฤต (CPT) ท่อไร้รอยต่อยังคงอยู่ในสารละลาย 4mol/L fecl₃ถึง 85 ° C ในขณะที่ท่อเชื่อมมีหลุมที่มีเสถียรภาพที่ 65 ° C นี่เป็นเพราะการกำจัดของโซนการแพ้ของ HAZ โดยโครงสร้างที่ไร้รอยต่อ (ความกว้างของโซนการตกตะกอนของคาร์ไบด์จะลดลงจาก20-50μmของท่อเชื่อมเป็น 0)

ในการทดลองการกัดกร่อนการกัดกร่อน (SCC) วิธีการดัดงอสี่จุดถูกนำมาใช้เพื่อใช้ความเครียดแรงดึง 80% ของความแข็งแรงของผลผลิต หลังจากการแช่ในสารละลายMGCL₂สำหรับ 3000H อัตราการเติบโตของรอยแตกของท่อไร้รอยต่อคือ DA/DT = 5 ×10⁻mmM/S ซึ่งเป็นคำสั่งสองขนาดที่ต่ำกว่าท่อเชื่อม กลไกด้วยกล้องจุลทรรศน์คือโครงสร้างแบบคู่ที่สม่ำเสมอของท่อไร้รอยต่อเพิ่มความหนาแน่นของดักไฮโดรเจน (ความคลาดเคลื่อน, ขอบเขตเฟส) 3 ครั้งจับอะตอมไฮโดรเจนกระจายได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่วิศวกรรมขอบเขตระดับนาโน: โดยการเพิ่มปริมาณการติดตามขององค์ประกอบ NB และ TI (0.1-0.3wt%), MC-type carbides (ขนาด 5-20nm) จะเกิดขึ้นที่อินเทอร์เฟซคู่เฟส พัฒนาโครงสร้างการไล่ระดับสีที่ไร้รอยต่อ (ผนังด้านนอกที่อุดมไปด้วยออสเทนไนต์สำหรับความต้านทานการกัดเซาะผนังด้านในที่อุดมด้วยเฟอร์ไรต์สำหรับความต้านทานการกัดกร่อน) และบรรลุการไล่ระดับสีองค์ประกอบโดยการควบคุมกระบวนการแข็งตัวผ่านการกวนแม่เหล็กไฟฟ้า