Com canvia el temps de decapat post-soldadura (5 minuts enfront de . 20 minuts en HNO₃/HF) d'un tub d'escalfador de titani la profunditat d'eliminació de la caixa alfa- i la resistència posterior a la corrosió de les escletxes en àcid cítric al 10%?

El decapatge post-soldada en una barreja d'àcid-nítric fluorhídric (20% HNO₃ + 3% HF) s'utilitza per eliminar la capa d'oxigen-alfa-enriquida de les soldadures de titani. Un escabetx ràpid de 5-minuts elimina 10-20 um de material deixant intacte algun cas alfa-. Un escabetx més llarg de 20 minuts elimina 40-80 µm, eliminant completament el cas alfa. Resistència a la corrosió de les esquerdes millorada en un 10% d'àcid cítric a 80 graus mitjançant l'eliminació del cas alfa. El temps d'inici de l'escletxa per als tubs totalment decapats (20 min) és 5 vegades més llarg que per als tubs lleugerament decapats (5 min). El cas alfa és trencadís i anòdic per al metall base i proporciona un lloc preferit per a l'atac de les esquerdes.

Alpha-mecanisme d'eliminació de la caixa i millora de la corrosió de les esquerdes

Durant la soldadura, l'oxigen es difon a la superfície de titani formant una capa alfa-que és més dura i més trencadissa que el metall base. Aquesta capa té diferents característiques electroquímiques i és més propensa a la corrosió per esquerdes. El cas alfa-es dissol uniformement per decapat en HNO3/HF. L'eliminació completa torna la superfície a la composició metàl·lica bàsica i elimina els llocs d'atac afavorits. Les durades més llargues de l'escabetx asseguraran l'eliminació de fins i tot els retalls de soldadura i els passos d'arrel amb accés limitat.

Eliminació de la caixa alfa quantitativa i la resistència a les esquerdes en funció del temps de decapat

Les proves controlades de soldadures de titani de grau 2 decapades en 20% HNO 3 + 3% HF a 50 graus seguida d'immersió en àcid cítric al 10% a 80 graus han mostrat el següent: A 0 min de decapat (tal com-soldat) la profunditat de l'eliminació de casos alfa{-alfa{10}µ{10}µ{10} residuals 50–150 µm i el temps d'inici de l'escletxa és de 100–200 h. Durant 5 minuts de decapat, la profunditat d'eliminació és de 10-20 µm, el cas alfa-residual és de 30-130 µm i el temps d'inici és de 200-500 h. La profunditat d'eliminació als 10 minuts és de 20 a 40 µm, el cas alfa{28}} residual és de 10 a 110 µm i el temps d'inici és de 400 a 1.000 hores. Després de 15 minuts, la profunditat d'eliminació és de 30-60 µm, el cas alfa- restant és de 0{-90 µm i el temps d'inici és de 600-1.500 h. Profunditat d'eliminació: 40 – 80 µm Cas alfa residual: 0 – 50 µm Temps d'iniciació: 800 – 2.000 hores (20 minuts). La profunditat d'eliminació als 30 min és de 60-120 μm, el cas alfa residual és de 0 μm i el temps d'inici és de 1000-2500 hores.

La influència de la concentració d'àcid cítric i la temperatura sobre els avantatges del decapat

Com més llarg sigui el decapat, més gran serà l'avantatge. Com més gran sigui la concentració d'àcid cítric i com més alta sigui la temperatura, més gran serà el benefici. L'extensió de la vida útil de l'escletxa amb un 5% d'àcid cítric i 80 graus és 3x a partir de 20 min en comparació amb el decapat de . 5 min. L'extensió és 4-5x a 80 graus i un 10% d'àcid cítric. Extensió al 15% d'àcid cítric, 80 graus és 5-6x. L'extensió és de 6 a 8 vegades al 10% d'àcid cítric i 100 graus. Com més alta sigui la concentració d'àcid i la temperatura, més agressius són, i més important és eliminar el cas alfa.

Guia de selecció del temps de decapat posterior al servei d'àcid cítric

La taula següent ofereix orientacions sobre els temps de decapat post-soldadura per als escalfadors de titani de grau 2 en àcid cítric al 10% a 80 graus per aconseguir la resistència a la corrosió de les esquerdes requerida.

Desired Crevice Initiation Time (hours) Recommended Pickling Time (minutes) Expected Alpha-Case Removal Depth (µm) Metal Loss from Tube Surface (µm) Recommended Service Life 200–500 5 10–20 10–20 Low (1–2 years) 400–1,000 10 20–40 20–40 Moderate (2–3 years) 800–2,000 20 40–80 40–80 High (3–5 years) 1,000–2,500 30 60–120 60–120 Maximum (>5 years) >2,500 45 100–150 100–150 Més de-decapat, no útil
Enginyeria fora del control del temps de decapat

La taxa de decapat es classifica amb titani. Escabetx per a 7è a preus de 2n. El gruix de la paret ha de ser més gran per permetre la pèrdua de metall durant el decapat. Per a una paret d'1,5 mm, l'eliminació de 60 micres deixa 1,44 mm, que és acceptable. La temperatura del bany de decapat s'ha de mantenir a 50 graus ± 5 graus. Les temperatures més altes acceleren l'eliminació, però també augmenten les possibilitats de-decapatge excessiu. S'ha de gestionar la concentració d'HF, un alt HF augmenta la taxa d'eliminació, però també el risc d'absorció d'hidrogen. Després del decapat, el tub s'ha de netejar acuradament per eliminar els residus àcids. Les proves de microduresa es poden utilitzar per verificar l'eliminació del cas alfa-, amb una duresa superficial inferior a 250 HV que indica l'eliminació completa.

Redacció d'una especificació informada

Per treure completament l'alfa-cas d'un tub d'escalfador de titani que s'ha soldat i s'utilitzarà amb un 10% d'àcid cítric a 80 graus , especifiqueu una durada de decapatge posterior a la-soldada de 20 minuts en 20% HNO₃ + 3% HF a 50 graus . Per a aplicacions menys exigents (temperatura o concentració més baixa), 10 minuts poden ser suficients. 30 minuts per al servei crític. Mesureu la duresa de la superfície per confirmar l'eliminació de la-cas alfa. Si la duresa és inferior a 250 HV, s'ha eliminat el cas alfa-. Descartar els tubs que mostrin qualsevol color blau o gris residual després del decapat. Si el període de decapat post-soldadura es controla a 20 minuts, s'elimina la capa alfa-i la resistència a la corrosió de les esquerdes és 5 vegades millor en servei amb àcid cítric.