Com canvia el temps de decapat post-soldadura (5 minuts vs. 20 minuts en HNO₃/HF) per a un tub d'escalfador de titani la profunditat d'eliminació de la caixa alfa- i la resistència posterior a la corrosió de les esquerdes en àcid cítric al 10%?
Deixa un missatge
El decapatge posterior a la-soldadura en una barreja d'àcid-nítric-(20% HNO₃ + 3% HF) elimina la capa de carcassa-alfa-enriquida en oxigen de les soldadures de titani. Un escabetx curt de 5 minuts elimina entre 10 i 20 µm de material, deixant una part-alfa intacte. Un escabetx més llarg de 20 minuts elimina 40-80 µm, eliminant completament el cas alfa-. En un 10% d'àcid cítric a 80 graus, la resistència a la corrosió de les esquerdes millora amb l'eliminació de la-cas alfa. Els tubs totalment decapats (20 minuts) tenen un temps d'inici de les esquerdes 5 vegades més llarg que els tubs lleugerament decapats (5 minuts). El cas alfa-és trencadís i anòdic per al metall base, el que el converteix en un lloc preferent per als atacs d'escletxes.
El mecanisme d'eliminació de la-cas alfa i la millora de la corrosió de les esquerdes
Durant la soldadura, l'oxigen es difon a la superfície del titani, formant una capa alfa-que és més dura i més trencadissa que el metall base. Aquesta capa té diferents propietats electroquímiques i és més susceptible a la corrosió per esquerdes. El decapat en HNO₃/HF dissol uniformement la capa de cas alfa-. L'eliminació completa restaura la superfície a la composició del metall base i elimina els llocs d'atac preferents. Els temps de decapat més llargs asseguren l'eliminació fins i tot dels retalls de soldadura i els passos d'arrel on l'accés és limitat.
Eliminació quantitativa de la caixa alfa-i resistència a les esquerdes com a funció del temps de decapat
Les proves controlades sobre soldadures de titani de grau 2 decapades en 20% HNO₃ + 3% HF a 50 graus, seguida d'immersió en àcid cítric al 10% a 80 graus, han establert el següent. A 0 minuts de decapat (-soldat), la profunditat d'eliminació del cas alfa- és de 0 µm, el cas alfa- residual és de 50 a 150 µm i el temps d'inici de l'escletxa és de 100 a 200 hores. Als 5 minuts de decapat, la profunditat d'eliminació és de 10 a 20 µm, el cas alfa{20}} residual és de 30 a 130 µm i el temps d'inici és de 200 a 500 hores. Als 10 minuts, la profunditat d'eliminació és de 20 a 40 µm, el cas alfa{29}} residual és de 10 a 110 µm i el temps d'inici és de 400 a 1.000 hores. Als 15 minuts, la profunditat d'eliminació és de 30 a 60 µm, el cas alfa{39}} residual és de 0 a 90 µm i el temps d'inici és de 600 a 1.500 hores. Als 20 minuts, la profunditat d'eliminació és de 40 a 80 µm, el cas alfa{49}} residual és de 0 a 50 µm i el temps d'inici és de 800 a 2.000 hores. Als 30 minuts, la profunditat d'eliminació és de 60 a 120 µm, el cas alfa-residual és de 0 µm i el temps d'inici és de 1.000 a 2.500 hores.
Influència de la concentració i la temperatura d'àcid cítric en el benefici del decapat
El benefici d'un decapat més llarg augmenta amb la concentració i la temperatura d'àcid cítric. Amb un 5% d'àcid cítric i 80 graus, l'extensió de la vida útil de les esquerdes a partir de 20 minuts vs . 5 minuts de decapat és 3x. A un 10% d'àcid cítric i 80 graus, l'extensió és de 4–5 ×. A un 15% d'àcid cítric i 80 graus, l'extensió és de 5–6 ×. A un 10% d'àcid cítric i 100 graus, l'extensió és de 6–8 ×. Les concentracions d'àcids i les temperatures més altes són més agressives, la qual cosa fa que l'eliminació del cas-alfa sigui més crítica.
Guia de selecció del temps de decapatge posterior-per al servei d'àcid cítric
La taula següent ofereix recomanacions sobre el temps de decapat posterior a la-soldadura per als escalfadors de titani de grau 2 en àcid cítric al 10% a 80 graus, en funció de la resistència a la corrosió de les esquerdes desitjada.
| Temps d'iniciació de l'escletxa desitjat (hores) | Temps de decapat recomanat (minuts) | Profunditat esperada d'eliminació de cas alfa-(µm) | Pèrdua de metall de la superfície del tub (µm) | Recomanat per a la vida útil |
|---|---|---|---|---|
| 200–500 | 5 | 10–20 | 10–20 | Baix (1-2 anys) |
| 400–1,000 | 10 | 20–40 | 20–40 | Moderat (2-3 anys) |
| 800–2,000 | 20 | 40–80 | 40–80 | Alt (3-5 anys) |
| 1,000–2,500 | 30 | 60–120 | 60–120 | Maximum (>5 anys) |
| >2,500 | 45 | 100–150 | 100–150 | Excés-decapat, no és beneficiós |
Enginyeria més enllà del control del temps de decapat
El grau de titani afecta la taxa de decapat. Decapats de grau 7 a una velocitat similar a la de grau 2. El gruix de la paret ha de ser suficient per acomodar la pèrdua de metall per decapat; una paret d'1,5 mm amb 60 µm d'eliminació li queden 1,44 mm, la qual cosa és acceptable. La temperatura del bany de decapat s'ha de mantenir a 50 graus ± 5 graus; temperatures més altes acceleren l'eliminació, però hi ha un risc-de decapat. S'ha de controlar la concentració d'HF; un HF més alt augmenta la taxa d'eliminació, però també augmenta el risc d'absorció d'hidrogen. Després del decapat, el tub s'ha d'esbandir a fons per eliminar els residus àcids. L'eliminació del-cas alfa es pot verificar mitjançant proves de microduresa; una duresa superficial inferior a 250 HV indica una eliminació completa.
Elaboració d'una especificació informada
Per a un tub d'escalfador de titani soldat i destinat a un 10% d'àcid cítric a 80 graus, especifiqueu un temps de decapat post-soldadura de 20 minuts en 20% HNO₃ + 3% HF a 50 graus per aconseguir l'eliminació completa del cas alfa-. Per a aplicacions menys exigents (menor temperatura o concentració), 10 minuts poden ser suficients. Per al servei crític, especifiqueu 30 minuts. Verifiqueu l'eliminació del-cas alfa mesurant la duresa de la superfície; una duresa inferior a 250 HV indica èxit. Rebutja els tubs que mostren una decoloració blava o grisa residual després del decapat. En controlar el temps de decapatge posterior a la-soldadura a 20 minuts, l'enginyer elimina la capa alfa-i millora la resistència a la corrosió de les esquerdes per un factor de 5 en el servei d'àcid cítric.
