Како запремински удео примарних МЦ карбида (НбЦ/ТиЦ) из вишка ниобијума (0,60-0,80 теж%) у 347 цевоводу омотача грејача контролише густину места иницијације јаме и време перфорације у 1.000 ппм хлоридне воде на 80 степени

Прекорачење услуге хлорида-Казна стабилизације за отпорност на удубљење

For sheathed electric heating tubes of 347 stainless steel (Nb-stabilized) in moderate chloride water (1,000 ppm Cl⁻) at 80°C, the excess niobium beyond the stoichiometric requirement for carbon fixation (Nb:C ratio >10:1) leads to the formation of primary MC carbides (NbC) not dissolved during solution annealing. The initial carbides are usually 2-10 m in size and are cathodic sites for pit start. At 0.30-0.40 wt % niobium (Nb:C = 8:1 to 10:1) principal MC volume percentage is 0.04-0.06% and service life >10 година. Примарна запреминска фракција МЦ се повећава на 0,12-0,20% (претерано стабилизована (0,60-0,80 вт% ниобијума)) Густина јаме се повећава 5-10 пута Време перфорације се смањује на 2-4 године. ппм Цл⁻ воде на 80 степени.

Механизам питтинга покретан примарним МЦ карбидом

Током очвршћавања нерђајућег челика 347 настају примарни МЦ карбиди (НбЦ, ТиЦ). Због своје високе електричне проводљивости и племенитих површинских квалитета катодни су аустенитној матрици. Ако је садржај ниобијума изнад око 0,45-0,50 теж% (нормални садржај угљеника је 0,04-0,06%), онда сваки додатни ниобијум изнад количине потребне за потпуну стабилизацију доводи до стварања више примарних карбида. Ове честице нису растворљиве током жарења раствора (1,050-1,100 степени) и задржавају се у финалној цеви. У растворима хлорида ови карбиди пожељно учествују у реакцији катодне редукције кисеоника и формирају галвански пар који фаворизује анодно растварање околног матрикса. Густина иницијације јаме је пропорционална броју примарних честица МЦ карбида изложених на површини.

Корелација између вишка ниобијума, МЦ запреминског удела и перформанси питтинга

Контролисани тестови урањања са 347 цеви са различитим нивоима ниобијума (константни угљеник 0,05-0,06%, титанијум<0.01%) in 1,000 ppm Cl- water (pH 7.0, aerated) at 80°C for 5,000 hours have established the following pit initiation densities and perforation times.

Ниобијум (теж.%) Однос Нб:Ц Угљеник (теж.%) МЦ Примарна запреминска фракција (%) МЦ Величина честица (µм) Густина удубљења након 5.000 х (јаме/цм2) Максимална дубина удубљења након 5.000 х (µм) Време до перфорације (1,5 мм, степен 0 пп, година) Рецом. Цл- Услуга 0.20 4:1 0.05 0.02-0.03 1-2 0.2-0.5 15-25 10-15 Прихватљиво (под-стабилизовано, опасност од преосетљивости)
0.30 6:1 0.05 0.03-0.04 1-2 0.3-0.6 18-28 9-12 Прихватљиво 0.35 7:1 0.05 0.04-0.05 1-2 0.5-1.0 20-35 8-11 Прихватљиво 0.40 8:1 0.05 0.05-0.06 1-3 0.8-1.5 25-40 6-9 Прихватљиво (оптимални баланс) 0.45 9:1 0.05 0.06-0.08 2-4 1-2 30-50 5-7 Маргинално 0.50 10:1 0.05 0.08-0.10 2-5 2-3 40-60 4-5 Не препоручује се 0.60 12:1 0.05 0.12-0.15 3-6 4-8 50-80 2.5-4 Не {0.70 14}: Не 0.70 14}: 1.00 20:1 0.05 0.25-0.30 6-12 25-40 100-150 0.8-1.2 Не
Утицај температуре жарења раствора на примарно растварање МЦ

Више температуре жарења раствора могу делимично да растворе примарне МЦ карбиде, али постоји ризик од згрушавања зрна и формирања ферита преко 1.150 степени.

Раствор Температура жарења (степен) Примарна МЦ Волуменска фракција на 0,60% Нб (%) МЦ Величина честица (µм) Густина јаме (питс/цм2) Препоручено 1,050 0.12-0.15 3-6 4-8 Но 1,080 0.10-0.12 3-5 3-6 Бр. 1,100 0.08-0.10 3-4 2-4 Гранична 1,120 0.06-0.08 2-4 1-3 Гранична граница 1,120 0.06-0.08 2-4 1-3 Прихватљиво зрно
1,150 0.05-0.07 2-3 1-2 Прихватљиво (грубљење зрна → нижа снага пузања)
347 Практичне препоруке за сервис хлорида

Жељени радни век (године) Максимални ниобијум (теж.%) Минимална температура жарења раствора (оЦ) Максимална примарна МЦ Вол. Разломак (%) Предложена стабилизација10 0.40 1,050 0.06 Ништа (осветљење раствором)
8-10 0.42 1,060 0.07 Ништа 5-8 0.45 1,080 0.08 Ништа (избегни стабилизацију)
3-5 0.50 1,100 (са подешавањем величине зрна) 0,10 маргина<3 >0.50Not recommended >0.10 Надоградња на 316Л или дуплекс 2205 Примари МЦ Царбиде Верификација садржаја

За потрошаче који захтевају извесну отпорност на удубљење, постоје два начина за проверу. Први је СЕМ металографски преглед полираног и благо угравираног попречног пресека. Бројите примарне МЦ карбиде (угаоне, 2–10 µм) на 1.000× Прихватање:<5 particles/mm2 for >8-годишњи живот