เหตุใดท่อสแตนเลสดูเพล็กซ์จึงต้องผ่านการบำบัดสารละลายหลังการผลิต

ท่อดูเพล็กซ์สเตนเลสสตีล (DSS) กลายเป็นวัสดุที่เลือกใช้ในอุตสาหกรรมที่สำคัญๆ รวมถึงน้ำมันและก๊าซ กระบวนการทางเคมี เยื่อกระดาษและกระดาษ และการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล เนื่องจากมีความแข็งแกร่งที่เหนือกว่า ความเหนียวเป็นเลิศ และต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ (SCC) ได้ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม เพื่อปลดล็อกศักยภาพของ DSS อย่างเต็มที่ ขั้นตอนการผลิตขั้นตอนเดียวจึงไม่สามารถต่อรองได้: การหลอมโซลูชัน

จากมุมมองของมืออาชีพด้านโลหการ การหลอมสารละลายไม่ใช่กระบวนการทางเลือก เป็นข้อกำหนดบังคับเพื่อให้แน่ใจว่าท่อ DSS ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่ออกแบบไว้ และรับประกันความน่าเชื่อถือในระยะยาว

1. ขจัดผลกระทบจากงานเย็นและสร้างโครงสร้างจุลภาคดูเพล็กซ์ในอุดมคติขึ้นมาใหม่

การผลิตของ ท่อสแตนเลสดูเพล็กซ์ ไม่ว่าจะไร้รอยต่อ (รีด) หรือเชื่อม (ขึ้นรูป) เกี่ยวข้องกับการทำงานเย็นหรือการเสียรูปพลาสติกในระดับต่างๆ

Lattice Disถึงrtion และ Residual Stress: การทำงานด้วยความเย็นจะบิดเบือน Crystal Lattice ของวัสดุอย่างรุนแรง และสะสมความเค้นตกค้างจำนวนมากไว้ภายในโครงสร้างจุลภาค ความเค้นเหล่านี้ไม่เพียงแต่ลดความเหนียวและความเหนียวของวัสดุเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นแรงผลักดันหลักในการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด (SCC) เมื่อท่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ในที่สุด เป้าหมายหลักของการหลอมสารละลายคือการให้ความร้อนท่อจนถึงช่วงอุณหภูมิสูงที่เฉพาะเจาะจง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1,020°C ถึง 1100°C และคงไว้เป็นระยะเวลาที่เพียงพอเพื่อบรรเทาความเค้นตกค้างและข้อบกพร่องของโครงตาข่ายเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์

การแก้ไขสมดุลเฟส: กระบวนการผลิต โดยเฉพาะงานเย็น อาจรบกวนอุดมคติเล็กน้อย 50%:50% ความสมดุลของเฟสออสเทนไนต์ (γ) ถึงเฟอร์ไรต์ (α) ของ DSS การให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงในระหว่างการอบอ่อนของสารละลายช่วยให้เกิดการตกผลึกใหม่และการเปลี่ยนเฟส ส่งเสริมการกระจายตัวของธาตุโลหะผสมที่สม่ำเสมอ (เช่น โครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจน) กระบวนการนี้จะคืนค่าองค์ประกอบเฟสให้มีปริมาณออสเทนไนต์ 40% −60% ที่ต้องการอย่างแม่นยำ ความสมดุลของเฟสที่แม่นยำนี้เป็นรากฐานสำหรับการบรรลุผลการทำงานร่วมกันของความแข็งแรงสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า

2. ละลายขั้นตอนที่เป็นอันตรายและกำจัดความไวต่อการกัดกร่อน

เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีความไวสูงต่อการตกตะกอนของเฟสระหว่างโลหะที่เป็นอันตรายต่างๆ เมื่อเก็บไว้ภายในช่วงอุณหภูมิ 300°ซ ถึง 1,000°C - สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างขั้นตอนการให้ความร้อน การกัก และการทำความเย็นของการผลิต

ผลกระทบร้ายแรงของระยะซิกมา: สิ่งที่ฉาวโฉ่ที่สุดคือความเปราะ ซิ เฟส (Sigma Phase) ซึ่งอุดมไปด้วยโครเมียมและโมลิบดีนัม การตกตะกอนทำให้ค่าความเหนียวลดลงอย่างรุนแรง ทำให้ DSS หมดความสามารถในการทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ น่าตกใจกว่านั้นคือ การก่อตัวของเฟสซิกมาทำให้เกิดโซนที่โครเมียมและโมลิบดีนัมหมดลงในเมทริกซ์โดยรอบ

เพิ่มความไวต่อการกัดกร่อนเฉพาะที่: โครเมียมเป็นองค์ประกอบสำคัญที่รับผิดชอบในการสร้างฟิล์มพาสซีฟป้องกันบนพื้นผิวสแตนเลส ในโซนที่หมดลงเหล่านี้ ความสามารถในการรักษาตัวเองและความเสถียรของฟิล์มแพสซีฟจะลดลงอย่างมาก สิ่งนี้ทำให้วัสดุมีความเสี่ยงสูงต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามรอยแยก และการกัดกร่อนตามขอบเกรน

การดำเนินการทำความสะอาดของการหลอมสารละลาย: การหลอมสารละลายจำเป็นต้องให้ความร้อนแก่หลอดที่สูงกว่าอุณหภูมิการละลายของเฟสซิกมา หลังจากเวลาที่เพียงพอในการแช่ ระยะซิกมาและการตกตะกอนที่เป็นอันตรายอื่นๆ ทั้งหมด (เช่น χ เฟส, คาร์บอนไนไตรด์) จะถูกละลายอีกครั้งเป็นเมทริกซ์ออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์ กระบวนการนี้กำจัดบริเวณที่อาจเกิดการกัดกร่อนทั้งหมด และฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อนที่ออกแบบไว้ของท่อได้อย่างเต็มที่

3. กลยุทธ์การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว: การล็อคประสิทธิภาพ

ประสิทธิผลของการหลอมสารละลายไม่ได้ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การให้ความร้อนและการกักเก็บเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับขั้นตอนการทำความเย็นอย่างรวดเร็วในภายหลัง ซึ่งโดยทั่วไปจะทำได้โดยการดับน้ำ

การป้องกันการตกตะกอนซ้ำ: ตามที่ระบุไว้ ขั้นตอนที่เป็นอันตรายมักจะตกตะกอนในระหว่างการสัมผัสกับอุณหภูมิสูง การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วทำให้ท่อสามารถผ่านช่วงอุณหภูมิวิกฤติได้อย่างรวดเร็ว 850°ซ ถึง 350°ซ - การดำเนินการนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการตกตะกอนซ้ำของเฟสที่เป็นอันตราย โดย "ล็อค" องค์ประกอบอัลลอยด์ลงในสารละลายของแข็งอย่างมีประสิทธิภาพ และรับประกันว่าจะรักษาทั้งความเหนียวสูงสุดและความต้านทานการกัดกร่อนไว้

การมุ่งเน้นแนวโน้มอุตสาหกรรม: ขับเคลื่อนด้วยความต้องการความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น การใช้เกรดซูเปอร์ดูเพล็กซ์สเตนเลส (SDSS) และเกรดซูเปอร์ดูเพล็กซ์ที่มีไนโตรเจนสูงจึงกำลังเติบโต เกรดเหล่านี้ (เช่น 2507, 2707) มีปริมาณโครเมียมและโมลิบดีนัมที่สูงกว่า ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดการตกตะกอนในระยะที่เป็นอันตราย และต้องการจลนพลศาสตร์ของการตกตะกอนที่เร็วขึ้น แนวโน้มนี้จำเป็นต้องมีการควบคุมกระบวนการหลอมสารละลายที่เข้มงวดมากขึ้น โดยเฉพาะความแม่นยำของอุณหภูมิและอัตราการทำความเย็น ทำให้เป็นอุปสรรคทางเทคโนโลยีที่สำคัญในการรับรองคุณภาพของผลิตภัณฑ์

4. ขั้นตอนการซ่อมแซมที่สำคัญหลังการเชื่อม

การเชื่อมถือเป็นความท้าทายที่สำคัญอีกประการหนึ่งต่อประสิทธิภาพของท่อ DSS ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างจุลภาคในโลหะเชื่อมและโซนได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ)

ปัญหาของ HAZ: อัตราการทำความเย็นใน HAZ ระหว่างการเชื่อมมักจะไม่เพียงพอที่จะตรงกับความต้องการของการหลอมสารละลายในอุดมคติ ซึ่งอาจนำไปสู่การก่อตัวของออสเทนไนต์ไม่เพียงพอหรือการตกตะกอนของเฟสที่เป็นอันตรายเฉพาะที่ ในขณะที่ดำเนินการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) บนท่อที่ติดตั้งขนาดใหญ่มักจะทำไม่ได้จริง แต่ขั้นตอนการหลอมสารละลายเบื้องต้นในระหว่างขั้นตอนการผลิต (ใช้กับแผ่นดิบ/บิลเล็ต หรือท่อเชื่อมสุดท้าย) ถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าท่อจะออกจากโรงงานด้วยโครงสร้างทางโลหะวิทยาที่สม่ำเสมอ มั่นคง และปราศจากข้อบกพร่อง

มาตรฐานและการปฏิบัติตามข้อกำหนดระดับโลก: มาตรฐานสากล เช่น ASTM A790 (สำหรับท่อไร้รอยต่อ) และ ASTM A928 (สำหรับท่อเชื่อม) กำหนดอย่างชัดเจนในการหลอมสารละลายและการดับน้ำสำหรับท่อ DSS นี่เป็นเกณฑ์ทางเทคนิคที่จำเป็นสำหรับการเข้าสู่ตลาดผลิตภัณฑ์ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการอนุมัติด้านความปลอดภัยและอายุการใช้งานในระยะยาวของโครงการอุตสาหกรรม