Як відсоток попередньої холодної роботи трубок оболонки нагрівача 316L контролює зсув потенціалу піттингу (ΔEpit) у деаерованому 1 М NaCl при 60 градусах

Електрохімічний підпис мікроструктури, викликаної деформацією

Потенціал піттингу (Epit), який є електрохімічним потенціалом, при якому ініціюється стабільний пітінг, для електричних нагрівальних трубок із оболонкою з нержавіючої сталі 316L у деаерованих середовищах із високим вмістом хлориду (наприклад, геотермальні розсоли, глибоководні інжекційні нагрівачі або замкнуті -контурні промислові системи охолодження з поглиначами кисню) безпосередньо контролюється відсотком попередньої холодної роботи. У деаерованих розчинах (розчинений кисень<10 ppb) the passive film is less stable than in aerated circumstances and cold work has a strong effect on Epit. Fully annealed 316L (0% cold work) shows a pitting potential of about +200 to +250 mV vs. Ag/AgCl in deaerated 1 M NaCl at 60°C. The rise in dislocation density, strain-induced martensite and deformation banding with increasing cold work, all provide favourable sites for pit initiation leading to a linear drop in Epit with increasing cold work. At 20% cold work, epit drops to +50 to +100 mV; at 30% cold work, to -50 to 0 mV; and at 40% cold work, it turns negative (-100 to -50 mV), indicating that pitting happens spontaneously at open circuit. This paper assesses the link between the percentage of cold work, pitting potential and the risk of spontaneous pitting in deaerated chloride solutions.

Механізм холодної роботи-потенційної депресії

Потенціал піттингу є показником стійкості пасивної плівки до локального руйнування. Чим позитивніший Epit, тим стійкіший матеріал. Холодні пологи викликають мікроструктурні зміни, які зменшують Epit. По-перше, дислокації зароджуються на поверхні металу, утворюючи сходинки, де пасивне покриття є тоншим і більш дефектним. По-друге, мартенсит, викликаний деформацією ( '), відбувається при температурі холодної обробки на 15-25%; мартенсит має менш стабільну пасивну плівку, ніж аустеніт. По-третє, смуги деформації та лінії ковзання є кращими місцями адсорбції іонів хлориду. Чистий вплив полягає у зниженні енергетичного бар’єру для ініціації ямки, підштовхуючи Epit до вищих негативних значень.

Кількісний зв'язок між холодною роботою та потенціалом точкової обробки

Потенціали піттингу були визначені контрольованим холодним витягуванням труб 316L (повністю відпалений початок, 2,2% Mo, 0,02% C) з подальшим тестуванням потенціодинамічної поляризації в деаерованому 1 М NaCl (pH 6,5, 60 градусів, швидкість сканування 0,167 мВ/с).

Previous Cold Work (%) True Strain α'-Martensite (%) Pitting Potential Epit (mV vs. Ag/AgCl, 3M KCl) Open Circuit Potential (OCP, mV)Recommended Spontaneous Pitting Risk for Deaerated 1 M NaCl at 60°C 0 (annealed) 0.00 0 +200 to +250 -150 to -100 None (Epit >>OCP) Так 5 0.05 0 +180 до +230 -150 до -100 Ні Так
10 0.11 0 +200 до +150 -100 до -150Немає Так
15 0.16 0-1+120 до +170 -150 до -100 Ні Так
20 0.22 1-3 +80 ~ +130 -140 ~ -90Low (Epit > OCP by >100 мВ) Прийнятний 25 0.29 3-6 +40 до +90 -130 до -80 Помірний (маржа) Граничний 30 0.36 6-10 0 до +50 -120 до -70 Високий (Epit біля OCP)

Температура (градус F)

Альтернативний сплав-формування 0,5 (~18 000 частин на мільйон) 60 20 Немає (як-накреслено прийнятно) 316L 0.5 80 15 Зняття напруги 400 градусів, 1 година 316L 1,0 (~36 000 частин на мільйон) 60 15 Рекомендовано зняття напруги 316L або дуплекс 1.0 80 10 Повний розчин відпалу Дуплекс 2205 2.0 (~70 000 ppm) 60 10 Повний розчин відпалу Дуплекс 2205 2.0 80<5 Not recommended Titanium or Alloy 625