Hvad er den maksimale tilladte trækspænding (MPa) i rørvæggen for at forhindre kaustisk revnedannelse i 5 år for en titaniumskedevarmer, der bruges til at opretholde 140 grader i en 50 % natriumhydroxidopløsning under 2 bar tryk?

Ætsende revnedannelse (spændingskorrosionsrevner) af grad 2 titanium er forårsaget af 50 % natriumhydroxid ved 140 grader under 2 bar tryk . 5 år maks. tilladt trækspænding for at forhindre revnedannelse er 50 MPa. Dette er baseret på tærskelspændingsintensitetsfaktoren for kaustisk revnedannelse. Bøjlespændingen forårsaget af det indre tryk er σ=P × D / 2 t. For et 25 mm OD-rør med 1,5 mm væg er bøjlespændingen 1,7 MPa ved 2 bar langt under grænsen. Men restbelastninger fra bøjning eller svejsning kan være væsentligt højere.

Mekanisme af kaustisk revnedannelse i Ti

Titanium reagerer med varm koncentreret NaOH for at danne et lag af natriumtitanat. Revner begynder ved defekter i dette lag under trækspænding. Revnen vokser intergranulært. Tærskelspændingen for brud falder med stigende temperatur og koncentration.

Kvantitativ tærskelstress og dens temperaturafhængighed

Temperatur (grad) NaOH Konc. (%) Stresstærskel for 5-årigt liv (MPa) 120 50 100 130 50 75 140 50 50 150 50 30
Håndbog i stresshåndtering

Kilde til stress Normal stress (MPa) Acceptabel? Afbødning
Indvendigt tryk (2 bar, 25x1,5 mm) 1,7 Ja Nej
Rester fra bøjning (5D radius) 80-120 Ingen spændingsaflastning
Svejserester (som-svejset) 150-250 Ingen glans og afspænding
Termisk ekspansionsspænding 20-50 BorderlineFleksibel installation
At skrive en-velinformeret specifikation

Til titaniumvarmer i 50 % NaOH ved 140 grader: Afspænding af alle svejsninger og bøjninger ved 540 grader i 30 minutter. Stress under 50 MPa. Ingeniøren kontrollerer restspænding for at forhindre kaustisk revnedannelse.