ما هو التأثير الكمي لانحراف عملية المعالجة الحرارية لخط أنابيب التحكم N06625؟

1. درجة حرارة الصلب غير كافية (<1050 ℃): عيوب محلول الصلبة النيوبيوم وحساسية التآكل بين الحبيبية
درجة حرارة الصلب هي المعلمة الأساسية لمعالجة المحلول الصلبة N06625 ، والتي تحدد مباشرة درجة الحل الصلب لعنصر Niobium (NB) وتوحيد توزيع كربيدات (NBC). عندما تكون درجة حرارة الصلب أقل من 1050 ℃ ، فإن الطاقة الحركية للانتشار لذرات النيوبيوم غير كافية ، مما يؤدي إلى تجميع جزيئات NBC غير المحلولة عند حدود الحبوب (الشكل 1A). يشكل هذا التوزيع غير المنتظم تأثيرًا محليًا للالتهاب الدقيقة ، مما يؤدي إلى التدمير التفضيلي لفيلم التخميل في وسيط يحتوي على CL⁻.

تحليل التأثير الكمي:
معدل التآكل بين الخلايا: يوضح اختبار الاستقطاب الكهروكيميائي للاستقطاب الديناميكي أن مؤشر حساسية التآكل بين الحبيبية للسبائك الصلب عند 1050 ℃ في 3.5 ٪ من حل كلوريد الصوديوم هو 0.82 ، في حين أن معدل الصلصة الصلب عند 1020 ℃ يرتفع إلى 1.21 (عتبة حساسية 1.0) ، وزيادة معدل الإصلاح بنسبة 35 ٪.
توزيع العناصر النيوبيوم: يوضح التصوير المقطعي المسبق الذري (APT) أن تركيز النيوبيوم عند حدود الحبوب يستقر عند 3.8 ± 0.2 ٪ بالوزن بعد الصلب عند 1050 ℃ ، في حين أن نطاق التذبذب في حالة الصلب في 1020 ℃ 2.1-4.9 ٪ بالوزن ، ومساحة نيووبيوم بورس المحلية.
التحقق الهندسي: نظرًا لارتفاع درجة حرارة الصلب (1030 ℃) لخط أنابيب المكثف على منصة خارجية ، وصل عمق التآكل بين الحبيبات إلى 0.32 ملم بعد 18 شهرًا من التشغيل ، وهو ما يتجاوز بكثير هامش التآكل المصمم (0.15 ملم).
حل:
يتم استخدام التدفئة الحثية المتوسطة التردد إلى جانب نظام قياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء للتأكد من أن درجة الحرارة الأساسية للأنبوب تصل إلى 1080-1120 ℃ ، ويتم حساب بدوام العزل على أنه 1.5 دقيقة لكل ملليمتر من سماكة الجدار لتحقيق محلول صلب كامل لعناصر النيوبيوم.

2. معدل تبريد بطيء جدًا (تبريد الهواء): Δ طور هطول الأمطار وتدهور الممتلكات الميكانيكية
التحكم في معدل التبريد هو رابط متابعة مفتاح في معالجة الحلول الصلبة. عند استخدام طرق التبريد البطيئة مثل تبريد الهواء ، تبقى السبائك في نطاق 700-900 ℃ لفترة أطول ، مما يؤدي إلى هطول Ni₃nb (Δ الطور) (الشكل 1B). يتم تدمير علاقة التماسك بين المرحلة الهيكلية العظمية والمصفوفة ، مما يؤدي إلى انخفاض في مقاومة حركة الخلع.

تحليل التأثير الكمي:
الصلابة والصلابة: تتناقص صلابة سبيكة تبريد الهواء بنسبة 18HB (320HV → 302HV) مقارنة مع الحالة التي تم تفسيرها بالماء ، وتنخفض طاقة تأثير charpy بنسبة 37 ٪ (145J → 91J) ، وتغيرات الكسر المقابلة من تكسير البطن إلى الكسول.
خطر تكسير التآكل (SCC): عامل كثافة الإجهاد الحرجة (K_ISCC) للعينة البطيئة المبردة في محلول MGCL₂ الغليان هو 28.3mpazm ، وهو أقل بنسبة 31 ٪ من حالة الحالة المائية المائية (41.2 ميجابت).
الحالة الهندسية: بسبب عملية تبريد الهواء ، تم العثور على أنبوب نقل الحرارة لمولد بخار الطاقة النووية لديه تشققات SCC بين الخلايا بعد 3 سنوات من التشغيل ، مع عمق 1/3 من سمك الجدار.
حل:
قم بتنفيذ عملية تبريد المياه المتدرجة: بعد إخراج البليت الأنبوبي من الفرن عند 1080 ℃ ، يتم غمره على الفور في ماء متداول 25 ℃ لضمان أن معدل التبريد هو ≥120 ℃/s ، مع تجنب تشققات التبريد.

3. العلاج الزائد (＞ 1150 ℃): توهين قوة الحبوب وتخفيف قوة الزحف
عندما تتجاوز درجة حرارة الصلب 1150 ℃ ، يتم تعزيز معدل ترحيل حدود الحبوب بشكل كبير ، مما يؤدي إلى نمو غير طبيعي للحبوب الدقيقة الأصلية (ASTM 8-9) إلى ASTM 6-7 درجة (الشكل 1C). هذا النوع من توخيل البنية المجهرية يقلل من تأثير تعزيز حدود الحبوب ويسرع تلف الزحف تحت درجة حرارة عالية وحمل طويل الأجل.

تحليل التأثير الكمي:
أداء الزحف: معدل زحف الحالة المستقرة للسبائك الصلب 1150 ℃ تحت 650 ℃/100MPa هو 3.2 × 10⁻⁸ S⁻⁻ ، وهو أعلى مرتين من حالة 1120 ℃ الصلب (1.1 × 10⁻⁸ S⁻⁻).
تأثير تعزيز حدود الحبوب: يوضح تحليل حيود الإلكترون الخلفي (EBSD) أن نسبة حدود الحبوب عالية الزاوية بعد انخفاض ارتفاع درجة حرارة المعالجة من 68 ٪ إلى 52 ٪ ، وأن مساهمة تعزيز حدود الحبوب تقل بحوالي 40 ميجا باسا.
الدروس الهندسية: بسبب ارتفاع درجة الحرارة (1180 ℃) ، وصل الحد الأقصى لتشوه زحف للف مفاعل درجة حرارة عالية بعد 5 سنوات من التشغيل بنسبة 1.8 ٪ ، وهو ما يتجاوز حد التصميم (0.5 ٪).
حل:
يتم استخدام فرن المعالجة الحرارية الفراغي جنبًا إلى جنب مع محاكاة حقل درجة الحرارة لضمان أن يكون الفرق في درجة الحرارة المحورية في قاطرة الأنبوب أقل من ± 15 ℃ ، ويتم استبدال عملية درجة الحرارة المنخفضة الأجل التقليدية بدرجة حرارة عالية الأجل (1120 ℃/15min) أثناء مرحلة العزل.

4. الحل المنهجي للتحكم الدقيق للعملية
من أجل القضاء على تأثير انحراف العملية على أداء N06625 خط أنابيب التحكم ، يجب إنشاء نظام حلقة مغلقة لـ "التحقق من مراقبة عملية تصميم العملية":
تحسين نافذة العملية: يتم تحديد مغلف المعلمة وقت درجة حرارة المحلول الصلبة (الشكل 2) عن طريق الحساب الديناميكي الحراري (الحرارية-CALC) لضمان أن الذوبان الصلب لعنصر النيوبيوم أكبر من 98 ٪.
تقنية المراقبة عبر الإنترنت: يتم استخدام الصور الحرارية بالأشعة تحت الحمراء لمراقبة حقل درجة حرارة السطح للبليت الأنبوب في الوقت الفعلي ، ويتوقع التدرج في درجة الحرارة الأساسية من خلال الجمع بين نموذج العناصر المحدودة.
التقييم الكمي للمؤسسة: يتم استخدام برنامج تحليل الصور لحساب حجم الحبوب وحجم كربيد وتوزيعه ، وإنشاء قاعدة بيانات للعلاقة بين البنية المجهرية ومعدل التآكل.