Jaký je kvantitativní dopad odchylky procesu tepelného zpracování kontrolního potrubí UN06625?

1. Nedostatečná teplota žíhání (<1050 ℃): Defekty roztoku pevného roztoku niobium a citlivost na intergranulární korozi
Teplota žíhání je jádrem parametru léčby pevného roztoku N06625, který přímo určuje stupeň pevného roztoku prvku Niobium (NB) a uniformitu distribuce karbidů (NBC). Když je teplota žíhání nižší než 1050 ℃, difúzní kinetická energie atomů niobia je nedostatečná, což vede k agregaci nevypuštěných částic NBC na hranicích zrn (obrázek 1A). Toto nejednotné distribuce tvoří lokální mikro-galvanický účinek, který vyvolává preferenční destrukci pasivačního filmu v médiu obsahujícím CL⁻.

Kvantitativní analýza dopadů:
Míra intergranulární koroze: Elektrochemická potenciodynamická polarizační test ukazuje, že intergranulární index citlivosti koroze žíhaného žíhaného při 1050 ℃ v 3,5% roztoku NaCl je 0,82, zatímco u rotiny se zvyšuje 35%.
Distribuce prvků Niobium: Tomografie atomové sondy (APT) ukazuje, že koncentrace niobia na hranici zrn se stabilizuje na 3,8 ± 0,2% hmotn. Po žíhání při 1050 ℃, zatímco rozsah kolísání v žíhajícím stavu při 1020 ℃ je 2,1-4,9 Wt% a lokální niobium-poor se stává korozitou.
Ověření inženýrství: Vzhledem k nízké teplotě žíhání (1030 ℃) potrubí kondenzátoru na platformě na moři dosáhla intergranulární hloubka koroze po 18 měsících provozu, což výrazně přesahovalo navržený okraj korozi (0,15 mm).
Řešení:
Středně frekvenční indukční vytápění kombinované se systémem měření teploty infračervené teploty se používá k zajištění toho, aby teplota jádra trubice dosáhla 1080-1120 ℃ a doba izolace se vypočítá jako 1,5 minuty na milimetr tloušťky stěny, aby se dosáhlo úplného solidního roztoku prvků niobium.

2. Příliš pomalá rychlost chlazení (chlazení vzduchu): A fázové srážení a degradace mechanického vlastnictví
Řízení rychlosti chlazení je klíčovým sledovacím spojením při léčbě solidního roztoku. Při používání metod pomalého chlazení, jako je chlazení vzduchu, zůstává slitina v rozsahu 700-900 ℃ po delší dobu, což spustí srážení Ni₃NB (A fáze) (obrázek 1B). Vztah koherence mezi ortorombickou strukturální fází a matricí je zničen, což vede ke snížení odolnosti vůči dislokačnímu pohybu.

Kvantitativní analýza dopadů:
Tvrdost a houževnatost: Tvrdost vzduchem chlazené slitiny se snižuje o 18 HB (320HV → 302HV) ve srovnání s vodou svléčeným stavem a charpyová energie se snižuje o 37% (145J → 91J) a odpovídající zlomeňový režim se změní od tažného fraktury do kvazního zločinu.
Riziko praskání koroze napětí (SCC): faktor intenzity kritického napětí (K_ISCC) pomalu chlazeného vzorku ve vroucím roztoku MGCL₂ je 28,3MPA√m, což je 31% nižší než ve vodě-kýchajícím stavu (41,2MPA√m).
Inženýrské pouzdro: V důsledku procesu chlazení vzduchu bylo zjištěno, že trubice přenosu jaderného energetiky má po 3 letech provozu intergranulární SCC trhliny s hloubkou 1/3 tloušťky stěny.
Řešení:
Implementovaní odkladovací proces zhášení vody: Poté, co je trubice vyřazena z pece při 1080 ℃, je okamžitě ponořena do 25 ℃ cirkulující vody, aby se zajistilo, že rychlost chlazení je ≥120 ℃/s, přičemž se vyhýbá zchlabnutí.

3. ošetření přehřátí (＞ 1150 ℃): Zbavení zrna a útlum pevnosti
Když teplota žíhání přesáhne 1150 ℃, rychlost migrace zrna je výrazně zvýšena, což vede k abnormálnímu růstu původních jemných zrn (stupeň ASTM 8-9) na stupeň ASTM 6-7 (obrázek 1C). Tento druh hrubé mikrostruktury snižuje účinek posilování hranice zrna a urychluje poškození tečení při vysoké teplotě a dlouhodobém zatížení.

Kvantitativní analýza dopadů:
Výkon dotvarování: Míra tečení v ustáleném stavu 1150 ℃ žíhané slitiny pod 650 ℃/100MPA podmínek je 3,2 × 10⁻⁸ S⁻⁻, což je 2krát vyšší než míra žíhaného stavu 1120 ℃ (1,1 x 10⁻⁸ S⁻⁻).
Účinek posilování hranice zrna: Analýza difrakce elektronového zpětného rozptylu (EBSD) ukazuje, že podíl vysoce úhlu hranic zrn po přehřátí klesne z 68% na 52% a příspěvek posílení hranice zrn je snížen asi o 40 MPA.
Lekce inženýrství: V důsledku přehřátí (1180 ℃) dosáhla maximální deformace creepové deformace cívky reaktoru s vysokou teplotou po 5 letech provozu 1,8%, což výrazně přesahovalo limit konstrukce (0,5%).
Řešení:
Vakuová tepelná úpravá pec kombinovaná se simulací teplotního pole se používá k zajištění toho, aby axiální teplotní rozdíl ve stupni trubice byl menší než ± 15 ℃, a tradiční dlouhodobý proces s nízkou teplotou je nahrazen krátkodobým vysokou teplotou (1120 ℃/15 minut) během fáze izolace.

4. Systematické řešení pro přesné řízení procesu
Za účelem odstranění dopadu odchylky procesu na výkon N06625 Řídicí potrubí , je třeba vytvořit systém „Ověření pro monitorování procesu-procesu-procesu-process-Process Monitoring-Organization“:
Optimalizace procesních oken: Obava s pevným roztokem teploty v době teploty (obrázek 2) je stanovena termodynamickým výpočtem (termo-calc), aby byla zajištěna, že pevná rozpustnost prvku Niobium je větší než 98%.
Technologie online monitorování: Infračervený tepelný zobrazovač se používá ke sledování pole povrchové teploty trubice v reálném čase a gradient teploty jádra se předpovídá kombinací modelu konečných prvků.
Kvantitativní hodnocení organizace: Software pro analýzu obrazu se používá k počítání velikosti zrna, velikosti a distribuce karbidu a vytvoření databáze korelace mezi mikrostrukturou a mírou koroze.