ٹائٹینیم ہیٹنگ ٹیوب کی ویلڈ سیون کوالٹی گرم کلورائڈ میڈیا میں تناؤ کے سنکنرن کریکنگ کے خلاف اس کی مزاحمت کو کیسے متاثر کرتی ہے؟

ٹائٹینیم چند حالات میں سے ایک، ہاٹ کلورائڈ میڈیا میں کشیدگی کے سنکنرن کریکنگ (SCC) کے لیے حساس ہے۔ ہاٹ کلورائیڈ میڈیا کو عام طور پر 60 ڈگری سے اوپر اور کلورائد کے مواد 1,000 پی پی ایم سے زیادہ کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ ایس سی سی ٹیوب کی دیوار کے ذریعے تیزی سے پھیلتا ہے، تھوڑا سا بصری اشارے کے ساتھ، گڑھے یا عام سنکنرن کے برعکس۔ ٹائٹینیم ہیٹنگ ٹیوب کا ویلڈ سیون SCC کے آغاز کے لیے سب سے زیادہ ممکنہ سائٹ ہے۔ ویلڈنگ کے عمل کے ذریعے متعارف کرائے گئے بقایا تناؤ کے دباؤ، اور گرمی سے متاثرہ زون (HAZ) میں مائیکرو اسٹرکچرل تبدیلیاں، کریکنگ کے لیے مواد کی حد کے دباؤ کو نمایاں طور پر تبدیل کرتی ہیں۔ گرم کلورائڈ سروس کے لیے ہیٹر کا انتخاب کرنے کے لیے SCC مزاحمت پر ویلڈ سیون کے معیار کی مخصوص خصوصیات، جیسے رنگ، دخول، آکسیڈیشن لیول اور پوسٹ-ویلڈ ٹریٹمنٹ کے اثر کو سمجھنا ضروری ہے۔

ٹائٹینیم ویلڈز میں میٹالرجیکل ایس سی سی انیشیشن میکانزم

ہوا میں ٹائٹینیم ویلڈنگ رنگوں کی ایک خاص ترتیب بناتی ہے جو سطح کی آلودگی کی نشاندہی کرتی ہے۔ چاندی یا پیلے بھوسے کی رنگت کا مطلب کم آکسیکرن اور کافی تحفظ ہے۔ نیلے، جامنی یا سرمئی رنگ بہت زیادہ آکسیجن جذب کی نشاندہی کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں الفا-کیس پرت ٹوٹ جاتی ہے۔ یہ آکسیجن-فروغ شدہ تہہ سخت ہے لیکن کافی حد تک کم سخت ہے اور، تنقیدی طور پر، کلورائڈز میں ایس سی سی کی تشکیل کے لیے کم حد کا دباؤ ہے۔ HAZ کے اندر تیز رفتار تھرمل سائیکلنگ سے تجارتی طور پر خالص درجات میں ایککولر الفا-پرائم مارٹینائٹ حاصل ہوتی ہے، جو کہ ایکویکسڈ بیس میٹل سے زیادہ ہائیڈروجن جذب کا شکار ہے۔ مکینیکل ڈرائیونگ فورس اکثر ویلڈ ٹو پر بقایا تناؤ کا دباؤ ہوتا ہے، جو کہ پیداوار کی طاقت (240-گریڈ 2 کے لیے 340 MPa) کے مطابق ہوتا ہے۔ آکسیڈائزڈ سطح پر کلورائد آئنوں کا جذب اس وقت ہوتا ہے جب گرم کلورائد محلول ویلڈ ایریا سے رابطہ کرتے ہیں، اور ویلڈ کی لہروں یا انڈر کٹس پر تناؤ کے ارتکاز کی وجہ سے مائیکرو کریکس بنتے ہیں۔ پھر یہ دراڑیں HAZ کے ذریعے زیادہ سے زیادہ بقایا تناؤ کے راستے میں ٹرانسگرانولر طور پر پھیلتی ہیں۔

ویلڈ کوالٹی کے مقداری پیرامیٹرز اور ایس سی سی کے لیے ان کی حد

ابلتے ہوئے میگنیشیم کلورائڈ (155 ڈگری، 42% MgCl2) میں پہلے سے-کریکڈ کمپیکٹ تناؤ کے نمونوں کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرول شدہ لیبارٹری ٹیسٹنگ نے مقداری تعلقات کو ظاہر کیا ہے:

ویلڈ آکسیڈیشن لیول: سلور/سٹرا ویلڈز کی حد میں تناؤ کی شدت K ISCC تقریباً 55 MPa√m ہے۔ نیلے ویلڈز 30-35 MPa√m کی کم K_ISCC دکھاتے ہیں۔ سرمئی یا سفید ویلڈز (شدید آکسیڈیشن) کے لیے، K_ISCC 15 MPa√m سے کم ہے اور کم لاگو بوجھ پر شگاف تیزی سے بڑھتے ہیں۔

ویلڈ انفورسمنٹ اونچائی (زیادہ سے زیادہ دخول): ٹیوب کے بیرونی قطر کے اوپر ہر 0.5 ملی میٹر کمک مقامی تناؤ کے ارتکاز کے عنصر کو دوگنا کردیتی ہے۔ 0.2 ملی میٹر سے کم کمک والے ویلڈز کے لیے SCC شروع ہونے کا وقت 2000 h سے زیادہ ہے۔ 1.0 ملی میٹر سے زیادہ کمک آغاز کے وقت کو 200 گھنٹے سے کم کر دیتی ہے۔

ویلڈ انڈر کٹ گہرائی: 0.1 ملی میٹر کا انڈر کٹ مقامی کراس-سیکشنل ایریا کو تقریباً 5% کم کرتا ہے لیکن مقامی تناؤ کو 15-20% تک بڑھاتا ہے۔ ہاٹ کلورائیڈ سروس: 0.3 ملی میٹر سے زیادہ انڈر کٹ قابل قبول نہیں ہے۔

ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ (PWHT) کے بعد: 540-650 ڈگری پر 30 منٹ تک تناؤ سے نجات ویلڈ میں بقایا تناؤ کو 60-75% تک کم کرتی ہے اور SCC شروع ہونے کے وقت میں 5-10 کے عنصر سے اضافہ کرتی ہے۔

ویلڈ کوالٹی سلیکشن گائیڈ پر مبنی درخواست

درج ذیل جدول کلورائیڈ سروس کی شدت اور حفاظتی معیارات کے سلسلے میں ٹائٹینیم ہیٹر ویلڈ کے معیار کو قائم کرنے کے لیے ایک انتخابی فریم ورک پیش کرتا ہے۔

ہاٹ کلورائڈ سروس کی حالت اور قابل اعتماد ترجیح کی ضرورت ہے ویلڈ کوالٹی کی ضرورت بنیادی دلیل اور SCC خطرے میں ترمیم
کلورائیڈز 1,000-5,000 پی پی ایم 60-80 ڈگری کلین سلوشن غیر سائیکلیکل آپریشن سلور اسٹرا کلر، ری انفورسمنٹ 0.3 ملی میٹر سے کم یا اس کے برابر، کوئی نظر آنے والا انڈر کٹ نہیں معیاری آٹوجینس GTAW ویلڈز کے لیے اعتدال پسند حالات قابل قبول ہیں۔ AWS D1.6 کلاس B قبولیت کا بصری طور پر معائنہ کیا گیا۔
کلورائیڈز 5,000–20,000 پی پی ایم، 80–100 ڈگری، کوئی بہاؤ زون نہیں، ہفتہ وار تھرمل سائیکل لائٹ اسٹرا ٹنٹ، کمک 0.2 ملی میٹر سے کم یا اس کے برابر، PWHT تناؤ کا خاتمہ (550 ڈگری، 30 منٹ) PWHT دباؤ میں SCC کی کمی آکسیکرن نیلے رنگ کی اجازت نہیں ہے۔ تمام ویلڈز کی جانچ ڈائی پینیٹرینٹ سے کی جائے گی۔
Continuous Duty, chlorides >20,000 پی پی ایم، 100 سے 120 ڈگری سینٹی گریڈ، سمندری پانی یا نمکین پانی کی خدمت کوئی دکھائی دینے والا آکسائڈ نہیں (پیچھے آرگن سے صاف کیا گیا)، ریانفورسمنٹ گراؤنڈ فلش ±0.1 ملی میٹر، مکمل پی ڈبلیو ایچ ٹی میکس ایس سی سی ریزسٹنس ضروری سٹریس ریزرز کو پوسٹ- ویلڈ گرائنڈنگ کے ذریعے ہٹایا جاتا ہے۔ گریڈ 12 یا گریڈ 7 کی بنیادی دھات کو ترجیح دی جاتی ہے۔
گرم کلورائڈ، پی ایچ<4 or oxidizing species (Fe3+, Cu2+) Silver weld color + Weld toe cold working (shot peening) Compressive surface stress from peening offsets tensile residual stress. Specialized procedure, more expensive.
ویلڈ کوالٹی انجینئرنگ اور مزید

ویلڈ کا معیار ٹیوب کی دیوار کی موٹائی اور کام کے درجہ حرارت پر منحصر نہیں ہے۔ یہاں تک کہ ایک خراب-کوالٹی ویلڈ بھی چند ہفتوں میں موٹی دیوار (1.5 ملی میٹر) سے ٹوٹ سکتا ہے، کیونکہ ٹائٹینیم میں ایس سی سی کے پھیلاؤ کی شرح ایک بار قائم ہونے کے بعد 1-2 ملی میٹر فی گھنٹہ تک ہو سکتی ہے۔ تاہم، بہترین ویلڈ (سلور کلر، پی ڈبلیو ایچ ٹی، گراؤنڈ فلش) والی پتلی دیوار (0.7 ملی میٹر) گرم نمکین پانی میں برسوں تک رہے گی۔ نیز بیس میٹل گریڈ کا ویلڈ کی حساسیت پر اثر پڑتا ہے: گریڈ 12 ٹائٹینیم (0.3% Mo اور 0.8% Ni) میں گریڈ 2 سے کہیں زیادہ بہتر ویلڈ HAZ سختی ہے۔ ہاٹ کلورائیڈ سروس کے لیے ڈیزائن کرتے وقت، تمام ویلڈز میں صرف اور صرف بغیر ویلڈز پر ڈائی پینیٹرینٹ انسپیکشن (ASTM E165) کی وضاحت کریں۔ ویلڈنگ کے دوران آرگن کے ساتھ بیک صاف کرنا اختیاری نہیں ہے، یہ اندرونی سطح کے آکسیڈیشن کو روکنے کے لیے ضروری ہے جسے بیرونی معائنہ سے نہیں دیکھا جا سکتا۔

اچھی تفصیلات کیسے بنائیں

(1) ویلڈ کا رنگ ہلکے بھوسے سے زیادہ گہرا نہیں فی AWS A5.16 کلر چارٹ۔ (2) زیادہ سے زیادہ ویلڈ کمک 0.2 ملی میٹر؛ (3) کوئی انڈر کٹ نہیں؛ (4) تحریری رپورٹ کے ساتھ 100% ڈائی پینیٹرینٹ معائنہ؛ (5) 90 ڈگری سے اوپر کی خدمت کے لیے ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ کے بعد۔ 60 ڈگری سے زیادہ گرم کلورائد ماحول کے لیے ٹائٹینیم ہیٹنگ ٹیوبوں کی وضاحت کرتے وقت، یہ مشورہ دیا جاتا ہے کہ حصولی کی تفصیلات میں ویلڈ کے معیار کے درج ذیل تقاضوں کو شامل کیا جائے: ویلڈ کے طریقہ کار کے اہلیت کے ریکارڈز (PQR) کی درخواست کریں جو یہ دکھاتا ہے کہ سپلائر کا یہ طریقہ ویلڈ معیار سے مماثل ہے۔ یہ ویلڈ سیون کے معیار کو غالب ڈیزائن پیرامیٹر بناتا ہے، جو انجینئر کو ہاٹ کلورائیڈ سروس میں ایس سی سی کے خطرے کو براہ راست ریگولیٹ کرنے اور ویلڈ کو ناکامی کے آغاز کی جگہ سے ہیٹر اسمبلی کے قابل اعتماد حصے میں تبدیل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔