پولش ویلڈ پیر کے ساتھ ٹائٹینیم وسرجن ہیٹر کیوں ہوتا ہے (تناؤ کا ارتکاز عنصر<1.2) Outlast An As-Welded Joint (SCF >3) 90 ڈگری سمندری پانی کیتھوڈک پروٹیکشن سسٹم میں 5 کے فیکٹر کے ذریعے؟
ایک پیغام چھوڑیں۔
90 ڈگری سمندری پانی کے کیتھوڈک پروٹیکشن سسٹم میں، ٹائٹینیم ہیٹر سنکنرن حملے اور ہائیڈروجن کی خرابی دونوں کے تابع ہیں۔ ویلڈ پیر اعلی تناؤ کی حراستی کا ایک خطہ ہے۔ جیسا کہ - ویلڈڈ جوڑوں میں 3–5 کا تناؤ کا ارتکاز عنصر (SCF) ہوتا ہے، جب کہ پالش شدہ ویلڈ ٹوز SCF کو 1.2 سے کم کر دیتے ہیں۔ اعلیٰ SCF تناؤ کے دباؤ کو بڑھاتا ہے، ہائیڈروجن-حوصلہ افزائی کریکنگ اور تھکاوٹ کے شگاف کو فروغ دیتا ہے۔ پالش کرکے SCF کو کم کرنے سے سروس کی زندگی 5 کے عنصر تک بڑھ جاتی ہے۔ ٹائٹینیم شیتھ اور اندر موجود مزاحمتی تار دونوں میں بہتری دیکھی جاتی ہے۔
تھکاوٹ کی زندگی پر تناؤ کے ارتکاز کے عنصر کے اثر کا طریقہ کار
ویلڈڈ جوائنٹ میں، ویلڈ پیر ایک نشان کے طور پر کام کرتا ہے جو لاگو اور بقایا دباؤ کو مرکوز کرتا ہے۔ ویلڈ ٹو پر موثر تناؤ σ_max=SCF × σ_nominal ہے۔ SCF=4 کے ساتھ ایک -ویلڈ جوائنٹ کے لیے، 50 MPa کا معمولی تناؤ 200 MPa کا مقامی تناؤ پیدا کرتا ہے، جو گریڈ 2 ٹائٹینیم کی پیداواری طاقت کے قریب پہنچتا ہے۔ SCF=1.2 کے ساتھ پالش شدہ جوائنٹ کے لیے، وہی برائے نام تناؤ صرف 60 MPa کا مقامی تناؤ پیدا کرتا ہے۔ کیتھوڈک تحفظ کے نظام میں، ہائیڈروجن ایٹم ٹائٹینیم کی سطح پر پیدا ہوتے ہیں۔ تناؤ کا تناؤ ہائیڈروجن کو ویلڈ پیر پر زیادہ سے زیادہ سہ رخی تناؤ کے علاقے کی طرف کھینچتا ہے، جہاں ہائیڈرائڈز تیز اور دراڑیں شروع کرتے ہیں۔ لوئر ایس سی ایف ہائیڈروجن جمع کرنے کی قوت کو کم کرتا ہے۔
ویلڈ پیر کی حالت کے ایک فنکشن کے طور پر مقداری تھکاوٹ کی زندگی
-0.85 V بمقابلہ Ag/AgCl پر کیتھوڈک تحفظ کے ساتھ 90 ڈگری سمندری پانی میں کنٹرول شدہ سائیکلک لوڈنگ ٹیسٹنگ نے گریڈ 2 ٹائٹینیم ویلڈ جوائنٹس کے لیے درج ذیل تھکاوٹ کی زندگی کو قائم کیا ہے۔ تیز نوچ (SCF 4–5) کے ساتھ بطور ویلڈڈ جوائنٹ کے لیے، کریک شروع کرنے کے چکر 10,000–30,000 ہوتے ہیں، اور ویلڈیڈ کے مقابلے میں زندگی 1.0 ہوتی ہے۔ اوسط جیومیٹری (SCF 3–4) کے ساتھ ویلڈڈ جوائنٹ کے لیے، سائیکل 20,000–50,000 ہیں، اور رشتہ دار زندگی 1.5 ہے۔ زمینی ہموار جوائنٹ (SCF 1.5–2) کے لیے سائیکل 50,000–150,000 ہیں، اور رشتہ دار زندگی 3.0 ہے۔ میکانکی طور پر پالش شدہ جوائنٹ (SCF 1.2–1.5) کے لیے سائیکل 80,000–200,000 ہیں، اور رشتہ دار زندگی 4.0 ہے۔ 1.2 سے کم SCF کے ساتھ الیکٹرو پولش جوائنٹ کے لیے، سائیکل 150,000–300,000 ہیں، اور رشتہ دار زندگی ویلڈیڈ حالت سے 5–7 گنا ہے۔
SCF حساسیت پر کیتھوڈک پروٹیکشن پوٹینشل کا اثر
پالش کرنے کا فائدہ بڑھتا ہے کیونکہ کیتھوڈک تحفظ کی صلاحیت زیادہ منفی (زیادہ حفاظتی) ہو جاتی ہے۔ -0.80 V بمقابلہ Ag/AgCl پر، جیسا کہ- ویلڈڈ لائف 100,000–200,000 سائیکل ہے، پالش لائف 500,000–1,000,000 سائیکل ہے، اور لائف ریشو 5 ہے۔ ویلڈیڈ لائف کے طور پر 5 ہے۔ {{26}{8}} ویلڈیڈ لائف ہے۔ 30,000–60,000 سائیکل، پالش لائف 150,000–300,000 سائیکل ہے، اور تناسب 5 رہتا ہے۔ -0.90 V پر، بطور ویلڈیڈ لائف 10,000–20,000 سائیکل ہے، پالش لائف 50,000,000,001 سائیکل ہے۔ 5. -0.95 V پر، ویلڈیڈ لائف 5,000–10,000 سائیکل ہے، پالش لائف 25,000–50,000 سائیکل ہے، اور تناسب 5 ہے۔ مسلسل 5× بہتری اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ پالش بنیادی تناؤ کے ارتکاز کے طریقہ کار کو حل کرتی ہے۔
کیتھوڈک پروٹیکشن سروس کے لیے ویلڈ ٹو فنشنگ گائیڈ
درج ذیل جدول 90 ڈگری سمندری پانی کے کیتھوڈک پروٹیکشن سسٹمز میں ٹائٹینیم ہیٹر کے لیے ویلڈ ٹو فنشنگ کے لیے سفارشات فراہم کرتا ہے، جو متوقع چکراتی زندگی کی ضروریات پر مبنی ہے۔
| سروس لائف پر متوقع سائیکل | مطلوبہ SCF | تجویز کردہ ویلڈ پیر ختم | متوقع تھکاوٹ کی زندگی (سائیکل) | As-ویلڈ سے متعلق |
|---|---|---|---|---|
| <10,000 | <4 | جیسا کہ-ویلڈ (کوئی بھی) | 10,000–30,000 | 1× |
| 10,000–50,000 | <3 | جیسا کہ- ویلڈڈ (ہموار) | 20,000–50,000 | 1.5× |
| 50,000–150,000 | <2 | زمین ہموار | 50,000–150,000 | 3× |
| 150,000–300,000 | <1.5 | میکانکی طور پر پالش | 80,000–200,000 | 4× |
| >300,000 | <1.2 | الیکٹرو پولش | 150,000–300,000 | 5–7× |
ویلڈ ٹو فنشنگ سے پرے انجینئرنگ
ٹائٹینیم گریڈ SCF سے آزاد تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کو متاثر کرتا ہے۔ گریڈ 7 میں اسی طرح کی SCF حساسیت ہے لیکن پیلیڈیم افزودگی کی وجہ سے اندرونی تھکاوٹ کی طاقت زیادہ ہے۔ دیوار کی موٹائی دیے گئے بوجھ کے لیے معمولی تناؤ کو متاثر کرتی ہے۔ ایک 2.0 ملی میٹر کی دیوار میں اسی موڑنے والے لمحے کے لیے 1.0 ملی میٹر کی دیوار سے کم دباؤ ہوتا ہے۔ ویلڈ کی کمک کی شکل اہمیت رکھتی ہے۔ 3 ملی میٹر سے زیادہ رداس کے ساتھ ایک ہموار منتقلی SCF کو اکیلے پیسنے سے زیادہ کم کرتی ہے۔ 30 منٹ کے لیے 540 ڈگری پر ویلڈ تناؤ سے نجات کے بعد کے تناؤ کو 60-80٪ تک کم کرتا ہے، جس سے تھکاوٹ کی زندگی میں مزید بہتری آتی ہے۔ کیتھوڈک تحفظ کی صلاحیت کو -0.80 سے -0.85 V تک کنٹرول کیا جانا چاہیے، زیادہ منفی نہیں، ہائیڈروجن کے ارتقاء کو کم سے کم کرنے کے لیے۔
باخبر تفصیلات بنانا
For a titanium immersion heater in 90°C seawater cathodic protection service, specify that all weld toes be electropolished to achieve a stress concentration factor below 1.2. Require profilometer measurements to verify that the weld toe radius exceeds 3 mm. For existing heaters with as-welded joints, add a stress relief anneal and grind the weld toes smooth. During operation, inspect the weld area annually using dye penetrant; if cracks are detected, regrind and repolish. By reducing the stress concentration factor from >3 سے<1.2 through polishing, the engineer extends the fatigue life of titanium heater welds by a factor of 5 in cathodically protected seawater.
