언어 열 교환기 분야에서 전통적인 용접 된 이중 스틸 파이프는 열 영향을받는 구역 (HAZ)으로 인한 곡물 간 부식으로 인해 오랫동안 어려움을 겪고 있습니다. 이 현상의 본질은 용접 중 국소 고온 (1000-1350 ℃)이 이중 강철에서 탄소 및 질소 요소의 확산을 유발하여 오스테 나이트 상과 페라이트 상 사이의 계면에서 크롬-부유 한 구역 (CR 함량 <12%)을 형성하여 부패성 매체의 획기적인 발전이된다는 것이다. 이중 강철 열 교환기 원활한 파이프는 뜨거운 압출 및 원심 분리 주조 공정의 혁신을 통해 형성되는 재료 공급원에서 이러한 숨겨진 위험을 제거하여 부식성 조건 하에서 장비의 장기 작동을위한 새로운 패러다임을 제공합니다.
제조의 핵심 이중 스틸 원활한 파이프 온도와 응력 필드의 정확한 제어에 있습니다. 뜨거운 압출 공정에서, 빌릿은 850-1150 ℃의 범위에서 특수 다이 (변형 속도 0.1-10mm/s)를 통과하고 동적 재정의 (DRX)의 작용 하에서 균일 한 등과 같은 결정 (입자 크기 8-15μm)을 형성한다. 이 과정에서, 재료의 내부 탈구 밀도는 10¹²/m²로 높으며, 이는 오스테 나이트/페라이트 위상 경계의 이동에 대한 구동력을 제공하고 45 : 55 ± 3%에서 이중 단계 비율을 안정화시킨다. 용접 공정과 비교하여, 뜨거운 압출 공정에는 국소 과열 영역이 없으며, 크롬의 확산 계수는 2 배에 의해 감소된다.
원심 시조 기술은 원심력 필드 (100-200G)를 통한 용융 금속의 방향성 응고를 실현합니다. 1450 ℃의 주조 온도에서, 이중상 강철 용융물은 회전 구리 금형 (속도 800-1200rpm)에서 원주 결정 구조를 형성하고, 1 차 수상 돌기 (PDA)는 30μm 내에 제어된다. 주요 공정 파라미터에는 수퍼 쿨링 제어 (ΔT = 15-25K) 및 곰팡이 냉각 속도 (> 100 ℃)가 포함되어 있으며, 곰팡이 벽에서 페라이트 상이 우선적으로 핵 생성되고 오스테 나이트 상이 고정화 끝에 균일하게 침전되도록합니다.
원활한 파이프 형성 공정 동안 형성된 라멜라 이중 위상 구조 (Lamellar 간격 0.5-2μm)는 독특한 부식 보호 메커니즘을 갖는다. CL 사이-함유 배지에서, 오스테 나이트 (γ 상)는 패권 필름의 골격을 전기 화학적으로 비활성 상으로서, 페라이트 (α 상)는 양극으로 우선적으로 용해되지만, CR 요소 농도 구배 (δ [CR] = 3-5WT%)는 두 상자 사이의자가 반복을 촉진한다. XPS 분석에 따르면이 동적 균형은 4-6nm에서 표면 크로우 필름의 두께를 유지하여 부식성 매체의 침투를 효과적으로 차단한다는 것을 보여줍니다.
열 사이클 동안, 원활한 파이프의 이중상 구조는 우수한 위상 변형 인성을 나타냅니다. 온도가 MS 포인트 위로 상승하면 (약 -40 °), 오스테 나이트의 일부는 마르텐 사이트 상 변환 (ε → α ')을 겪고 부피는 약 3%증가합니다. 이 가역적 위상 형질 전환 (ΔV = 0.02)은 열 응력을 흡수하고 피로 균열의 개시를 억제 할 수 있습니다. 실험에 따르면 -40 → 350 ℃ 열 충격의 2000 회 후에는 원활한 파이프의 표면 거칠기 RA가 0.12μm 만 증가하는 반면 용접 파이프는 HAZ 손잡이로 인해 명백한 미세 균열이 있습니다.
전기 화학 임피던스 분광법 (EIS) 분석을 통해 3.5WT% NACL 용액에서 원활한 파이프의 편광 저항 (RP)은 용접 파이프의 1.2 × 10 Ω · cm²에 도달했으며, 이는 용접 파이프보다 40% 더 높았습니다. 임계 피팅 온도 (CPT) 시험에서, 이음매없는 파이프는 85 ℃로 4mol/L Fecl₃ 용액에서 수동적으로 유지되는 반면, 용접 파이프는 65 ℃에서 안정적인 구덩이를 보였다. 이는 원활한 구조에 의한 HAZ의 감작 구역을 제거하기 때문입니다 (카바이드 침전 구역의 폭은 용접 파이프의 20-50μm에서 0으로 감소).
응력 부식 균열 (SCC) 실험에서, 4 점 굽힘 방법을 사용하여 항복 강도의 80%의 인장 응력을 적용 하였다. 3000H에 대한 끓는 MGCL₂ 용액에 침지 된 후, 원활한 파이프의 균열 성장 속도는 DA/DT = 5 × 10⁻¹¹mm/s였으며, 이는 용접 파이프보다 2 배 더 낮았다. 미세한 메커니즘은 이음매없는 파이프의 균일 한 이중상 구조가 수소 트랩 밀도 (탈구, 위상 경계)를 3 배 증가시켜 확산 수소 원자를 효과적으로 포착한다는 것이다.
현재 연구는 나노 규모의 위상 경계 공학에 중점을 둡니다. NB 및 TI 요소의 미량량 (0.1-0.3WT%)을 추가하여 MC- 타입 탄화물 (크기 5-20Nm)이 이중 상 계면에서 형성되어 수소 트랩 효과를 더욱 향상시킵니다. 그라디언트 구조 원활한 파이프 (침식 저항을위한 오스테 나이트가 풍부한 외벽, 부식성을위한 페라이트가 풍부한 내벽)를 개발하고 전자기 교반을 통해 응고 공정을 제어하여 조성 구배를 달성합니다 .
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