UNS N06625 제어 파이프 라인의 열처리 공정 편차의 정량적 영향은 무엇입니까?

1. 어닐링 온도가 충분하지 않음 (<1050 ℃) : Niobium 고체 용액 결함 및 곡물 간 부식 민감도
어닐링 온도는 N06625 고체 용액 처리의 핵심 매개 변수이며, 이는 Niobium (NB) 요소의 고체 용액의 정도 및 탄화물 분포 (NBC)의 균일 성을 직접 결정합니다. 어닐링 온도가 1050 ℃보다 낮을 때, 니오 비움 원자의 확산 운동 에너지는 불충분하여 입자 경계에서 비 용합 된 NBC 입자의 응집을 초래한다 (도 1A). 이 불균일 한 분포는 국소 마이크로-갈라닉 효과를 형성하며, 이는 Cll- 함유 매체에서 패시베이션 필름의 우선적 파괴를 유도한다.

정량적 영향 분석 :
변형 내 부식 속도 : 전기 화학 전위차 역학적 분극 시험은 3.5% NaCl 용액에서 1050 ℃에서 어닐링 된 합금 간 부식 민감도 지수가 0.82이고, 1020 ℃에서 어닐링 된 합금의 1.21로, 부식율은 35% 증가 함을 보여준다.
Niobium 요소 분포 : 원자 프로브 단층 촬영 (APT)은 입자 경계에서의 Niobium의 농도가 1050 ℃에서 어닐링 후 3.8 ± 0.2 wt%에서 안정화되는 반면, 1020 ℃에서 어닐링 상태의 변동 범위는 2.1-4.9 wt%이며, 국소 니오 오브 푸어 영역은 A 부식 혁신이된다는 것을 보여준다.
엔지니어링 검증 : 해양 플랫폼의 콘덴서 파이프 라인의 어닐링 온도 (1030 °)가 낮기 때문에 18 개월의 작동 후에도 부식 깊이가 0.32mm에 도달하여 설계된 부식 마진 (0.15mm)을 훨씬 초과했습니다.
해결책:
적외선 온도 측정 시스템과 결합 된 중간 주파수 유도 가열을 사용하여 튜브의 코어 온도가 1080-1120 ℃에 도달하고, 절연 시간은 벽 두께의 밀리미터 당 1.5 분당 1.5 분으로 계산되어 완전한 고체 용액을 달성합니다.

2. 너무 느리게 냉각 속도 (공기 냉각) : Δ 상수 및 기계적 특성 저하
냉각 속도 제어는 견고한 용액 처리의 주요 후속 링크입니다. 공기 냉각과 같은 느린 냉각 방법이 사용되면 합금은 700-900 ℃ 범위에 오랜 시간 동안 머무르고 Ni₃NB (δ 상)의 강수량을 유발합니다 (그림 1B). 사방 정열 구조 단계와 매트릭스 사이의 일관성 관계가 파괴되어 탈구 이동에 대한 저항이 감소합니다.

정량적 영향 분석 :
경도 및 인성 : 공냉식 합금의 경도는 수온 상태와 비교하여 18HB (320HV → 302HV)만큼 감소하고, Charpy 충격 에너지는 37% 감소하고 (145J → 91J), 상응하는 골절 모드는 연기 골절에서 Quasi-Cleavage 프레이스 프로저로 변합니다.
응력 부식 균열 (SCC) 위험 : Boiling MGCL₂ 솔루션에서 느리게 냉각 된 샘플의 임계 응력 강도 계수 (K_ISCC)는 28.3MPA RAS (41.2MPA√m)보다 31% 낮습니다.
엔지니어링 사례 : 공기 냉각 공정으로 인해 원자력 증기 발생기의 열 전달 튜브는 3 년간의 작동 후에 SCC 균열이있는 것으로 밝혀졌으며, 깊이는 벽 두께의 1/3입니다.
해결책:
구현 등급의 물 담금질 공정 : 튜브 빌릿이 1080 ℃에서 퍼니스에서 꺼낸 후, 냉각 속도가 ≥120 ℃인지 확인하면서 냉각 균열을 피하기 위해 25 ℃ 순환 물에 즉시 침지된다.

3. 과열 처리 (＞ 1150 ℃) : 곡물 조심력 및 크리프 강도 감쇠
어닐링 온도가 1150 ℃를 초과하면 입자 경계 이동 속도가 크게 향상되어 원래 미세 입자 (ASTM 8-9 등급)의 ASTM 6-7 등급 (그림 1C)의 비정상적인 성장을 초래합니다. 이러한 종류의 미세 구조 조심화는 입자 경계 강화 효과를 감소시키고 고온 및 장기 하중 하에서 크리프 손상을 가속화합니다.

정량적 영향 분석 :
크리프 성능 : 650 °/100mpa 조건에서 1150 ℃ 어닐링 합금의 정상 상태 크리프 속도는 3.2 × 10 ℃이며, 이는 1120 ℃ 어닐링 상태 (1.1 × 10 ℃)보다 2 배 높다.
입자 경계 강화 효과 : 전자 후방 산란 회절 (EBSD) 분석에 따르면 과열 처리 후 고각 곡물 경계의 비율은 68%에서 52%로 떨어지고 입자 경계 강화의 기여는 약 40MPA만큼 감소합니다.
엔지니어링 레슨 : 과열 (1180 ℃)으로 인해 5 년간의 작동 후 고온 반응기 코일의 최대 크리프 변형은 1.8%에 도달하여 설계 한도 (0.5%)를 훨씬 초과합니다.
해결책:
온도 필드 시뮬레이션과 결합 된 진공 열처리 용광로는 튜브 빌릿의 축 온도 차이가 ± 15 ° 미만이며, 전통적인 장기 저온 공정은 절연 단계 동안 단기 고온 (1120 ℃)으로 대체됩니다.

4. 정확한 프로세스 제어를위한 체계적인 솔루션
프로세스 편차가의 성능에 미치는 영향을 제거하기 위해 N06625 제어 파이프 라인 , "프로세스 설계 프로세스 모니터링 조직 검증"의 폐쇄 루프 시스템을 구성해야합니다.
프로세스 창 최적화 : 고체 용액 온도 시간 파라미터 봉투 (그림 2)는 열역학적 계산 (열역학적 계산)에 의해 결정되어 Niobium 요소의 고체 용해도가 98%보다 크지 않도록합니다.
온라인 모니터링 기술 : 적외선 열 이미 저는 튜브 빌릿의 표면 온도 필드를 실시간으로 모니터링하는 데 사용되며 유한 요소 모델을 결합하여 코어 온도 구배가 예측됩니다.
조직의 정량적 평가 : 이미지 분석 소프트웨어는 입자 크기, 탄화물 크기 및 분포를 계산하고 미세 구조와 부식 속도 사이의 상관 관계 데이터베이스를 설정하는 데 사용됩니다 .