Почему титановый погружной нагреватель с полированной поверхностью сварного шва (коэффициент концентрации напряжений)<1.2) Outlast an As-Welded Joint (SCF >3) в 5 раз в системе катодной защиты морской воды под углом 90 градусов?

Коррозия и водородное охрупчивание воздействуют на титановые нагреватели в системе катодной защиты соленой воды с температурой 90 градусов. Область сварного шва является местом значительной концентрации напряжений. Поскольку-сварные соединения имеют коэффициент концентрации напряжений (SCF) 3–5, полированные сварные швы снижают SCF до<1.2. Increased tensile stresses due to the enhanced SCF promote hydrogen induced cracking and fatigue crack initiation. Polishing reduces SCF and increases service life by 5 times.

Коэффициент концентрации напряжений в сравнении с количественной усталостной долговечностью

Для титана класса 2 в морской воде при температуре 90 градусов с катодной защитой (-0,85 В по сравнению с Ag/AgCl):

Циклы SCF состояния сварного основания до возникновения трещины в начале срока службы со ссылкой на -сварной вариант
После-сварки, острый надрез 4-5 10,000-30,000 1 X После сварки, в среднем 3-4 20,000-50,000 1.5 X
Гладкая поверхность 1.5-2 50,000–150,000 3x
Полированная (механическая) 80 000-200,000 1.2-1.5 4x
Электрополированный (SCF <1,2)<1.2 150,000-300,000 5-7x Effect of Cathodic Protection Potential on SCF Impact

Потенциал CP (V по сравнению с Ag/AgCl)Срок службы (циклы) Как-Срок службы сварного материала Полированный срок службы (циклы) -0.80 100,000–200,000 500,000–1000,000 5×
-0.85 30,000–60,000 150,000–300,000 5×
-0.90 10,000–20,000 50,000–100,000 5×
-0.95 5000-10000 25000-50000 5× Руководство по чистовой обработке приварного края

Серьезность обслуживания|Требуемая обработка приварного края|Цель СКФ|Ожидаемое увеличение срока службы при усталости
Низкий цикл (<10,000 total)As welded <4 1x
Умеренный цикл (от 10 000 до 50 000) Гладкая поверхность<2 3×
Высокий цикл (50 000–200 000) Полировка 4 раза<1.5
Very high cycle (>200 000 )Электрополированный<1.2 5-7x Engineering Recommendation

Титановые нагреватели, работающие в соленой воде с катодной защитой при температуре 90 градусов, имеют все сварные швы, отшлифованные и подвергнутые электрополировке для получения SCF.<1.2. The engineer reduces the stress concentration, and thereby improves the fatigue life by a factor of 5 over as-welded joints.