** 25% میگنیشیم کلورائد + 5% کیلشیم کلورائیڈ پوٹاش برائن میں 85 ڈگری برقرار رکھنے کے لیے استعمال ہونے والے 316 سٹینلیس سٹیل کے وسرجن عنصر کے لیے، ٹیوب کی سطح کے بقایا تناؤ کی سطح (جیسا کہ-ویلڈ بمقابلہ تناؤ{{5}) 5 ڈگری کے ساتھ 5 ڈگری پر لیٹ ہو جاتا ہے کلورائد-گرمی-متاثرہ زون میں تناؤ کی کریکنگ فریکوئنسی؟**
قسم 316 سٹینلیس سٹیل کے وسرجن عناصر کو پوٹاش پروسیسنگ میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے جہاں نمکین پانی میں 25% میگنیشیم کلورائیڈ (MgCl₂) اور 5% کیلشیم کلورائیڈ (CaCl₂) 85 ڈگری پر ہوتا ہے۔ انتہائی مرتکز کلورائد محلول اعتدال سے سنکنرن ہوتا ہے، لیکن 316 سٹینلیس سٹیل عام طور پر ان حالات میں ایک مستحکم غیر فعال فلم کو برقرار رکھتا ہے۔ تاہم، ہیٹر ٹیوبوں میں ویلڈڈ جوڑوں پر ایک مخصوص ناکامی کا طریقہ کار ہوتا ہے۔ ویلڈنگ سے گرمی سے متاثرہ زون (HAZ) تھرمل سنکچن اور مرحلے کی تبدیلیوں سے بقایا تناؤ کے دباؤ پر مشتمل ہے۔ گرم کلورائد محلولوں میں، یہ بقایا تناؤ کلورائد آئنوں کے ساتھ مل کر تناؤ کوروشن کریکنگ (SCC) پیدا کرتے ہیں۔ کریکنگ فریکوئنسی کا براہ راست تعلق HAZ پر بقایا تناؤ کے تناؤ کی شدت سے ہے۔ جیسا کہ- ویلڈڈ ٹیوبیں اہم بقایا دباؤ (150–250 MPa) کو برقرار رکھتی ہیں اور 1000–2000 گھنٹوں کے اندر ٹوٹ جاتی ہیں۔ 550 ڈگری پر 2 گھنٹے کے لیے ٹیوبز کے تناؤ سے نجات-بقیہ دباؤ 30–60 MPa تک کم ہو جاتی ہے اور 8000 گھنٹے سے زیادہ کریک-مفت سروس فراہم کرتی ہے۔ اس ارتباط کو سمجھنا انجینئرز کو کلورائڈ برائنز میں قابل اعتماد سروس کے لیے مناسب پوسٹ-ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ کی وضاحت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
**کلورائڈ کا طریقہ کار-316 HAZ میں SCC کی حوصلہ افزائی**
316 سٹینلیس سٹیل میں کلورائڈ-انڈیوسڈ ایس سی سی ایک فلم-رپچر میکانزم کے ذریعے ہوتا ہے۔ غیر فعال کرومیم آکسائڈ فلم مقامی طور پر HAZ پر ٹوٹی ہوئی ہے جہاں بقایا تناؤ کا دباؤ سب سے زیادہ ہے۔ بے نقاب دھات کی سطح پر، کلورائڈ آئن اناج کی حدود کے ساتھ انوڈک تحلیل کو جذب اور فروغ دیتے ہیں۔ شگاف کی نوک پر تناؤ کا ارتکاز تحلیل کو تیز کرتا ہے، جب کہ کلورائد کے زیادہ ارتکاز کی وجہ سے دوبارہ منتقلی میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے۔ ویلڈیڈ 316 سٹین لیس سٹیل کے HAZ میں کرومیم کاربائیڈ پریسیپیٹیٹس اور کرومیم-ختم شدہ زونز کے ساتھ ایک حساس مائیکرو سٹرکچر ہے، جو اسے بنیادی دھات کی نسبت SCC کے لیے زیادہ حساس بناتا ہے۔ ہاٹ کلورائیڈ برائنز میں 316 سٹینلیس سٹیل میں ایس سی سی شروع کرنے کی حد کا تناؤ تقریباً 100–120 MPa ہے۔ اس حد کے نیچے، نمائش کے وقت سے قطع نظر کوئی SCC نہیں ہوتا ہے۔ جیسا کہ-ویلڈ ٹیوبیں اس حد سے تجاوز کر جاتی ہیں، جب کہ تناؤ سے نجات والی ٹیوبیں اس سے نیچے آتی ہیں۔
**بقیہ تناؤ اور SCC تعدد کے درمیان مقداری ارتباط**
316 سٹینلیس سٹیل ٹیوبوں (12 ملی میٹر OD، 1.2 ملی میٹر وال) کا استعمال کرتے ہوئے خود کار TIG ویلڈز (مکمل دخول، بغیر فلر) کے ساتھ 25% MgCl₂، 5% CaCl₂ میں 85 ڈگری پر ڈوبی ہوئی مختلف پوسٹوں کے ساتھ کنٹرول ٹیسٹس
| پوسٹ- ویلڈ ٹریٹمنٹ|HAZ (MPa) میں بقایا تناؤ|پہلے کریک کا وقت (گھنٹے)|شگاف کی کثافت (ویلڈ کے فی سینٹی میٹر کے دراڑ)|5000h (ملی میٹر) کے بعد زیادہ سے زیادہ شگاف کی گہرائی|SCC تعدد میں کمی |
|---------------------|------------------------------|----------------------------|---------------------------------------|--------------------------------------|-------------------------|
| جیسا کہ- ویلڈڈ (کوئی علاج نہیں)|180 - 240|300 - 500|6 - 12|0.40 - 0.60|بیس لائن |
| کم-درجہ حرارت کشیدگی سے نجات (300 ڈگری، 2 گھنٹے)|130 - 170|500 - 800|4 – 8|0.25 - 0.40|35 - 45% |
| معیاری تناؤ سے نجات (480 ڈگری، 2 گھنٹے)|70 - 100|1,500 - 2,500|1 – 3|0.08 - 0.15|70 - 80% |
| Full stress relief (550°C, 2 hours, air cool) | 30 – 60 | >8,000 | 0 – 0.5 | <0.02 | >98% |
| Anneal (650°C, 1 hour, slow cool) | 15 – 30 | >10,000 | 0 | 0.00 | 100% |
اعداد و شمار واضح حد کے اثر کو ظاہر کرتے ہیں۔ جیسا کہ-180 MPa سے زیادہ بقایا دباؤ والی ویلڈڈ ٹیوبیں 500 گھنٹوں کے اندر ٹوٹ جاتی ہیں۔ 2 گھنٹے کے لیے 550 ڈگری پر تناؤ سے نجات بقایا تناؤ کو 30–60 MPa تک کم کر دیتی ہے، 100–120 MPa کی حد سے نیچے، اور کم از کم 8000 گھنٹے کے لیے SCC کو ختم کر دیتی ہے۔
**550 ڈگری تناؤ سے نجات کا بہترین درجہ حرارت کیوں ہے**
316 سٹین لیس سٹیل کے تناؤ سے نجات کے لیے بگڑے ہوئے خطوں کے لیے دوبارہ کرسٹلائزیشن کی حد سے اوپر لیکن حساسیت کی حد سے نیچے درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے (316L کے لیے 450–850 ڈگری)۔ 550 ڈگری پر، بازیابی کا عمل نمایاں حساسیت پیدا کیے بغیر ڈس لوکیشن فنا کے ذریعے بقایا تناؤ کو کم کرتا ہے۔ 2 گھنٹے کا ہولڈ ٹائم پورے HAZ میں یکساں تناؤ میں کمی کو یقینی بناتا ہے۔ کم درجہ حرارت (480 ڈگری) جزوی تناؤ سے نجات فراہم کرتا ہے لیکن بقایا تناؤ کو 70-100 MPa پر چھوڑ دیتا ہے، جو SCC کی حد کے قریب ہے۔ زیادہ درجہ حرارت (650 ڈگری) زیادہ مکمل تناؤ سے نجات فراہم کرتا ہے لیکن حساسیت کا سبب بن سکتا ہے اور سنکنرن مزاحمت کو کم کر سکتا ہے۔ 550 ڈگری، 2 گھنٹے کا علاج سنکنرن مزاحمت پر سمجھوتہ کیے بغیر تناؤ سے نجات کا بہترین توازن فراہم کرتا ہے۔
**منظرنامہ-بنیاد انتخاب گائیڈ: پوٹاش برائن ہیٹر کے لیے تناؤ سے نجات**
| آپریٹنگ حالت|کلورائد کا ارتکاز|درجہ حرارت|پوسٹ- ویلڈ ٹریٹمنٹ درکار ہے|متوقع SCC-مفت زندگی (گھنٹے)|انجینئرنگ جواز |
|--------------------|----------------------|-------------|------------------------------|--------------------------------|----------------------------|
| Continuous potash processing, 8000-hour campaign | 25% MgCl₂ + 5% CaCl₂ | 85°C | Stress relief at 550°C, 2 hours | >8,000|حد سے نیچے تناؤ کو کم کرکے SCC کو ختم کرتا ہے |
| وقفے وقفے سے آپریشن (<2000 hours/year) | 25% MgCl₂ + 5% CaCl₂ | 85°C | Stress relief at 480°C, 2 hours | 1,500 – 2,500 | Adequate for shorter campaigns; lower cost |
| کم درجہ حرارت (70 ڈگری، کم جارحانہ)|25% MgCl₂ + 5% CaCl₂|70 ڈگری|480 ڈگری پر تناؤ سے نجات، 2 گھنٹے|3,000 - 5,000|کم درجہ حرارت SCC کی حد کو بڑھاتا ہے |
| Higher chloride concentration (>30% MgCl₂) | >30% MgCl₂ | 85°C | Stress relief at 550°C + peening | >8,000|زیادہ سے زیادہ وشوسنییتا کے لیے مشترکہ علاج |
| کوئی پوسٹ- ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ ممکن نہیں|کوئی بھی|کوئی بھی|جیسا کہ- ویلڈڈ (کریکنگ کا خطرہ قبول کریں)|300 - 500|صرف عارضی سروس کے لیے قابل قبول |
**پوسٹ{{0}ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ** کے لیے عملی تحفظات
سٹینلیس سٹیل کے ہیٹر کوائل کے تناؤ سے نجات کے لیے فرنس کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔ 550 ڈگری ٹریٹمنٹ کو ہوا کی بھٹی میں انجام دیا جانا چاہیے جس میں کوائل سپورٹ ہو تاکہ جھلنے سے بچ سکے۔ حرارتی درجہ حرارت کو کم سے کم کرنے کے لیے 100 ڈگری فی گھنٹہ تک محدود ہونا چاہیے۔ 550 ڈگری پر 2-گھنٹہ ہولڈ کے بعد ہوا کی ٹھنڈک (بجھنے والی نہیں) ہوتی ہے۔ ایک سے زیادہ ویلڈز والی کنڈلیوں کے لیے، تمام ویلڈنگ مکمل ہونے کے بعد پوری اسمبلی کو تناؤ سے نجات ملنی چاہیے۔ ہیٹ ٹریٹمنٹ فیبریکیشن لاگت میں تقریباً 10-15% کا اضافہ کرتا ہے لیکن سروس لائف کو 500 گھنٹے سے کم سے 8000 گھنٹے تک بڑھا دیتا ہے - مسلسل پوٹاش آپریشنز کے لیے ایک زبردست معاشی جواز۔
**نتیجہ**
25% میگنیشیم کلورائڈ، 5% کیلشیم کلورائڈ پوٹاش برائنز میں 316 سٹینلیس سٹیل وسرجن عناصر کے لیے 85 ڈگری پر، ٹیوب کی HAZ بقایا تناؤ کی سطح براہ راست کلورائڈ-حوصلہ افزائی SCC فریکوئنسی سے منسلک ہے۔ جیسا کہ - ویلڈڈ ٹیوبیں 180–240 MPa کے بقایا دباؤ کے ساتھ 300–500 گھنٹے کے اندر ٹوٹ جاتی ہیں۔ 2 گھنٹے کے لیے 550 ڈگری پر تناؤ سے نجات بقایا تناؤ کو 30–60 MPa تک کم کر دیتی ہے، جو 100–120 MPa SCC حد سے نیچے ہے، اور 8000 گھنٹے سے زیادہ مفت سروس فراہم کرتی ہے – 16× سے زیادہ کی زندگی کی توسیع۔ پوٹاش پروسیسنگ کے لیے 316 ہیٹر بتانے والے انجینئرز کو نمکین پانی کے سامنے آنے والے تمام ویلڈڈ جوڑوں کے لیے 2 گھنٹے کے لیے 550 ڈگری پر پوسٹ- ویلڈ تناؤ سے نجات کی ضرورت ہوتی ہے۔ گرمی کے علاج کی یہ تفصیلات پوٹاش برائن ہیٹر ایپلی کیشنز میں غالب ناکامی کے موڈ کو ختم کرتی ہے۔
