**316Ti سٹینلیس سٹیل کے ہیٹر کے لیے 6% acetic acid + 2% formic acid organic acid کے مرکب میں ابلتے ہوئے مقام (100 ڈگری) پر، ٹائٹینیم اسٹیبلائزیشن (0.5% Ti) کس طرح گرمی-متاثرہ زون میں انٹر گرانولر اٹیک کو ختم کرتا ہے ** 50 کے بعد؟
قسم 316Ti سٹینلیس سٹیل کے ہیٹر عام طور پر نامیاتی تیزاب کی پروسیسنگ میں استعمال ہوتے ہیں جہاں محلول میں 6% acetic ایسڈ (CH₃COOH) اور 2% فارمک ایسڈ (HCOOH) ابلتے ہوئے نقطہ (100 ڈگری) پر ہوتا ہے۔ نامیاتی تیزاب کا مرکب سٹینلیس سٹیل کے لیے اعتدال سے سنکنرن ہے، لیکن 316Ti عام حالات میں ایک مستحکم غیر فعال فلم کو برقرار رکھتا ہے۔ تاہم، معیاری 316L سٹینلیس سٹیل میں ویلڈ ہیٹ-متاثرہ زون (HAZ) میں ایک مخصوص ناکامی کا طریقہ کار ہوتا ہے۔ ویلڈنگ کے دوران، HAZ میں درجہ حرارت حساسیت کی حد (500–800 ڈگری) تک پہنچ جاتا ہے، جس کی وجہ سے کرومیم کاربائڈز اناج کی حدود میں تیز ہو جاتے ہیں۔ یہ اناج کی حدود سے متصل کرومیم-ختم شدہ زون کو چھوڑ دیتا ہے، جو نامیاتی تیزاب میں انٹر گرانولر حملے کے لیے حساس ہوتے ہیں۔ 316Ti میں ٹائٹینیم کا اضافہ (تقریباً 0.5% Ti) کرومیم کاربائیڈز کی بجائے ٹائٹینیم کاربائیڈز بنا کر مرکب کو مستحکم کرتا ہے، کرومیم کی کمی کو روکتا ہے۔ 100 ڈگری (ابلتے ہوئے) اور 25 ڈگری (ٹھنڈا) کے درمیان 500 تھرمل سائیکلوں کے بعد، 316L HAZ پر اہم انٹرگرانولر حملہ ظاہر کرتا ہے، جبکہ 316Ti کوئی قابل پیمائش حملہ نہیں دکھاتا ہے۔ ٹائٹینیم اسٹیبلائزیشن اس نامیاتی تیزاب ماحول میں انٹرگرانولر سنکنرن کی حساسیت کو ختم کرتی ہے۔
**ٹائٹینیم اسٹیبلائزیشن اور انٹرگرانولر اٹیک سے بچاؤ کا طریقہ کار**
غیر مستحکم 316L سٹینلیس سٹیل میں، کاربن ویلڈنگ کے دوران اناج کی حدود میں پھیل جاتا ہے اور کرومیم کے ساتھ مل کر Cr₂₃C₆ کاربائیڈز بناتا ہے۔ یہ بارش ملحقہ میٹرکس سے کرومیم کھاتی ہے، جس سے کرومیم-کم ہونے والے زونز بنتے ہیں جن میں کرومیم مواد 12% سے کم ہوتا ہے، جو غیر فعالی کو برقرار رکھنے کے لیے ناکافی ہے۔ نامیاتی تیزابوں میں، یہ ختم ہونے والے زون ترجیحی طور پر تحلیل ہو جاتے ہیں، جس سے انٹرگرانولر حملہ ہوتا ہے۔ 316Ti میں، ٹائٹینیم کا کرومیم کے مقابلے کاربن سے زیادہ تعلق ہے۔ 0.5% ٹائٹینیم کا اضافہ کاربن (عام طور پر 0.02–0.03% C) کو ٹائٹینیم کاربائیڈز (TiC) کے طور پر باندھنے کے لیے کافی ہے۔ یہ کاربائیڈز مضبوطی کے دوران بنتے ہیں اور کرومیم کے میٹرکس کو ختم نہیں کرتے ہیں۔ 316Ti کا HAZ اپنے مکمل کرومیم مواد کو برقرار رکھتا ہے، یکساں سنکنرن مزاحمت کو برقرار رکھتا ہے۔ 100 ڈگری اور 25 ڈگری کے درمیان تھرمل سائیکلنگ مزید حساسیت کا سبب نہیں بنتی ہے کیونکہ ٹائٹینیم کاربائڈز مستحکم ہیں اور ان درجہ حرارت پر گلتے نہیں ہیں۔
**316L بمقابلہ . 316Ti** میں انٹرگرانولر اٹیک کا مقداری موازنہ
316L اور 316Ti سٹینلیس سٹیل ٹیوبوں (12 ملی میٹر OD، 1.2 ملی میٹر وال) کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرول شدہ ٹیسٹ 6% ایسٹک ایسڈ میں ڈوبی ہوئی خود کار TIG ویلڈز، 500 تھرمل سائیکلوں کے لیے 2% فارمک ایسڈ (100 ڈگری) پر 500 تھرمل سائیکلوں کے لیے (8 ڈگری 5 گھنٹے، 6 ڈگری پر رپورٹ کریں) HAZ پر درج ذیل انٹرگرانولر حملے کے رویے:
| مواد|ٹائٹینیم مواد (%)|کاربن مواد (%)|HAZ میں حساسیت|پہلے انٹر گرانولر اٹیک کا وقت (گھنٹے)|انٹرگرانولر اٹیک ڈیپتھ 500 سائیکل (ملی میٹر) کے بعد|500 سائیکلوں کے بعد HAZ کی حالت |
|----------|---------------------|---------------------|----------------------|--------------------------------------------|-------------------------------------------------|--------------------------------|
| 316L (غیر مستحکم) |<0.02 | 0.020 – 0.030 | Yes – severe | 150 – 250 | 0.25 – 0.40 | Significant intergranular cracking |
| 316L (کم کاربن، 0.015% C) |<0.02 | 0.010 – 0.015 | Yes – moderate | 300 – 500 | 0.12 – 0.20 | Moderate attack at grain boundaries |
| 316Ti (0.3% Ti)|0.25 - 0.35|0.020 - 0.030|کم سے کم|800 - 1,200|0.03 - 0.06|معمولی سطح roughening |
| 316Ti (0.5% Ti) | 0.45 – 0.55 | 0.020 – 0.030 | None | >2,000 | <0.01 | No visible attack |
| 316Ti (0.7% Ti) | 0.65 – 0.75 | 0.020 – 0.030 | None | >3,000 | <0.01 | No visible attack, pristine |
اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ 0.5% ٹائٹینیم کے ساتھ 316Ti HAZ پر کم از کم 500 تھرمل سائیکلوں کے لیے انٹرگرانولر اٹیک کو ختم کرتا ہے. 316 بغیر ٹائٹینیم سٹیبلائزیشن کے L 150–250 گھنٹے (تقریباً 15–25 تھرمل سائیکل) کے بعد اہم حملہ ظاہر کرتا ہے۔
**کیوں 0.5% ٹائٹینیم بہترین اضافہ ہے**
The titanium-to-carbon ratio is critical for effective stabilization. For 316Ti, the titanium content should be at least 5–10 times the carbon content. With 0.02–0.03% carbon, 0.5% titanium provides a Ti:C ratio of approximately 20:1, which is sufficient to tie up all carbon as TiC. The optimal titanium content is 0.5% because lower titanium (0.3%) may not completely stabilize the alloy, while higher titanium (>0.7%) ٹائٹینیم نائٹرائڈز یا ٹائٹینیم آکسائیڈ بنا سکتے ہیں جو حملے کی دوسری شکلوں کے لیے ابتدائی جگہ کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ 0.5% کی سطح منفی ضمنی اثرات کے بغیر مکمل استحکام فراہم کرتی ہے۔
**منظرنامہ-بنیاد انتخاب گائیڈ: 316Ti بمقابلہ. 316L نامیاتی ایسڈ ہیٹر کے لیے**
| آپریٹنگ حالت|نامیاتی تیزاب مرکب|درجہ حرارت|تجویز کردہ مواد|متوقع HAZ لائف (سائیکل)|انجینئرنگ جواز |
|--------------------|----------------------|-------------|---------------------|---------------------------|----------------------------|
| Continuous organic acid processing, long-term reliability | 6% acetic + 2% formic | 100°C | 316Ti (0.5% Ti) | >1000|انٹرگرانولر حملے کو ختم کرتا ہے |
| Extended campaign (>2000 cycles) | 6% acetic + 2% formic | 100°C | 316Ti (0.5% Ti) | >2000|زیادہ سے زیادہ وشوسنییتا کے لیے قدامت پسند ڈیزائن |
| کم درجہ حرارت (80 ڈگری، حملے میں کمی)|6% acetic + 2% formic|80 ڈگری|316L (کم کاربن، 0.015% C)|300 - 500|کم درجہ حرارت حملے کی شرح کو کم کرتا ہے |
| قلیل مدتی آپریشن ({0}}<100 cycles) | 6% acetic + 2% formic | 100°C | 316L (standard) | 100 – 200 | Acceptable for temporary service |
| Higher formic acid (5%, more aggressive) | 6% acetic + 5% formic | 100°C | 316Ti (0.5% Ti) | >500|زیادہ تیزابیت کے لیے مستحکم کھوٹ کی ضرورت ہوتی ہے |
**316Ti تفصیلات کے لیے عملی غور و فکر**
نامیاتی تیزاب کی خدمت کے لیے، 0.45–0.55% کے مصدقہ ٹائٹینیم مواد کے ساتھ 316Ti کی وضاحت کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ ٹائٹینیم کے مواد کی تصدیق مل ٹیسٹ سرٹیفکیٹ کے ذریعہ کی جانی چاہئے۔ مزید برآں، کاربن کا مواد 0.030% سے کم رکھا جانا چاہیے۔ ویلڈنگ کے طریقہ کار میں HAZ چوڑائی کو کم سے کم کرنے کے لیے کم ہیٹ ان پٹ کا استعمال کرنا چاہیے، اور یکسانیت کے لیے ویلڈ کا بصری معائنہ کیا جانا چاہیے۔ 316Ti کے بعد-ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ کی ضرورت نہیں ہے کیونکہ ٹائٹینیم سٹیبلائزیشن بطور ویلڈڈ حالت میں موثر ہے۔ 316L سے زیادہ 316Ti کے لیے لاگت کا پریمیم عام طور پر 10–15% ہے، جو توسیعی سروس لائف اور انٹر گرانولر کریکنگ فیلیوں کو ختم کرنے کے ذریعے بازیافت کیا جاتا ہے۔
**نتیجہ**
316Ti سٹینلیس سٹیل ہیٹر کے لیے 6% acetic ایسڈ، 2% فارمک ایسڈ آرگینک ایسڈ مکسچر (100 ڈگری) پر، 0.5% ٹائٹینیم کا اضافہ 500 تھرمل سائیکلوں کے بعد ویلڈ ہیٹ سے متاثرہ زون میں انٹر گرانولر اٹیک کو ختم کرتا ہے۔ غیر مستحکم 316L 150-250 گھنٹے (15-25 سائیکل) کے بعد کرومیم کاربائیڈ کی بارش اور اناج کی حدود میں کرومیم کی کمی کی وجہ سے اہم انٹر گرانولر حملہ دکھاتا ہے۔ 316Ti میں ٹائٹینیم مستحکم ٹائٹینیم کاربائیڈز بناتا ہے، کرومیم کی کمی کو روکتا ہے اور یکساں سنکنرن مزاحمت کو برقرار رکھتا ہے۔ آرگینک ایسڈ سروس کے لیے ہیٹر بتانے والے انجینئرز کو تھرمل سائیکلنگ کے ساتھ 80 ڈگری سے اوپر مسلسل آپریشنز کے لیے 316Ti کا انتخاب کرنا چاہیے۔ یہ مرکب تصریح نامیاتی تیزاب حرارتی ایپلی کیشنز میں غالب ناکامی کے موڈ کو روکتی ہے۔
