**پوٹاش پروسیسنگ کے لیے 25% میگنیشیم کلورائد + 5% کیلشیم کلورائد برائن میں 85 ڈگری برقرار رکھنے کے لیے استعمال ہونے والے ٹائٹینیم وسرجن عنصر کے لیے، ٹیوب کی سطح کی بقایا تناؤ کی سطح (جیسے کہ-ویلڈ بمقابلہ تناؤ-250 گھنٹے کی تاخیر سے 50 ڈگری تک کم ہوتی ہے) کلورائد-گرمی-متاثرہ زون میں کشیدگی کی سنکنرن کریکنگ فریکوئنسی؟**
ٹائٹینیم وسرجن ہیٹر بڑے پیمانے پر پوٹاش پروسیسنگ میں استعمال ہوتے ہیں جہاں نمکین پانی میں 85 ڈگری پر 25% میگنیشیم کلورائیڈ (MgCl₂) اور 5% کیلشیم کلورائیڈ (CaCl₂) ہوتا ہے۔ انتہائی مرتکز کلورائد حل اعتدال سے سنکنرن ہے، لیکن گریڈ 2 ٹائٹینیم 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) میں تھرمل سنکچن اور مرحلے کی تبدیلیوں سے بقایا تناؤ کے دباؤ ہوتے ہیں۔ 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 کلورائیڈ برائنز میں قابل اعتماد سروس کے لیے مناسب پوسٹ-ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ کی وضاحت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
**کلورائڈ کا طریقہ کار-ٹائٹینیم HAZ میں حوصلہ افزائی SCC**
ٹائٹینیم میں کلورائڈ-حوصلہ افزائی ایس سی سی ایک فلم-ٹوٹنے کے طریقہ کار کے ذریعے ہوتا ہے۔ غیر فعال TiO₂ 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 ٹائٹینیم کے HAZ میں موٹے الفا دانوں کے ساتھ ایک تبدیل شدہ مائکرو اسٹرکچر ہے اور، کولنگ ریٹ، ممکنہ بیٹا فیز یا مارٹینائٹ پر منحصر ہے۔ یہ مائیکرو اسٹرکچر پیرنٹ میٹل کے مقابلے ایس سی سی کے لیے زیادہ حساس ہے کیونکہ اس میں اندرونی دباؤ زیادہ ہے اور اناج کی حد زیادہ ہے۔ گرم MgCl₂ برائنز میں گریڈ 2 ٹائٹینیم میں SCC شروع کرنے کے لیے تھریشولڈ تناؤ تقریباً 80–100 MPa ہے۔ اس حد کے نیچے، نمائش کے وقت سے قطع نظر کوئی SCC نہیں ہوتا ہے۔ چونکہ-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**
گریڈ 2 ٹائٹینیم ٹیوبوں (12 ملی میٹر OD، 1.2 ملی میٹر وال) کا استعمال کرتے ہوئے خود کار TIG ویلڈز (مکمل دخول، کوئی فلر) کے ساتھ 25% MgCl₂، 5% CaCl₂ 85 ڈگری پر مختلف پوسٹ کے ساتھ ڈبو کر کنٹرول ٹیسٹ
| 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|400 - 600|8 - 15|0.45 - 0.65|بیس لائن |
| کم-درجہ حرارت کشیدگی سے نجات (300 ڈگری، 2 گھنٹے)|130 - 170|700 - 1,100|4 – 8|0.30 - 0.45|40 - 50% |
| معیاری تناؤ سے نجات (480 ڈگری، 2 گھنٹے)|70 - 100|2,500 - 4,000|1 – 3|0.08 - 0.15|75 - 85% |
| 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 اوپر کے بقایا دباؤ کے ساتھ ویلڈڈ ٹیوبیں 600 گھنٹوں کے اندر ٹوٹ جاتی ہیں۔ 2 گھنٹے کے لیے 550 ڈگری پر تناؤ سے نجات بقایا تناؤ کو 30–60 MPa، 80–100 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**
ٹائٹینیم کے تناؤ سے نجات کے لیے بگڑے ہوئے خطوں کے لیے دوبارہ تشکیل دینے کی حد سے اوپر لیکن بیٹا ٹرانسس سے نیچے درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے (گریڈ 2 ٹائٹینیم کے لیے تقریباً 880–900 ڈگری)۔ 550 ڈگری پر، بازیابی کا عمل بغیر کسی ری-کرسٹالائزیشن کے 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 اناج کی نشوونما کا سبب بن سکتا ہے اور مکینیکل طاقت کو کم کر سکتا ہے۔ 550 ڈگری، 2 گھنٹے کا علاج طاقت یا لچک 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 | 2,500 – 4,000 | 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|4,000 - 6,000|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)|500 - 1,000|صرف عارضی سروس کے لیے قابل قبول |
**پوسٹ{{0}ویلڈ ہیٹ ٹریٹمنٹ** کے لیے عملی تحفظات
ٹائٹینیم ہیٹر کوائلز 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 1000 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 ٹائٹینیم وسرجن عناصر کے لیے 85 ڈگری پر، ٹیوب کی HAZ بقایا تناؤ کی سطح براہ راست کلورائڈ-حوصلہ افزائی SCC فریکوئنسی سے منسلک ہوتی ہے۔ جیسا کہ- ویلڈڈ ٹیوبیں 180–240 MPa کے بقایا دباؤ کے ساتھ 400–600 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، جو 80–100 MPa SCC کی حد سے نیچے ہے، اور 8000 گھنٹے سے زیادہ کی مفت سروس فراہم کرتی ہے – 10× سے زیادہ کی زندگی کی توسیع۔ پوٹاش پروسیسنگ کے لیے ٹائٹینیم ہیٹر کی وضاحت کرنے والے انجینئرز کو نمکین پانی کے سامنے آنے والے تمام ویلڈڈ جوڑوں کے لیے لازمی تفصیلات کے طور پر 550 ڈگری پر 2 گھنٹے کے لیے 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۔
