بررسی علل و مکانیزم تخریب لوله های تشعشعی از جنس اینکونل 601 در کوره های آنیل

در این تحقیق علل و مکانیزم های تخریب زود هنگام لوله های تشعشعی کوره آنیل پیوسته شرکت فولاد مبارکه - از جنس سوپرآلیاژ اینکونل 601 - بررسی شده است . مشاهدات نشان داد که نواحی تخریب در این لوله ها اکثراً مشابه است اما از نظر میزان و نحوه تخریب متفاوت هستند.مطالعات ریز ساختاری نشان دادکه با نزدیک شدن به ناحیه تخریب مقدار و اندازه رسوبات کاربیدی در مرزدانه ها و در زمینه آستنیتی افزایش یافته و در ناحیه مجاور منطقه تخریب رسوبات کاربیدی با یک شبکه پیوسته در مرز دانه ها مشاهده شد. ساختار اخیر نتیجه قرار گیری این ناحیه بمدت طولانی در دمای بیش از حد (c°1150-1050) می باشد .این ساختار باعث ترد شدن آلیاژ و مستعد شدن به ترک خوردگی در امتداد رسوبات می گردد. در این شرایط چگونگی گسترش ترک های خزشی اهمیت پیدا می کند. بنابراین درادامه این مطالعه پس از بررسی های اولیه، ترکهایی در نمونه تهیه شده از ناحیه مجاور به منطقه تخریب، توسط دستگاه اریکسن ایجاد شد و نحوه پیشرفت ترک ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین سطح شکست بدست آمده از آزمون کشش نمونه سالم نیز مطالعه شد. برای ارزیابی توزیع سختی، از آزمایش ریزسختی سنجی استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که ترک ها در امتداد رسوبات مرزدانه ای گسترش یافته اند. با این وجود سطح شکست نمونه سالم نشان دهنده شکست نرم ماده می باشد. نتایج ریزسختی سنجی نیز اختلاف زیاد بین زمینه و رسوبات را نشان می دهد. این حالت منجر به گسترش ترک در امتداد رسوبات سخت موجود در زمینه نرم می گردد.همچنین با استفاده از شبیه سازی ،تاثیر افزایش دما بر تغییر شکل، جابجایی و همچنین میزان گستردگی ناحیه مستعد به تخریب در شرایط کاری ، نیزبررسی شد . نتایج شبیه سازی نشان دهنده آن است که ناحیه تخریب شده در لوله های تشعشعی مستعد به خزش دمای بالا است.علاوه بر این، مطا بق طراحی فعلی خمش لوله های تشعشعی به علت وزن ، در شرایط کاری اجتناب ناپذیر می باشد . تخریب لوله عمدتا درنتیجه خزش و ایجاد خمش در طول لوله و اکسیداسیون دمای بالا ، اتفاق می افتد. اما با توجه به مقاومت بالای سوپر آلیاژ اینکونل 601 در برابر عوامل یاد شده می توان گفت ، شروع زود هنگام تخریب و پیشرفت سریع آن در اثر عیوب طراحی ،ایجاد تغییر شکل پلاستیک( در حالت گرم) وخزش تسریع یافته ، می باشد.