Por que um aquecedor de imersão de titânio com ponta de solda polida (fator de concentração de tensão<1.2) Outlast an As-Welded Joint (SCF >3) por um fator de 5 em um sistema de proteção catódica de água salgada de 90 graus?

A corrosão e a fragilização por hidrogênio atacam os aquecedores de titânio em um sistema de proteção catódica de água salgada de 90 graus. A região da ponta da solda é um local de concentração significativa de tensão. Como-as juntas soldadas têm um fator de concentração de tensão (SCF) de 3-5, os dedos da solda polidos reduzem o SCF para<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.

Fator de concentração de estresse versus vida de fadiga quantitativa

Para titânio Grau 2 em água do mar a 90 graus com proteção catódica (-0,85 V vs Ag/AgCl):

Condição da ponta da solda SCF dá ciclo até o início da rachadura com referência a como{0}soldado
Como-soldado, entalhe afiado 4-5 10.000-30,000 1 X Como soldado, média 3-4 20.000-50,000 1.5 X
Solo liso 1.5-2 50.000-150,000 3x
Polido (mecânico) 80.000-200,000 1.2-1.5 4x
Eletropolido (SCF <1,2)<1.2 150,000-300,000 5-7x Effect of Cathodic Protection Potential on SCF Impact

Potencial CP (V vs. Ag/AgCl)Vida (ciclos) As-Taxa de vida soldada Vida polida (ciclos) -0.80 100.000–200,000 500.000–1.000,000 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× Guia para acabamento de ponta de solda

Gravidade do Serviço|Acabamento de solda necessário|Meta SCF|Melhoria esperada da vida em fadiga
Ciclo baixo (<10,000 total)As welded <4 1x
Ciclo moderado (10.000 a 50.000) Solo liso<2 3×
Ciclo alto (50.000-200.000)Polido 4x<1.5
Very high cycle (>200.000)Eletropolido<1.2 5-7x Engineering Recommendation

Aquecedores de titânio em água salgada com proteção catódica a 90 graus têm todos os dedos soldados retificados e eletropolidos para produzir SCF<1.2. The engineer reduces the stress concentration, and thereby improves the fatigue life by a factor of 5 over as-welded joints.