Le décapage après-soudure dans un mélange d'acide nitrique-fluorhydrique (20 % de HNO₃ + 3 % de HF) élimine la couche de boîtier alpha-enrichie en oxygène-des soudures en titane. Un court cornichon de 5 minutes élimine 10 à 20 µm de matériau, laissant une partie du boîtier alpha- intact. Un cornichon plus long de 20 minutes supprime 40 à 80 µm, éliminant complètement le cas alpha-. Dans 10 % d'acide citrique à 80 degrés, la résistance à la corrosion caverneuse s'améliore avec l'élimination de l'alpha-cas. Les tubes entièrement décapés (20 minutes) ont un temps d'initiation des crevasses 5 fois plus long que les tubes légèrement décapés (5 minutes). Le boîtier alpha-est fragile et anodique par rapport au métal de base, ce qui en fait un site privilégié pour les attaques par crevasses.

Le mécanisme d'élimination des boîtiers Alpha-et d'amélioration de la corrosion caverneuse

Pendant le soudage, l'oxygène se diffuse dans la surface du titane, formant une couche de boîtier alpha-qui est plus dure et plus cassante que le métal de base. Cette couche a des propriétés électrochimiques différentes et est plus sensible à la corrosion caverneuse. Le décapage dans HNO₃/HF dissout uniformément la couche de cas alpha-. L'élimination complète restaure la surface à la composition métallique de base et élimine les sites d'attaque préférentiels. Des temps de décapage plus longs garantissent le retrait même des contre-dépouilles de soudure et des passes de racine où l'accès est limité.

Alpha quantitatif-Élimination des cas et résistance aux crevasses en fonction du temps de décapage

Des tests contrôlés sur des soudures en titane de grade 2 décapées dans 20 % de HNO₃ + 3 % HF à 50 degrés, suivis d'une immersion dans 10 % d'acide citrique à 80 degrés, ont établi ce qui suit. À 0 minute de décapage (comme-soudé), la profondeur d'enlèvement du boîtier alpha-est de 0 µm, le boîtier alpha-résiduel est de 50 à 150 µm et le temps d'initiation des fissures est de 100 à 200 heures. Après un décapage de 5 minutes, la profondeur d'enlèvement est de 10 à 20 µm, le cas alpha - résiduel est de 30 à 130 µm et le temps d'initiation est de 200 à 500 heures. À 10 minutes, la profondeur d'élimination est de 20 à 40 µm, le cas alpha- résiduel est de 10 à 110 µm et le temps d'initiation est de 400 à 1 000 heures. À 15 minutes, la profondeur d'élimination est de 30 à 60 µm, le cas alpha- résiduel est de 0 à 90 µm et le temps d'initiation est de 600 à 1 500 heures. À 20 minutes, la profondeur d'élimination est de 40 à 80 µm, le cas alpha- résiduel est de 0 à 50 µm et le temps d'initiation est de 800 à 2 000 heures. À 30 minutes, la profondeur d'élimination est de 60 à 120 µm, le cas alpha- résiduel est de 0 µm et le temps d'initiation est de 1 000 à 2 500 heures.

Influence de la concentration et de la température de l'acide citrique sur les avantages du décapage

L’avantage d’un décapage plus long augmente avec la concentration et la température de l’acide citrique. À 5 % d'acide citrique et à 80 degrés, la prolongation de la durée de vie des crevasses de 20 minutes contre . 5 minutes de décapage est de 3 ×. À 10 % d’acide citrique et 80 degrés, l’extension est de 4 à 5×. À 15 % d’acide citrique et 80 degrés, l’extension est de 5 à 6×. À 10 % d'acide citrique et 100 degrés, l'extension est de 6 à 8 ×. Des concentrations d'acide et des températures plus élevées sont plus agressives, ce qui rend l'élimination du boîtier alpha- plus critique.

Après-Guide de sélection du temps de décapage des soudures pour le service à l'acide citrique

Le tableau suivant fournit des recommandations pour le temps de décapage après-soudage pour les éléments chauffants en titane de grade 2 dans de l'acide citrique à 10 % à 80 degrés, en fonction de la résistance souhaitée à la corrosion caverneuse.

Ingénierie au-delà du contrôle du temps de décapage

La qualité du titane affecte le taux de décapage. Le grade 7 se décape à un rythme similaire à celui du grade 2. L'épaisseur de la paroi doit être suffisante pour compenser la perte de métal due au décapage ; il reste 1,44 mm dans une paroi de 1,5 mm avec un retrait de 60 µm, ce qui est acceptable. La température du bain de décapage doit être maintenue à 50 degrés ± 5 degrés ; des températures plus élevées accélèrent le retrait mais risquent un -décapage excessif. La concentration d'HF doit être contrôlée ; Un HF plus élevé augmente le taux d'élimination mais augmente également le risque d'absorption d'hydrogène. Après le décapage, le tube doit être soigneusement rincé pour éliminer les résidus acides. La suppression du cas alpha- peut être vérifiée par des tests de microdureté ; une dureté superficielle inférieure à 250 HV indique un retrait complet.

Faire une spécification éclairée

Pour un tube chauffant en titane soudé et destiné à 10 % d'acide citrique à 80 degrés, spécifiez un temps de décapage après-soudage de 20 minutes dans 20 % HNO₃ + 3% HF à 50 degrés pour obtenir un retrait complet du boîtier alpha-. Pour des applications moins exigeantes (température ou concentration plus faible), 10 minutes peuvent suffire. Pour un service critique, spécifiez 30 minutes. Vérifiez l'élimination du boîtier alpha-en mesurant la dureté de la surface ; une dureté inférieure à 250 HV indique un succès. Rejeter les tubes qui présentent une décoloration bleue ou grise résiduelle après le décapage. En contrôlant le temps de décapage après-soudage à 20 minutes, l'ingénieur élimine la couche de boîtier alpha-et améliore la résistance à la corrosion caverneuse d'un facteur 5 en service à l'acide citrique.