316 ruostumattomasta teräksestä valmistetut lämmitysputket käyvät usein kylmätaivutusmuovauksen läpi sopeutuakseen erilaisiin teollisuuden lämmityslaitteiden asennusasetelmiin. Taivutusprosessissa kohtuuttomat prosessiparametrit aiheuttavat pieniä mikro-halkeamia putken seinämän sisä- ja ulkokaaren pinnoille. Näitä mikro-vikoja on vaikea havaita tavanomaisella silmämääräisellä tarkastuksella, mutta ne toimivat ensisijaisina aloituspaikkoina piste- ja rakokorroosiolle kloridi-rikkaissa, happamissa ja kosteissa syövyttävissä ympäristöissä. Kun syövyttävät aineet tunkeutuvat mikro-halkeamiin, halkeamien sisällä oleva passiivinen kalvo ei pysty korjaamaan itseään loppuun, mikä johtaa paikalliseen sähkökemialliseen korroosioon, joka laajenee vähitellen läpitunkeutuviksi vuotovirheiksi. Monet valmistajat keskittyvät vain mittatarkkuuteen taivutuksen jälkeen, mutta jättävät huomioimatta pinnan mikro{10}vikojen hallinnan, mikä johtaa jyrkästi taivutettujen lämmitysputkien korroosionesto{11}}käyttöikään. Siksi taivutusmuovausprosessin systemaattinen optimointi on välttämätöntä mikrohalkeamien poistamiseksi ja 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken alkuperäisen korroosionkestävyyden säilyttämiseksi.
Taivutuksen aikana syntyvät mikrohalkeamat johtuvat pääasiassa kolmesta sopimattomasta prosessiasetuksesta: liiallisesta taivutusmuodonmuutoksesta, epätasaisista muotin kosketuspinnoista ja kohtuuttomasta aihion pitovoimasta. Kun taivutussäde on liian pieni, ruostumattoman teräsputken ulkokaareen kohdistuu liiallinen vetojännitys, joka ylittää materiaalin muovirajan ja laukaisee transgranulaarisia mikro-halkeamia. Sillä välin karkeat muotit, joissa on naarmuja tai hitsausjäysteitä, puristavat ja naarmuttavat putken pintaa muotoilun aikana, jolloin ulkoseinään muodostuu pieniä lineaarisia mikro-halkeamia. Lisäksi riittämätön aihion pitovoima aiheuttaa putkiaihion paikallista liukumista taivutuksen aikana, mikä johtaa epätasaiseen jännitysjakaumaan ja keskittyneeseen jännitykseen osittaisissa asennoissa, mikä edelleen nopeuttaa piilotettujen mikro{6}}halkeamien muodostumista. Nämä mikroskooppiset viat peittyvät kokonaan alkuperäisellä passiivikalvolla muodostuksen jälkeen, mutta ne kehittyvät nopeasti korroosiokanaviksi, kun ne ovat alttiina syövyttäville työolosuhteille.
Tässä tutkimuksessa ehdotetaan moniulotteista optimointimallia taivutusmuovausprosessille taivutusparametrien asettamisesta, muotin pintakäsittelystä ja apumuovaustekniikasta. Ensinnäkin vähimmäisturvallinen taivutussäde standardoidaan. Perinteisten saumattomien ruostumattomasta teräksestä valmistettujen 316-lämmitysputkien taivutussäteen tulee olla vähintään kolme kertaa putken ulkohalkaisija, mikä hajottaa tehokkaasti vetojännityksen kaaren ulkopinnalle ja välttää liiallisen muodonmuutoksen aiheuttamat vetoluvat mikro-halkeamat. Toiseksi kaikki taivutusmuotit kiillotetaan ja passivoidaan pinnan purseiden ja naarmujen poistamiseksi, ja korkeaa lämpötilaa kestävää voiteluainetta päällystetään tasaisesti muotin ja putken rungon väliselle kosketuspinnalle kitkapursotuksen aiheuttamien vaurioiden vähentämiseksi muotoilun aikana. Kolmanneksi käytetään jatkuvaa aihion pitovoimaa tasaisen jännityksen siirtymisen varmistamiseksi taivutusosassa ja paikallisen jännityksen keskittymisen ja liukumisen muodonmuutosten estämiseksi.
Jäljelle jääneiden pinnan mikro-virheiden poistamiseksi taivutuksen jälkeen lisää taivutuksen jälkeinen-pinnan viimeistely ja aktivointipassivointi. Mikrokiillotus poistaa pienet suulakepuristusnaarmut ja piilevät mikro-halkeamat taivutusalueelta, mitä seuraa peittauksen aktivointi ja uudelleen-passivointikäsittely jatkuvan ja tiheän kromi-rikkaan passiivikalvon palauttamiseksi taivutetulle pinnalle. Tämä prosessi tiivistää mikro-viat, joita ei voida täysin poistaa mekaanisella muotoilulla, ja palauttaa putken pinnan täydellisen korroosionestokerroksen.
Nopeutetut suolasuihkutestitulokset osoittavat, että optimoidulla taivutusprosessilla käsitellyissä lämmitysputkissa ei ole taivutusalueella korroosiokuoppia 1100 tunnin syklisen korroosiotestin jälkeen. Sitä vastoin pienellä säteellä taivutetut tuotteet ja kiillottamattomat muotit kärsivät selvästä paikallisesta pistekorroosiosta taivutuskohdissa jo 550 tunnin kuluttua. Kenttäsovellustiedot osoittavat, että prosessin optimointi vähentää taivutettujen lämmitysputkien korroosiovauriota 72 %. Yhteenvetona voidaan todeta, että standardoitu taivutusparametrien hallinta, korkea-tarkkuus muottikäsittely ja taivutus
