316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken korroosio on pohjimmiltaan sähkökemiallinen prosessi. Sähkökemiallisen korroosiomekanismin ymmärtäminen ja kohdennettujen suojatoimenpiteiden toteuttaminen voivat parantaa tehokkaasti lämmitysputkien käyttöikää ankarissa ympäristöissä. Katodisuojausta tärkeänä sähkökemiallisena korroosionestoteknologiana käytetään laajalti meritekniikassa ja petrokemian teollisuudessa, ja sitä voidaan soveltaa myös 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin lämmitysjärjestelmiin tietyissä olosuhteissa.
Sähkökemiallisen korroosion perusperiaate on, että metalli muodostaa korroosioakun elektrolyyttiliuoksessa. Metallipinnalla on samanaikaisesti mikro-anodi- ja mikro-katodialueet. Anodilla rautaatomit menettävät elektroneja ja muuttuvat rautaioneiksi liuenneiksi liuokseen, mikä on korroosioprosessi; katodilla happi- tai vetyionit saavat elektroneja ja läpikäyvät pelkistysreaktioita. 316 ruostumattomassa teräksessä passiivinen kalvo voi estää anodireaktion ja hidastaa korroosion nopeutta. Mutta kun kloridi-ionit tuhoavat passiivikalvon paikallisesti, vaurioituneeseen kohtaan muodostuu pieni anodi{7}}suuri katodikorroosioakku, mikä johtaa pistekorroosion nopeaan kehittymiseen.
Yleisiä 316-lämmitysputkiin liittyviä sähkökemiallisia korroosiomuotoja ovat pistekorroosio, rakokorroosio ja galvaaninen korroosio. Pistekorroosio on yleisin, mikä johtuu passiivisen kalvon paikallisesta hajoamisesta kloridi-ionien vaikutuksesta; rakokorroosiota esiintyy enimmäkseen hitseissä, laipoissa ja kerrostumisaukoissa, mikä on olennaisesti happipitoisuuden eron aiheuttamaa tukkeutunutta akun korroosiota; galvaaninen korroosio tapahtuu, kun ruostumaton 316-teräs on sähköisessä kosketuksessa elektrolyytissä olevien metallien kanssa, joilla on pienempi korroosiopotentiaali (kuten hiiliteräs). Tällä hetkellä alhaisemman potentiaalin hiiliteräksestä tulee anodi ja se kiihdyttää korroosiota, kun taas katodina suojattu ruostumaton teräs 316.
Katodinen suojaus on korroosionesto{0}}teknologiaa, joka estää anodireaktion kohdistamalla katodista virtaa metallipintaan, jolloin koko metallipinnasta tulee katodi. On olemassa kaksi pääasiallista toteutusmenetelmää: uhrautuva anodimenetelmä ja impressed current -menetelmä. Uhrautuva anodimenetelmä yhdistää metallit, joilla on negatiivisempi potentiaali (kuten sinkkilohkot ja alumiinilohkot) suojattuun metalliin, ja uhrautuva anodi syöpyy ensisijaisesti suojavirran aikaansaamiseksi; painevirtamenetelmä tarjoaa suojavirran ulkoisen tasavirtalähteen ja apuanodin kautta.
316 ruostumattomasta teräksestä valmistettujen lämmitysputkien katodisuojaus soveltuu pääasiassa meriveteen ja ympäristöihin, joissa on paljon kloridia, ja sitä käytetään ylimääräisenä korroosionestotoimenpiteenä. On kuitenkin huomattava, että ruostumattomalla teräksellä on vetyhaurastumisen riski liiallisessa katodisuojauksessa, ja suojauspotentiaalia tulee hallita kohtuullisella alueella, ei liian negatiivisella tasolla. Lisäksi katodisuojaus on tehokkain tasaisessa korroosiossa, ja sillä on rajallinen vaikutus rakokorroosion estämiseen. Sitä tulee käyttää yhdessä muiden-korroosionestotoimenpiteiden kanssa.
Käytännön sovelluksissa tulee kiinnittää enemmän huomiota galvaanisen korroosion välttämiseen, joka aiheutuu väärästä materiaalisovituksesta. Kun 316-lämmitysputkia asennetaan hiiliterässäiliöihin, eristystoimenpiteitä tulee tehdä kosketuskohdissa suoran sähkökosketuksen välttämiseksi, muuten säiliön seinämä kiihdyttää korroosiota galvaanisen vaikutuksen vuoksi.
Taulukko 1 Ruostumattoman teräksen 316 yleiset sähkökemialliset korroosiotyypit ja suojausmenetelmät
表格
| Korroosiotyyppi | Sähkökemiallinen mekanismi | Korkean{0}}riskin skenaario | Suojatoimenpide |
|---|---|---|---|
| Pistekorroosio | Paikallinen passiivikalvon rikkoutuminen, pieni anodi{0}}suuri katodiakku | Korkea kloridi, korkea lämpötila | Paranna pinnan laatua, säätele Cl-pitoisuutta |
| Rakokorroosio | Happikonsentraatiokenno kapeassa raossa | Hitsaukset, laipat, alle{0}}lasketut alueet | Optimoi rakenne, pienennä rakoja, kiillota hitsit |
| Galvaaninen korroosio | Erilaiset metallikontaktit muodostavat makroakun | Kosketus hiiliteräksen, eri materiaalien kanssa | Eristyseristys, kohtuullinen materiaalisovitus |
| Rakeiden välinen korroosio | Kromin loppuminen raerajoilla | Hitsauslämmön{0}}vaikutusalue, keskilämpötila | Käytä 316L, liuoskäsittely |
| Stressikorroosiohalkeilu | Vetojännitys + spesifinen syövyttävä väliaine | Korkea lämpötila + korkea kloridi + stressi | Vähennä jäännösjännitystä, päivitä materiaalia |
Sähkökemiallisen korroosiomekanismin ymmärtäminen ja tieteellisten suojatoimenpiteiden toteuttaminen voivat parantaa tehokkaasti 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken huoltovarmuutta.
