Kun 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettua lämmitysputkea käytetään pitkään-korkean-lämpötiloissa aerobisissa olosuhteissa, kompakti kromi-rikas passiivinen kalvo ulkopinnalla hapettuu vähitellen, paksuuntuu, halkeilee ja irtoaa. Tuore perusmetalli reagoi jatkuvasti hapen kanssa ja muodostaa irtonaista rauta-kromioksidihilsettä. Lämpökierron ja keskihankauksen alaisena oksidikerros hilseilee levyiksi aiheuttaen jatkuvaa putkilinjan seinämän ohenemista. Liiallinen kattila heikentää lämmönsiirtotehokkuutta, tukkii putkistojen kulkureittejä ja jopa laukaisee paikallisen ylikuumenemisen, lävistyksen ja lämmitysputkien vuotamisen. Tällaisia korkean lämpötilan-hapetusvaurioita esiintyy yleensä lämmityslaitteissa, jotka ovat alttiina kuumalle ilmalle, savukaasuille ja avoimelle lämpöympäristölle.
1. Korkean lämpötilan-hapetus- ja hilseilymekanismi
Ohut ja tiheä kromioksidikalvo eristää substraatin hapesta huoneenlämpötilassa. Kun työskentelylämpötila ylittää herkän hapetusalueen, metalli-ionien ja happiatomien diffuusionopeus nousee jyrkästi. Kromielementit kulkeutuvat ulospäin muodostaen oksidikalvon, mutta kalvo paksunee ja menettää sitkeyden. Lämpölaajenemisen epäsopivuus oksidikiven ja teräsmatriisin välillä aiheuttaa sisäistä jännitystä, mikä johtaa suojakerroksen halkeilemiseen ja irtoamiseen. Paljastettu teräs käy läpi toissijaisen hapetuksen muodostaen paksukerroksisen ruostekerroksen. Irtonainen oksidikerros ei voi estää hapen tunkeutumista, joten hapettuminen tunkeutuu sisäänpäin kerros kerrokselta ja kuluttaa jatkuvasti putken seinämateriaalia. Sähkökemiallisesta korroosiosta poiketen tämä vika johtuu pääasiassa kemiallisista hapetusreaktioista korkeassa lämpötilassa.
2. Tyypilliset positiot, jotka ovat alttiita hapettumiselle
Lämmitysputkien ulkoseinät suoraan alttiina korkean{0}}lämpöisen kuumalle ilmalle, savukaasuille ja uunin säteilylle;
Korkean{0}}lämpöistä höyryä ja happea-pitoisia prosessiväliaineita kuljettavien putkien sisäseinät;
Hitsaussaumat ja lämpö{0}}vyöhykkeet, joissa on epätasaiset metallografiset rakenteet ja huono hapettumisenkestävyys;
Nesteen tasolinjat kaasu{0}}nesteen vuorottelulla, jossa hapettuminen voimistuu kaasu-vaiheosassa;
Putkiosat ilman ulkoista korroosionestopinnoitetta-, jotka toimivat avoimissa korkeassa{1}}lämpötiloissa pitkään.
3. Tärkeimmät hapettumisvaurioita kiihdyttävät tekijät
Pitkä{0}}käyttölämpötila, joka ylittää ruostumattoman teräksen suositellun jatkuvan käyttölämpötilan 316 °C;
Korkea happi- ja kosteuspitoisuus ympäröivässä ilmakehässä tai sisäisessä väliaineessa;
Toistuva lämpötilan nousu ja lasku, mikä johtaa oksidikalvon toistuvaan lämpörasituksen halkeilemiseen;
Pintanaarmut ja mekaaniset vauriot, jotka tuhoavat alkuperäisen passiivikalvon ja aiheuttavat ensisijaisen hapettumisen;
Säännöllisen kalkinpoistohuollon puute, kertynyt paksu kalkki, mikä pahentaa paikallista ylikuumenemista ja materiaalihävikkiä.
4. Moniulotteiset koko-linkkien ehkäisyn tekniset toimenpiteet
① Rajoita tiukasti{0}}pitkän aikavälin jatkuvaa käyttölämpötilaa
Aseta ylemmän lämpötilan lukitus välttääksesi pitkäaikaisen yli{0}}lämpötilojen käytön materiaalin hapettumisenestorajan -ylipuolella.
② Sulje ulkoinen ympäristö happikontaktin katkaisemiseksi
Kääri lämpöeristys ja hapettumisenesto{0}}verhous ulkoseinille ilman ja savukaasujen eroosion eristämiseksi.
③ Lisää hapettumisenestoaineita prosessiväliaineisiin
Ruiskuta pelkistäviä aineita vähentämään liuennutta happea putkistojen sisällä ja hidastamaan sisäisiä hapettumisreaktioita.
④ Suorita määräajoin kemiallinen peittaus ja kalkinpoisto
Poista paksu oksidihilse säännöllisesti lämmön kertymisen ja matriisin lisäkorroosion estämiseksi.
⑤ Suorita pinnan passivointikäsittely ennen käyttöönottoa
Muodosta yhtenäinen tiheä kromi-rikas oksidikalvo parantaaksesi alkuperäisen korkean-lämpötilan hapettumiskestävyyttä.
5. Ennaltaehkäisyvaikutusten vertailutaulukko
表格
| Palvelun tila ja suojaustila | Hapettumisen hilseilyriski | Suositeltu optimointisuunnitelma |
|---|---|---|
| Paljas putki + avoin korkean lämpötilan -aerobinen ympäristö | Nopea paksu hilseily ja seinämien oheneminen | Lisää ulkoverhous ja käytä lämpötilarajan säätöä välittömästi |
| Pinnan passivointi + lämpötilan säätö + säännöllinen kalkinpoisto | Tehokkaasti hidastaa hapettumisen kertymistä | Vakiokäyttö- ja huoltospesifikaatio |
| Tiivistetty eristyspäällyste + keskimääräinen hapettumisenestokäsittely | Minimaalinen korkean lämpötilan-hapetuskyky | Ensisijainen järjestelmä pitkäaikaisiin-korkean-lämpötilojen työolosuhteisiin |
Johtopäätös
316 lämmitysputken korkean lämpötilan-hapettuminen johtuu hapen ja metallielementtien nopeutuneesta diffuusiosta korkeassa lämpötilassa, mikä aiheuttaa jatkuvaa oksidikerrosten kasvua ja kuoriutumista sekä matriisimateriaalin kulumista. Keskeisiä ohjausmenetelmiä ovat käyttölämpötilan rajoittaminen hapettumiskinetiikan vähentämiseksi, hapen eristäminen suljetulla suojalla, liuenneen hapen poistaminen väliaineista, passiivisen kalvon eheyden ylläpitäminen ja kertyneen kalkkikiven säännöllinen poistaminen. Kattava toimintaparametrien hallinta, ulkoinen suojaus ja rutiinihuolto voivat pohjimmiltaan välttää lämmitysputkien vauriot, jotka johtuvat pitkäaikaisesta-korkean lämpötilan hapetuksesta.
