Ruostumattoman 316-teräksen erilaisten korroosiovauriotapojen joukossa jännityskorroosiohalkeilu (SCC) on yksi vaarallisimmista muodoista. Toisin kuin tasainen korroosio ja pistekorroosio, jotka kehittyvät vähitellen, jännityskorroosiohalkeilu tapahtuu usein äkillisesti, eikä sillä ole ilmeisiä merkkejä alkuvaiheessa. Kun se tapahtuu, se johtaa nopeasti putken repeämiseen ja vuotamiseen, mikä voi aiheuttaa vakavia tuotantoonnettomuuksia. SCC:n mekanismin ja esiintymisolosuhteiden ymmärtäminen ja kohdennettujen ennaltaehkäisevien toimenpiteiden toteuttaminen on ratkaisevan tärkeää 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysjärjestelmän turvallisen toiminnan kannalta.
Jännityskorroosiohalkeilu vaatii kolme välttämätöntä ehtoa samanaikaisesti: herkkä materiaali, spesifinen syövyttävä väliaine ja riittävä vetojännitys. Mikään niistä ei ole välttämätön. 316 austeniittiselle ruostumattomalle teräkselle tyypillisin SCC-ympäristö on kloridi-ionien ja korkean lämpötilan yhdistelmä. Kun lämpötila ylittää 60 astetta ja liuos sisältää tietyn pitoisuuden kloridi-ioneja, vetojännityksen alainen ruostumaton teräs 316 on altis kloridijännityskorroosiohalkeilulle. Mitä korkeampi lämpötila ja korkeampi kloridipitoisuus, sitä nopeampi krakkausnopeus. Lisäksi ympäristöt, kuten korkea-alkaliliuos ja rikkivety, voivat myös aiheuttaa austeniittisen ruostumattoman teräksen SCC:tä.
SCC:tä aiheuttava vetojännitys tulee useista lähteistä. Ensinnäkin valmistusprosessien, kuten kylmäveto, taivutus ja hitsaus, aikana syntyvä jäännösjännitys muodostaa yleensä suurimman osan. Hitsauksen jäännösjännitys on yleisin SCC:n syy hitsien lähellä. Toiseksi käytön aikana syntyvä käyttöjännitys, kuten lämpötilan muutosten aiheuttama lämpöjännitys, putken nesteen painejännitys jne. Kolmanneksi virheellisen asennuksen ja pakkoasennuksen aiheuttama asennusjännitys. Niin kauan kuin vetojännitys ylittää tietyn kynnyksen, siitä voi tulla SCC:n käyttövoima syövyttävien väliaineiden vaikutuksesta.
Jännityskorroosiohalkeilulla on tyypillisiä morfologisia ominaisuuksia. Halkeamat ovat enimmäkseen haarautuneita, ja ne ulottuvat raerajaa pitkin (rakeiden välinen SCC) tai tunkeutuvia rakeita (transgranular SCC). Murtuma on hauras ilman selvää plastista muodonmuutosta, ja putki katkeaa äkillisesti ilman varoitusta. Sijainnin suhteen SCC:tä esiintyy usein hitsin lämmön-vaikutusalueilla, taivutusasennoissa ja paikoissa, joissa on suuri jäännösjännitys, mikä eroaa suuresti koko pinnalla esiintyvästä tasaisesta korroosiosta.
Jännityskorroosiohalkeilun eston tulisi alkaa useista linkeistä. Ensinnäkin materiaalin valinnassa - käytetään vähähiilistä 316L tai korkea-molybdeenipitoista superausteniittista ruostumatonta terästä tai vaihda suoraan duplex-ruostumattomaan teräkseen tai titaanimateriaaliin vaikeissa olosuhteissa. Duplex ruostumattomalla teräksellä on paljon parempi SCC-kestävyys kuin 316 austeniittisella ruostumattomalla teräksellä. Toiseksi jännityksenhallinta - ottaa käyttöön jännityksenpoistohehkutuksen hitsauksen ja kylmätyöstön jälkeen jäännösjännityksen poistamiseksi; optimoida rakennesuunnittelu jännityksen keskittymisen välttämiseksi; standardoi asennus pakollisen kokoonpanon välttämiseksi. Kolmanneksi väliaineen hallinta - vähentää kloridi-ionipitoisuutta väliaineessa, säätelee happipitoisuutta ja lisää korroosionestoaineita asianmukaisesti. Neljänneksi lämpötilan säätö - vältä pitkäkestoista-käyttöä korkealla-herkällä lämpötila-alueella 100–250 astetta niin paljon kuin mahdollista.
Taulukko 1 Avaintekijät, jotka vaikuttavat ruostumattoman teräksen 316 SCC:hen ja ehkäisyyn
表格
| Vaikutustekijä | Toimintamekanismi | Ennaltaehkäisytoimenpide |
|---|---|---|
| Kloridi-ionipitoisuus | Nopeuttaa passiivisen kalvon hajoamista ja halkeamien leviämistä | Kontrolloi Cl⁻-pitoisuus, käytä demineralisoitua vettä |
| Lämpötila | SCC-nopeus kasvaa eksponentiaalisesti lämpötilan myötä | Alenna käyttölämpötilaa, vältä 100–250 asteen herkkyyttä |
| Jäljellä oleva vetojännitys | Tarjoaa voiman halkeamien leviämiseen | Jännitystä vähentävä hehkutus hitsauksen/muovauksen jälkeen |
| Kylmätyö ja hitsaus | Ota käyttöön suuri jäännösjännitys, herkistää rakenne | Käytä 316 litraa, jälki-hitsauksen lämpökäsittely |
| Happipitoisuus | Kiihdyttää katodireaktiota ja halkeamien kasvua | Poista hapetus alustasta, lisää inhibiittoreita |
| Materiaaliluokka | Austeniittinen ruostumaton teräs on SCC-herkkä | Päivitä duplex-teräkseksi tai titaaniksi korkean riskin skenaarioita varten |
Kattava esto materiaalin, jännityksen ja väliaineen mittojen perusteella voi tehokkaasti välttää 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken jännityskorroosiohalkeilun riskin.
