Mitä eroja on saumattomien ja hitsattujen ruostumattomasta teräksestä valmistettujen 316 sähköisten lämmitysputkien korroosionestovauriomekanismeissa?
316 ruostumattomasta teräksestä valmistettua sähkölämmitysputkea jaetaan pääasiassa saumattomiin putkiin ja hitsattuihin putkityyppeihin teollisessa tuotannossa ja sovelluksissa. Vaikka molemmat noudattavat standardin 316 materiaalikoostumusparametreja, niiden todellinen korroosionesto-vakavuus ja vikatilat vaihtelevat suuresti syövyttävässä märässä teollisuusympäristössä. Monet valmistus- ja kemianyritykset korvaavat sokeasti hitsatut putket saumattomilla putkilla hankintakustannusten alentamiseksi ottamatta huomioon prosessointitekniikan aiheuttamia luontaisia rakenteellisia eroja, jotka johtavat usein lämmityslaitteiden varhaiseen korroosiovuotoon. Saumattomien ja hitsattujen ruostumattomasta teräksestä valmistettujen 316-kuumennusputkien välisten erottuvat -korroosionestovikamekanismit on välttämätöntä tarkan mallin valinnan, vikojen syyanalyysin ja kohdistetun korroosionesto
Saumattomat 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetut lämmitysputket on muodostettu kiinteästi kuumavalssaus- ja kylmävetoprosesseilla ilman toissijaista hitsausjatkosta. Metallin yleinen rakenne on tasainen ja tiivis, ja siinä on tasainen rakeiden jakautuminen eikä paikallisia rakenteellisia vikoja. Putken pinnalle muodostuva luonnollinen kromi-rikas passiivinen kalvo tarjoaa täydelliset ja jatkuvat ominaisuudet, mikä tarjoaa vakaan suojan kloridi-ioneja, happamia väliaineita ja kosteaa ympäristöä vastaan. Sen korroosiovaurio liittyy enimmäkseen tasaiseen ja hitaasti etenevään korroosioon, joka ilmenee putken seinämän yleisenä lievänä ohenemisena pitkän{5}}käytön jälkeen. Paikallisia äkillisiä pistesyöpymiä tai tunkeutuvia vuotoja ei esiinny alku- ja keskivaiheessa, mikä varmistaa vakaan ja ennustettavan käyttöiän jatkuvassa teollisuuden lämmitysskenaariossa.
Sitä vastoin hitsatuissa ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa 316-lämmitysputkissa on ilmeisiä rakenteellisia heikkoja vyöhykkeitä hitsaussaumoissa, joista tulee erokorroosiovaurioiden keskeinen lähde. Korkean -lämpötilojen hitsausprosessin aikana metallin mikrorakenne hitsauslämmön-vaikutusvyöhykkeellä käy läpi raekarkenemista ja komponenttien segregaatiota, mikä johtaa kromikarbidin saostumiseen rakeiden rajoilla. Tämä ilmiö aiheuttaa paikallista kromivajetta, joka vahingoittaa vakavasti passiivikalvon jatkuvuutta ja muodostaa sähkökemialliselle korroosiolle herkkiä alueita. Syövyttävässä väliaineessa hitsaussauman alue muodostaa mikrogalvaanisen kennon, jossa on normaali putkirunko, jossa sauma toimii anodina ja syöpyy ensisijaisesti muodostaen lopulta paikallisia pistesyöpymiä ja tunkeutuvia vuotoja.
Näiden kahden putkityypin välillä on myös merkittäviä eroja väsymiskorroosiovauriomekanismeissa lämpökiertoolosuhteissa. Teollisuuden lämmitysputket läpikäyvät usein vuorotellen lämmityksen ja jäähdytyksen, mikä johtaa ajoittain lämpörasitukseen. Saumattomien putkien rakenteellinen jännitysjakauma on tasainen, eikä niissä ole jännityksen keskittymispisteitä, joten passiivikalvo säilyttää vakaan suorituskyvyn pitkäaikaisessa -lämpöväsymyksessä. Hitsatut putket säilyttävät kuitenkin jäännöshitsausjännityksen saumakohdassa, ja lämpökierto laukaisee helposti mikro-halkeaman etenemisen lämmön{5}}vaikutusalueilla. Syövyttävät aineet tunkeutuvat sisäänpäin mikro-halkeamia pitkin, mikä kiihdyttää rakokorroosiota ja johtaa nopeaan paikalliseen vikaan, mikä on tärkein syy hitsattujen lämpöputkien lyhyempään käyttöikään syklisissä työoloissa.
Nopeutetut korroosiovertailutestit vahvistavat edelleen kahden putkityypin väliset suorituskykyerot. 900 tunnin suolasuihku- ja vuorottelevien märkätestien jälkeen saumattomat 316-lämmitysputket osoittavat vain tasaista pintakorroosiota ilman läpäisyvirheitä, kun taas hitsatut putket tuottavat ilmeistä pistekorroosiota ja sauman halkeilua hitsauskohdissa. Kenttäsovellustiedot osoittavat, että saumattomien lämmitysputkien keskimääräinen käyttöikä -kloridipitoisissa jätevesiympäristöissä on yli kaksi kertaa hitsattujen tuotteiden käyttöikä. Lievässä korroosiotilanteessa hitsatut putket voivat täyttää peruskäyttövaatimukset, kun taas vaikeassa vuorotellen kuumassa ja kosteassa syövyttävässä ympäristössä on käytettävä saumattomia putkia äkillisten laitevikojen välttämiseksi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että rakenteellinen tasaisuus ja hitsausvirheiden ero johtavat täysin erilaisiin saumattomien ja hitsattujen ruostumattomasta teräksestä valmistettujen 316-lämmitysputkien korroosionestovauriomekanismeihin. Saumattomat putket kärsivät hitaasta tasaisesta korroosiosta, kun taas hitsatut putket ovat alttiita paikalliselle ensisijaiselle korroosiolle hitsaussaumoissa ja lämmön{3}}vaikutusalueilla. Teollisissa sovelluksissa tulee valita putkityypit korroosion vakavuuden mukaan, muotoilla kohdennettuja korroosionestostrategioita hitsatuille putkille, kuten hitsin passivointivahvistukseen ja jännityksenpoistokäsittelyyn, sekä sovittaa tuotetyypit kohtuudella työolosuhteisiin, jotta voidaan parantaa korroosionestolämmitysjärjestelmien yleistä toimintavarmuutta ja vähentää suunnittelemattomia sammutushäviöitä.
