Mitkä tärkeimmät epäpuhtauksien torjunta-indikaattorit tulisi asettaa raaka-aineille, jotta voidaan parantaa 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken pistekorroosionkestävyyttä?
316 ruostumattomasta teräksestä valmistettua sähkölämmitysputkea käytetään laajasti kemiallisessa lämmityksessä, jäteveden käsittelyssä ja meriteollisuudessa niiden peruskloridikorroosionkestävyyden vuoksi. Pistekorroosiovaurioita esiintyy kuitenkin usein korkean suolapitoisuuden ja happamissa teollisuusympäristöissä, jopa pätevien kaupallisten 316 ruostumattomien teräsputkien kohdalla. Suuri määrä vikaanalyysitietoja osoittaa, että useimmat paikalliset pistevauriot eivät johdu riittämättömästä nimellisseoksen koostumuksesta, vaan liiallisista epäpuhtauksista ja komponenttien epätasaisesta erottelusta raakateräsmateriaaleissa. Pienet epäpuhtaussulkeumat muuttuvat sähkökemiallisen korroosion aktivoitumispisteiksi, jotka voivat helposti aiheuttaa passiivisen kalvon hajoamisen ja nopean kuopan laajenemisen kloridi-ionien eroosion vaikutuksesta. Siksi tieteellisten ja tiukkojen raaka-aineiden epäpuhtauksien valvontaindikaattoreiden määrittäminen on perusedellytys 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken pistekorroosionkestävyyden parantamiselle ja niiden pitkäaikaisen -käyttövarmuuden vakauttamiselle.
Perinteisissä 316 ruostumattoman teräksen raaka-ainehankinta- ja tarkastusstandardeissa havaitsemisindikaattorit keskittyvät pääasiassa tärkeimpien seosalkuaineiden, kuten kromin, nikkelin ja molybdeenin, pitoisuuteen, kun taas epäpuhtauksien jäämien valvonta on suhteellisen löysää. Teräksen raaka-aineiden yleisiä haitallisia epäpuhtauksia ovat pääasiassa rikki, fosfori, happi ja jäännösraskasmetallialkuaineet. Rikkielementeistä on helppo muodostaa mangaanisulfidisulkeumia teräksen sulatuksen ja valssauksen aikana. Näillä ei--metallisilla inkluusioilla on huono potentiaalinen yhteensopivuus ruostumattoman teräsmatriisin kanssa, mikä muodostaa mikrogalvaanisia soluja syövyttävissä väliaineissa. Kloridi-ionit syövyttävät jatkuvasti sulkeumien ympärillä olevaa matriisia ja muodostavat lopulta ilmeisiä pistereikiä. Samoin liiallinen fosforipitoisuus heikentää ruostumattoman teräksen raerajaa, tuhoaa passiivisen pinnan jatkuvuuden ja vähentää merkittävästi lämmitysputkien pistekorroosiokynnystä korkean -kloridin ympäristöissä.
Tässä tutkimuksessa on yhteenveto kolmesta ydinepäpuhtauksien torjunta-indikaattorista, jotka sopivat -korroosionestoputkien raaka-aineisiin vertailevien korroosiotestien ja materiaalin mikrorakenneanalyysin avulla. Ensinnäkin rikkipitoisuus tulisi valvoa tiukasti alle 0,008 %:n. Alhainen -rikkisulatus voi vähentää tehokkaasti sulfidisulkeumien muodostumista ja eliminoida pääasiallisen pistekorroosion aiheuttaman lähteen. Toiseksi fosforin raja on asetettu 0,03 %:n sisällä, mikä välttää raerajahaurauden ja fosforin erottumisen aiheuttamat passiiviset kalvon rakenteelliset viat. Kolmanneksi kokonaishappipitoisuus ja jäännösoksidiinkluusioluokka on luokiteltava tiukasti, ja ylisuuret yli 5 μm:n oksidisulkeumat ovat kiellettyjä mikrovikojen korroosiokanavien estämiseksi putken pinnalla. Lisäksi hiilen jäännöshiilipitoisuus tulee vakiinnuttaa normaalille alueelle, jotta vältetään rakeiden välinen korroosioherkistyminen putken myöhemmän taivutuksen ja korkean lämpötilan käsittelyn aikana.
Vertailevat tarkastustestit vahvistavat, että 316 ruostumattomasta teräksestä valmistettua lämmitysputkea, jotka on suojattu optimoidun epäpuhtauksien hallintastandardin mukaan, osoittavat merkittävästi parantunutta korroosionkestävyyttä. Korkean-pitoisuuden kloridisuolasumutuksella vuorottelevissa testeissä optimoitujen raaka-aineputkien pistelyönnin alkamisaika viivästyy yli 60 % perinteisiin raaka-aineputkiin verrattuna, ja kuopan syvyys ja tiheys pienenevät huomattavasti. Sähkökemialliset testaukset osoittavat, että optimoitujen materiaalien pistesyöpymispotentiaali kasvaa 120 mV, mikä osoittaa vahvempaa vastustuskykyä kloridi-ionien eroosiota vastaan. Todellisissa teollisissa sovelluksissa lämmitysputket, joissa on tiukka epäpuhtauksien valvonta, voivat säilyttää vakaan toiminnan yli 16 kuukauden ajan rannikon runsassuolaisissa jätevesiympäristöissä, kun taas perinteiset putket kärsivät usein pistevuotovirheistä 5–8 kuukauden kuluessa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että tärkeimpien seoselementtien yhteensopivuus ei voi täysin taata 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken -syöpymistä estävää suorituskykyä. Haitallisten epäpuhtauksien, kuten rikin, fosforin ja oksidien sulkeumat, tiukka valvonta on avaintekninen keino eliminoida luontaiset materiaalivirheet ja parantaa pistekorroosionkestävyyttä. Kohdennettujen raaka-aineiden epäpuhtauksien seulontastandardien laatiminen -korroosionestoputkituotteille voi tehokkaasti ratkaista erätuotteiden epäjohdonmukaisen korroosionkestävyyden ongelman, parantaa 316 ruostumattomasta teräksestä valmistetun lämmitysputken sopeutumista ympäristöön ankarissa kloridi-pitoisissa työolosuhteissa ja vähentää laitteiden vaihto- ja ylläpitokustannuksia teollisissa korroosionestojärjestelmissä.
