Chociaż stal nierdzewna 316 ma doskonałą, wszechstronną odporność na korozję, nie oznacza to, że nigdy nie zawiedzie w żadnych warunkach pracy. W rzeczywistych zastosowaniach inżynieryjnych, z powodu niewłaściwego doboru materiału, nieregularnego przetwarzania lub trudnych warunków pracy, często występują różne awarie korozyjne, prowadzące do przedwczesnego wycieku lub uszkodzenia rur grzewczych. Zrozumienie cech i przyczyn typowych rodzajów awarii korozyjnych oraz sformułowanie ukierunkowanych środków zapobiegawczych może skutecznie zmniejszyć wskaźnik awaryjności rur grzewczych ze stali nierdzewnej 316 i poprawić niezawodność działania sprzętu.
Korozja wżerowa jest najczęstszą formą awarii rur grzewczych ze stali nierdzewnej 316. Zwykle występuje w środowiskach zawierających jony chlorkowe, takich jak woda morska, solanka i ścieki przemysłowe o wysokiej- zawartości chlorków. Jony chlorkowe lokalnie niszczą warstwę pasywną na powierzchni metalu, tworząc maleńkie wżery korozyjne, które stopniowo pogłębiają się do wewnątrz i ostatecznie prowadzą do perforacji ścianki rury. Korozja wżerowa jest silnie ukryta i trudna do wykrycia na wczesnym etapie poprzez kontrolę wyglądu. Do głównych środków zapobiegawczych należy kontrolowanie stężenia jonów chlorkowych w medium roboczym, stosowanie polerowania elektrolitycznego w celu poprawy jednorodności powierzchniowej warstwy pasywnej oraz odpowiednie dodawanie inhibitorów korozji.
Korozja szczelinowa występuje głównie na złączach spawanych, połączeniach kołnierzowych i miejscach osadzania się kamienia rur grzewczych. W tych obszarach o wąskich szczelinach przepływ medium nie jest łatwy, a lokalna zawartość tlenu jest niewystarczająca, co niszczy stabilność warstwy pasywnej i tworzy mechanizm korozji ogniwa zagęszczonego tlenem. Im dłuższa jest przerwa, tym poważniejsza będzie korozja. Środki zapobiegawcze przeciwko korozji szczelinowej obejmują optymalizację projektu konstrukcyjnego w celu zmniejszenia szczelin, stosowanie spawania z pełną penetracją i polerowanie-po spawaniu oraz regularne czyszczenie zgorzeliny powierzchniowej w celu uniknięcia szczelin osadzających się.
Korozja międzykrystaliczna pojawia się głównie w-strefie wpływu ciepła spawanych rur grzejnych. Gdy stal nierdzewna 316 pozostaje przez długi czas w zakresie temperatur uczulania 450–850 stopni, węgliki chromu wytrącają się na granicach ziaren, powodując zubożenie chromu w pobliżu granic ziaren i zmniejszając odporność na korozję. W ciężkich przypadkach granica ziaren ulegnie korozji, a materiał straci wytrzymałość. Najskuteczniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie stali nierdzewnej 316L w wersji niskowęglowej-lub przeprowadzenie obróbki przesycającej po spawaniu w celu przywrócenia równomiernego rozkładu pierwiastków chromowych.
Pękanie korozyjne naprężeniowe jest najniebezpieczniejszym rodzajem awarii, czyli kruchym pękaniem materiałów pod wpływem połączonego działania naprężenia rozciągającego i określonych mediów korozyjnych. W przypadku stali nierdzewnej 316 środowisko o wysokiej temperaturze, wysokim ciśnieniu i wysokim stężeniu jonów chlorkowych najprawdopodobniej spowoduje pękanie korozyjne naprężeniowe, a proces awarii jest nagły i destrukcyjny. Środki zapobiegawcze obejmują zmniejszenie naprężeń szczątkowych podczas instalacji, wybór-odciążonych materiałów, ścisłą kontrolę zawartości jonów chlorkowych w medium roboczym i unikanie-długoterminowej-pracy w nadmiernej temperaturze.
Tabela 1 Cztery główne tryby uszkodzeń korozyjnych rur grzewczych ze stali nierdzewnej 316
表格
| Tryb awarii | Główna przyczyna | Warunki pracy wysokiego-ryzyka | Ukierunkowany środek zapobiegawczy |
|---|---|---|---|
| Korozja wżerowa | Jon chlorkowy niszczy lokalną warstwę pasywną | Woda morska, solanka, ścieki-o wysokiej zawartości chlorków | Kontroluj stężenie Cl⁻, pasywację polerską elektrolityczną |
| Korozja szczelinowa | Czujnik stężenia tlenu w wąskich szczelinach | Złącza spawane, kołnierze,-obszary złóż | Optymalizuj strukturę, poleruj spoiny, regularnie czyść zgorzelinę |
| Korozja międzykrystaliczna | Wytrącanie się węglika chromu na granicach ziaren | Strefa wpływu-ciepła spoiny,-długoterminowe użytkowanie w średniej temperaturze | Użyj materiału 316L, po spawaniu wykonaj obróbkę przesycającą |
| Pękanie korozyjne naprężeniowe | Naprężenie rozciągające + środowisko chlorkowe- o wysokiej temperaturze | Kocioł wysoko-ciśnieniowy,-wysokotemperaturowa stężona solanka | Zmniejsz naprężenia instalacyjne, ściśle kontroluj Cl⁻ i temperaturę |
Opanowanie prawa dotyczącego uszkodzeń korozyjnych i podjęcie z wyprzedzeniem środków zapobiegawczych może zmaksymalizować potencjał serwisowy rur grzewczych ze stali nierdzewnej 316 i zmniejszyć ryzyko związane z eksploatacją sprzętu.
