Uszkodzenie spowodowane korozją naprężeniową (SCC) odnosi się do jednoczesnego efektu naprężenia szczątkowego rozciągającego wewnątrz rury ze stali nierdzewnej 316 i ośrodka korozyjnego-zawierającego chlor. Przezkrystaliczne lub międzykrystaliczne drobne pęknięcia powstają na powierzchni rury i szybko rozszerzają się wzdłuż kierunku naprężenia, ostatecznie penetrując ściankę rury i powodując nagły wyciek lub pęknięcie. Awaria ta charakteryzuje się silnym ukryciem i nagłością i jest jednym z najbardziej niszczycielskich rodzajów awarii rurociągów grzewczych ze stali austenitycznej pracujących w wilgotnym środowisku-zawierającym chlorki.
1. Mechanizm ewolucji pęknięć korozyjnych naprężeniowych
Stal nierdzewna 316 tworzy stabilną pasywną warstwę tlenku chromu w normalnym środowisku pracy. Kiedy na powierzchni materiału występują naprężenia rozciągające i jony chlorkowe gromadzą się, aby rozbić warstwę pasywną, tworzą się mikrokomórki lokalnego rozpuszczania anodowego. Naprężenie rozciągające w sposób ciągły otwiera wierzchołek pęknięcia, umożliwiając przedostanie się ośrodka korozyjnego do wnętrza pęknięcia i utrzymanie okludowanego środowiska korozyjnego. Pęknięcia rozprzestrzeniają się naprzemiennie wzdłuż granic ziaren lub ziaren kryształów pod wpływem korozji elektrochemicznej i mechanicznych naprężeń rozciągających. W przeciwieństwie do równomiernej korozji lub pojedynczych uszkodzeń naprężeniowych, SCC nie może wystąpić w przypadku samego naprężenia lub środka korozyjnego i należy do typowego uszkodzenia synergistycznego obciążenia mechanicznego i erozji chemicznej.
2. Typowe stanowiska podatne na SCC
Strefy spawania i strefy-wpływu ciepła o wysokim szczątkowym naprężeniu rozciągającym podczas spawania;
Kolana-gięte na zimno i kształtowane odcinki rur zachowujące powstające naprężenia szczątkowe;
Sztywnie zamocowane segmenty rurociągu z ograniczoną rozszerzalnością cieplną w celu wytworzenia dodatkowych naprężeń rozciągających;
Obszary kondensacji ścian zewnętrznych, w których stale osadzają się jony chlorkowe z pyłu i mgły solnej;
Lokalne obszary przegrzania o nierównomiernym polu temperatur, prowadzące do koncentracji naprężeń termicznych.
3. Podstawowe czynniki indukujące przyspieszające SCC
Środowisko średnie lub zewnętrzne zawiera jony chlorkowe, takie jak mgła solna, woda chłodząca i ścieki technologiczne;
Spawanie, gięcie na zimno i montaż powodują duże szczątkowe naprężenia rozciągające bez obróbki odprężającej;
W układzie rurociągu brakuje kompensatorów i podpór, co powoduje akumulację naprężeń termicznych po wzroście temperatury;
Uszkodzona zewnętrzna-powłoka antykorozyjna prowadzi-do długotrwałego przylegania rosy i wzbogacania jonów na powierzchni rury;
Długoterminowe-wahania temperatury intensyfikują naprężenia przemienne i przyspieszają tempo wzrostu pęknięć.
4. Pełne-środki techniczne zapobiegania i kontroli połączeń
① Wyeliminuj resztkowe naprężenia rozciągające poprzez wyżarzanie po-spawaniu i-zginaniu
Uwolnij naprężenia formujące i spawalnicze, aby odciąć mechaniczne źródło pęknięć.
② Zoptymalizuj układ rurociągu, dodając kompensatory rozszerzalności i wsporniki przesuwne
Unikaj sztywnych wiązań, aby swobodnie uwalniać naprężenia związane z rozszerzalnością cieplną.
③ Izoluj-środek zawierający chlorek i środowiskową mgłę solną
Popraw powłokę antykorozyjną-ścian zewnętrznych i izolację wodoodporną, aby zapobiec zatrzymywaniu kondensatu.
④ Ściśle kontroluj zawartość chlorków w krążącym czynniku grzewczym
Skonfiguruj system filtracji medium i usuwania jonów, aby zmniejszyć stężenie jonów korozyjnych.
⑤ Przeprowadzaj regularne wykrywanie cząstek magnetycznych i defektów ultradźwiękowych na-częściach skupionych pod wpływem naprężeń
Wczesne wykrywanie mikropęknięć przed uszkodzeniem penetracji.
5. Tabela porównawcza skutków zapobiegania
表格
| Tryb przetwarzania i działania | Ryzyko awarii SCC | Sugestia zastosowania |
|---|---|---|
| Nieleczone naprężenia szczątkowe + środowisko bogate w chlorki-+ brak ochrony powłoki | Szybka penetracja pęknięć i nagłe pęknięcie w średnim okresie | Natychmiast przerwij pracę w celu odprężenia i renowacji-antykorozyjnej |
| Obróbka cieplna odprężająca + struktura kompensująca naprężenia + oczyszczanie medium | Skutecznie powstrzymują inicjację i ekspansję pęknięć spowodowanych korozją naprężeniową | Standardowy projekt i specyfikacja konstrukcyjna rurociągów grzewczych ze stali nierdzewnej |
| Montaż o niskim-naprężeniu + pełna-izolacja antykorozyjna + okresowe-testy nieniszczące | Niezwykle niskie ukryte niebezpieczeństwo SCC | Preferowany schemat dla przybrzeżnych i chlorkowych-zawierających silne warunki pracy korozyjnej |
Wniosek
Pękanie korozyjne naprężeniowe rur grzejnych ze stali nierdzewnej 316 jest wywoływane przez połączone działanie naprężenia rozciągającego i korozji jonów chlorkowych, tworząc samo-rozmnażające się, penetrujące pęknięcia. Podstawowe pomysły na zapobieganie obejmują eliminację naprężeń szczątkowych i naprężeń termicznych, ograniczenie kontaktu jonów chlorkowych z korpusem rury oraz usprawnienie regularnego wykrywania wad kluczowych części podlegających naprężeniom. Zarządzanie-zamkniętą pętlą formowania materiału, instalacją rurociągów, kontrolą medium i codzienną inspekcją może skutecznie zapobiegać wypadkom związanym z kruchym pękaniem i wyciekami spowodowanymi pękaniem korozyjnym naprężeniowym rur grzewczych.
