Korosyon sa Siraan ng Stainless Steel: Mga Dahilan, Pagpili ng Klase, at Pag-iwas sa Disenyo

Ang korosyon sa siraan ay lokal na pag-atake sa loob ng mga nakatagong puwang na sobrang higpit para mapanatili ang suplay ng oksiheno, at karaniwang nagsisimula ito sa mas mababang antas ng chloride at mas mababang temperatura kaysa sa pitting sa bukas na ibabaw. Ang pinakamabisang depensa ay ang pagsasama ng mataas na molybdenum na klase at disenyo na walang siraan: piliin ang 316L kaysa sa 304L sa mga aplikasyon na may kaunti lamang na chloride, gamitin ang duplex 2205 o super duplex 2507 sa tubig-dagat o brine, at iwasan ang mga napakapiit na puwang sa ilalim ng mga gasket, deposito, at dumi kung saan hindi na maire-repair ang pasibong pelikula. Sa anumang sistema na may chloride, ang pagsasaalang-alang nang sabay ng uri ng alloy at hugis ng estruktura ay mas epektibo sa pagpigil ng mga kabiguan kaysa sa pagpili lamang ng alloy.

Ang Mekanismo: Kakulangan ng Oksiheno at Pagka-asido
Ang stainless steel ay tumutol sa pagka-corrode dahil ang manipis, mayaman sa chromium na pasibong oxide film ay patuloy na nabubuo muli kahit saan mayroong oxygen. Sa loob ng isang butas o puwang, ang suplay nito ay nawawala. Ang puwang ay kumikilos tulad ng isang stagnant micro-cell: ang oxygen na nakakulong doon ay ginagamit upang panatilihin ang pasibong film at hindi maaaring mapalitan sa pamamagitan ng diffusion mula sa pangkalahatang likido. Ang metal sa loob ng puwang ay naging anodic kung ihahambing sa malayang nakalantad na ibabaw sa labas, na nananatiling cathodic at may sapat na oxygen.

Habang natutunaw ang metal sa loob ng puwang, dumadami ang mga positibong ion ng metal at lumilipat ang mga ion ng chloride upang balansehin ang singil. Ang mga metal na chloride na ito ay sumusunod sa hydrolysis, na nagbubunga ng hydrochloric acid at pababa ng lokal na pH patungo sa 1–2 kahit ang pangkalahatang likido ay malapit sa neutral. Ang acidified at mayaman sa chloride na lugar na ito ay sinisira ang passivity at pinapalakas ang pag-atake sa isang self-sustaining loop. Ang resulta ay malalim, madalas na nakatago na pagsusulok sa ilalim ng bahagi na tila malinis mula sa labas—kaya nga ang crevice corrosion ang pangunahing sanhi ng hindi inaasahang perforation sa mga flanged at gasketed na sambungan.

CCT Laban sa CPT: Bakit Binababa ng mga Crevices ang Threshold
Dalawang sukatan sa laboratorio ang nagpapabatay sa pagpili ng antas. Ang Critical Pitting Temperature (CPT) ay ang temperatura kung saan nagsisimula ang pitting sa isang bukas na ibabaw sa pamantayang ferric chloride test ayon sa ASTM G48. Ang Critical Crevice Temperature (CCT) ay ang parehong threshold ngunit may nakatakda na crevice former na nakakapit sa sample. Para sa isang tiyak na alloy, ang CCT ay palaging mas mababa kaysa sa CPT, karaniwang 15–25 degree Celsius. Sa madaling salita, ang isang crevice ay nagpapahintulot sa korosyon na magsimula sa ilalim ng mga kondisyon kung saan ang parehong alloy ay hindi magpapakita ng anumang reaksyon sa isang exposed na ibabaw.

Ang pagkakasunod-sunod sa likod nito ay batay sa Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N. Ang molibdeno at nitrogen ay malaki ang naitutulong sa pagtaas ng resistance, kaya ang nilalaman ng molibdeno ang praktikal na paraan upang mapabuti ang paglaban sa korosyon sa mga lugar na madaling magkaroon ng crevice. Ituring ang mga inilathalang CPT na sobrang positibo para sa mga gasketed o fouled na hardware, at gamitin ang mga datos na katulad ng CCT kung saan man ito makukuha.

Mula Saan Nagmumula ang mga Crevice
Ang mga butas ay bihira nangyayari nang sinasadya. Ang karaniwang pinagmulan nito ay ang mga paharap ng gasket at O-ring, mga nakasukat na koneksyon, mga backing ring at hindi kumpletong pagpapakawala ng weld, mga puwang sa pagitan ng tubo at tubesheet, mga lap joint, at ang ilalim ng mga clamp, bracket, at suporta ng tubo. Katulad ng pinsala ang mga butas na nabubuo habang ginagamit: mga deposito ng scale at mineral, mga biofilm at marine fouling, at mga naninigas na solidong materyales sa mga lugar kung saan mabagal ang daloy o wala nang daloy. Ang pagsalakay sa ilalim ng deposito at sa ilalim ng fouling ay kumikilos nang eksaktong gaya ng isang buong butas na nilikha, na nagpapasentro ng chloride at nagkukulang sa oksiheno sa metal sa ilalim ng deposito.

Kabilang din dito ang mga debris mula sa paggawa. Ang mga partikulo ng bakal na nalapat mula sa mga kagamitang yari sa carbon-steel, ang weld spatter, at ang heat tint na natitira pagkatapos ng welding ay nagbibigay ng lugar kung saan maaaring magsimula ang corrosion. Ang pickling at passivation matapos ang paggawa ay tinatanggal ang libreng bakal at ibinalik ang uniform na passive layer, na nagpapataas nang napapansin ng resistance sa crevice sa tunay na kondisyon.

Pagpili ng Grade Ayon sa Nilalaman ng Molybdenum
Ang pinakalinaw na paraan upang mapataas ang paglaban sa crevice ay ang pagdaragdag ng molybdenum, na sinusuportahan ng nitrogen sa mga duplex grade. Ang sumusunod na talahanayan ay naglilista ng mga halos na CPT values sa bukas na ibabaw at isang kwalitatibong pagkakalista ng panganib sa crevice upang gabayan ang pagpili; basahin ang mga ito bilang pangkalahatang gabay sa paghahambing, hindi bilang mga limitasyon sa disenyo para sa isang tiyak na likido.

Para sa temperatura ng kapaligiran at tubig na may mababang chloride, ang 304L ay karaniwang sapat. Kapag pumasok na ang chloride, init, o mga selyadong katuwiran, ang 316L ang karamihan ay pinipiling pangunahing pamantayan at ang 317L ay isang maliit na pag-unlad. Para sa tubig-dagat, tubig na galing sa produksyon, at mga sirkuito ng bleach o brine, ang duplex 2205 at super duplex 2507 ang nagbibigay ng sapat na kaligtasan na hindi kayang ibigay ng austenitic na mga grado. Ang Wenqiang ay nagpapadala ng lahat ng mga ito sa anyong seamless at welded ayon sa ASTM A312, A213, A269, A790, at A928, kasama ang EN 10204 3.1 o 3.2 na material test certificates at PREN verification na magagamit kapag hiniling.

Disenyo upang Iwasan ang mga Crevices
Ang mga upgrade sa alloy ay nawawala kung ang geometry ay nananatiling nagpapakulong ng stagnant na fluid, kaya ang mabuting kasanayan ay nagsisimula sa drawing board. Ipinapaboran ang full-penetration butt welds kaysa sa gasketed flanges at lap joints kung maaari, pinoproseso ang mga welds upang maging makinis, at iiniiwasan ang backing rings na nag-iwan ng root gap. Isinasara o patuloy na iniiweld ang ilalim ng mga suporta at attachment imbes na iwanan ang mga tack-welded lap crevices. Tinutukoy ang mga gasket at O-rings na lubos na nakakaseat, at ginagamit ang crevice-tolerant sealing faces.

Sa operasyon, panatilihin ang daloy upang maiwasan ang pag-undong (settling), alisin ang dead legs, at idisenyo para sa buong drainage upang hindi makapagkonsentra ang chlorides habang wala ang operasyon (shutdowns). Ang paglilinis upang tanggalin ang scale at biofilm ay humihinto sa under-deposit attack, at ang regular na inspeksyon sa flange faces, tube ends, at support contacts ay nakakakita ng maagang staining bago ito magperforate. Kung talagang hindi maiiwasan ang isang crevice, kompensahin ito sa pamamagitan ng pagtaas sa molybdenum ladder.

Mga Praktikal na Aral
Ang crevice corrosion ay maipapredict at maiiwasan. Tandaan na ang mga puwang, deposito, at fouling ay naglilikha ng acidified, oxygen-starved cells na sumasalakay nang malayo sa ibaba ng open-surface temperature limits. I-rank ang mga kandidatong alloys batay sa molybdenum at PREN, gamitin ang CCT-style data sa halip na CPT lamang para sa gasketed hardware, at idisenyo ang mga joints at suporta upang patuloyin ang daloy ng likido imbes na hulugan ito. Ang tamang grado, disenyo na walang crevice, at tamang post-fabrication passivation ay nagbibigay sa iyo ng stainless piping na tumatagal ng dekada sa chloride-laden service.

Mga madalas itanong
T: Bakit nagsisimula ang crevice corrosion sa mas mababang temperatura kaysa sa pitting?
S: Ang isang crevice ay humahadlang sa oxygen na kailangan upang ayusin ang passive film at nagpapahintulot sa chlorides at acid na mag-concentrate sa loob ng puwang, kaya nagsisimula ang pagsalakay sa mas banayad na kondisyon kaysa sa open-surface pitting, na ipinapakita sa Critical Crevice Temperature na nasa malayo sa ibaba ng Critical Pitting Temperature.
T: Sapat na ba ang 316L upang pigilan ang crevice corrosion sa tubig-dagat?
A: Karaniwang hindi. Sa halos 2.1% na molybdenum, ang 316L ay madaling atakihin sa mga butas o puwang sa mainit na tubig-dagat at sa ilalim ng mga gasket o mga deposito; ang duplex 2205 o super duplex 2507 ang nagbibigay ng sapat na molybdenum at nitrogen para sa maaasahang paggamit sa tubig-dagat.

Makipag-usap kay Wenqiang tungkol sa pagpili ng uri ng materyal na laban sa crevice at sa disenyo ng tubo na walang puwang o butas: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/