Какви ключови индикатори за контрол на примесите трябва да бъдат зададени за суровините, за да се подобри устойчивостта на точкова корозия на нагревателни тръби от неръждаема стомана 316?
316 електрически нагревателни тръби от неръждаема стомана се прилагат широко в химическо отопление, пречистване на отпадъчни води и морски промишлени сценарии поради тяхната основна устойчивост на хлоридна корозия. Независимо от това, повреда от точкова корозия все още се случва често при висока-соленост и киселинни промишлени среди, дори за квалифицирани търговски тръби от неръждаема стомана 316. Голям брой данни от анализи на неизправности показват, че повечето локализирани точковидни дефекти не са причинени от недостатъчен номинален състав на сплавта, а от прекомерни следи от примеси и неравномерна сегрегация на компонентите в суровите стоманени материали. Малките включвания на примеси се превръщат в точки за активиране на електрохимична корозия, които могат лесно да предизвикат разрушаване на пасивен филм и бързо разширяване на ямата под ерозията на хлоридните йони. Следователно установяването на научни и стриктни индикатори за контрол на примесите в суровините е основната предпоставка за фундаментално подобряване на устойчивостта на точкова корозия на нагревателни тръби от неръждаема стомана 316 и стабилизиране на тяхната дългосрочна-оперативна надеждност.
В традиционните стандарти за снабдяване със суровини и инспекция за неръждаема стомана 316, индикаторите за откриване се фокусират главно върху съдържанието на основните елементи на сплавта, включително хром, никел и молибден, докато контролът на следи от примеси е относително хлабав. Общите вредни примеси в стоманените суровини включват главно сяра, фосфор, кислород и остатъчни тежки метални елементи. Серните елементи лесно образуват включвания на манганов сулфид по време на топене и валцуване на стомана. Тези не-метални включвания имат лош потенциал за съвпадение с матрицата от неръждаема стомана, която ще образува микрогалванични клетки в корозивна среда. Хлоридните йони непрекъснато ще разяждат матрицата около включванията, като в крайна сметка ще образуват очевидни дупки. По същия начин, прекомерното съдържание на фосфор ще намали компактността на границите на зърната на неръждаемата стомана, ще разруши непрекъснатостта на повърхностния пасивен филм и значително ще намали прага на точкова корозия на нагревателните тръби в среда с високо -хлоридно съдържание.
Това проучване обобщава три основни индикатора за контрол на примеси, подходящи за суровини за анти{0}}корозионни нагревателни тръби чрез сравнителни тестове за корозия и анализ на микроструктурата на материала. Първо, съдържанието на сяра трябва да бъде строго контролирано под 0,008%. Топенето с ниско съдържание на сяра може ефективно да намали образуването на сулфидни включвания и да елиминира основния индуциран източник на точкова корозия. Второ, границата на фосфора е зададена в рамките на 0,03%, което избягва крехкостта на границите на зърното и структурните дефекти на пасивния филм, причинени от сегрегацията на фосфора. Трето, общото съдържание на кислород и степента на включване на остатъчен оксид трябва да бъдат стриктно класифицирани, а прекалено големи оксидни включвания, по-големи от 5 μm, са забранени, за да се предотвратят микродефектни корозионни канали по повърхността на тръбата. Освен това съдържанието на следи от остатъчен въглерод трябва да се стабилизира в рамките на стандартния диапазон, за да се избегне сенсибилизиране на междукристална корозия по време на последващо огъване на тръбата и обработка при висока-температура.
Сравнителните тестове за проверка потвърждават, че 316 нагревателни тръби от неръждаема стомана, проверени чрез оптимизиран стандарт за контрол на примесите, показват значително подобрена устойчивост на корозия. При редуващи се тестове с висока-концентрация на хлоридно-солен спрей, времето за започване на питинг на оптимизирани тръби за суровини се забавя с повече от 60% в сравнение с конвенционалните тръби за суровини, а дълбочината и плътността на питинга са значително намалени. Електрохимичните тестове показват, че потенциалът на питинг на оптимизираните материали е увеличен със 120mV, което показва по-силна устойчивост на ерозия на хлоридни йони. В действително промишлено приложение, нагревателните тръби със строг контрол на примесите могат да поддържат стабилна работа за повече от 16 месеца в крайбрежни среди с високо-солени отпадъчни води, докато конвенционалните тръби често страдат от повреда поради питинг течове в рамките на 5 до 8 месеца.
В заключение, съответствието на основния елемент от сплавта не може напълно да гарантира ефективността срещу -питинг на нагревателните тръби от неръждаема стомана 316. Стриктният контрол на следи от вредни примеси като включвания на сяра, фосфор и оксиди е ключовото техническо средство за елиминиране на присъщите дефекти на материала и подобряване на устойчивостта на точкова корозия. Формулирането на целеви стандарти за скрининг на примеси в суровини за анти-корозионни нагревателни тръбни продукти може ефективно да реши проблема с непостоянната корозионна устойчивост на партидните продукти, да подобри приспособимостта към околната среда на 316 нагревателни тръби от неръждаема стомана в сурови работни условия,-съдържащи хлорид, и да намали разходите за подмяна на оборудването и поддръжка в промишлените анти-корозионни системи.
