316 rustfritt stål har lenge vært ansett som et allsidig anti-rørmateriale for oppvarming av korrosjon og bredt brukt i industrien. Likevel har den klare applikasjonsbegrensninger og iboende ulemper som ikke kan ignoreres. Blindt å velge 316 uten å evaluere arbeidsforholdene fører ofte til for tidlig utstyrssvikt, hyppig utskifting og økte totale driftskostnader. Å avklare gjeldende omfang og svakheter hjelper ingeniører med å ta mer rasjonelle valg av materialvalg.
Den første fremtredende begrensningen ligger i dårlig motstand mot høy-konsentrasjon av kloridmiljøer. Molybdenelementet i 316 forbedrer gropmotstanden sammenlignet med vanlig 304 rustfritt stål, men dets passive oksidfilm kan fortsatt punkteres av kloridioner over en viss konsentrasjons- og temperaturterskel. Når kloridioninnholdet overstiger 200 ppm og temperaturen stiger over 60 grader, har gropkorrosjon og spaltekorrosjon en tendens til å utvikle seg raskt. I sjøvann, mettet saltlake og sirkulasjonssystemer for avsalting, svikter vanligvis 316 varmerør innen 1 til 3 år, langt kortere enn levetiden til alternativer i titan eller dupleks rustfritt stål.
For det andre presterer 316 dårlig når det gjelder å redusere sure medier. Saltsyre, fortynnet svovelsyre med reduserende urenheter og flussyre kan direkte løse opp den beskyttende passive filmen til 316. Selv lav-konsentrasjon av saltsyre vil forårsake åpenbar jevn korrosjon og lokal perforering i løpet av kort tid. I motsetning til PFA-forede varmeovner som er kompatible med nesten alle uorganiske syrer, er 316 fullstendig uegnet for lang-oppvarming av beiseløsninger som inneholder saltsyre.
For det tredje er 316 austenittisk rustfritt stål utsatt for spenningskorrosjonssprekker (SCC). Når gjenværende strekkspenning fra bøying og sveising eksisterer samtidig med klorid-inneholdende medium med høy-temperatur, vil forgrenede sprekker forplante seg raskt uten åpenbar pre-deformasjon. Slike plutselige sprekker kan føre til middels lekkasje og til og med sikkerhetsfarer i forseglet reaksjonsutstyr. Dupleks rustfritt stål og industrielt titan har langt sterkere anti-SCC-evne under identiske korrosive forhold.
For det fjerde eksisterer intergranulær korrosjonsrisiko i sveisede 316 produkter. Under termiske sveisesykluser mellom 450 grader og 850 grader utfelles kromkarbider langs korngrensene, utarmer krom nær korngrensene og svekker korrosjonsmotstanden. Selv om 316L lav-karbonkvalitet lindrer denne defekten, kan den ikke eliminere risikoen helt under langvarig drift med høy-temperatur.
I tillegg til korrosjonsfeil har 316 også ulemper i fysisk og praktisk bruk. Dens termiske ledningsevne er relativt lav, noe som resulterer i langsom varmeoverføringseffektivitet sammenlignet med karbonstål og kobber. Dessuten er overflaten utsatt for avleiring og organisk vedheft under væskeoppvarming. Skaleringslag reduserer termisk effektivitet ytterligere og skaper sprekkmiljøer som akselererer lokal korrosjon, og krever regelmessig kjemisk rengjøring som introduserer ekstra vedlikeholdsarbeid.
Tabell 1 Uanvendelige arbeidsforhold og anbefalte erstatningsmaterialer for 316 varmerør
表格
| Ugunstig arbeidstilstand | Kjernesviktrisiko | Foreslått erstatningsmateriale |
|---|---|---|
| Høy klorid saltlake og sjøvann | Pitting og perforering | TA2 rent titan / 2205 dupleksstål |
| Saltsyre / blandet syrebeising | Rask jevn korrosjon | PFA-belagt varmeapparat |
| Høy temp + klorid + sveiserestspenning | Spenningskorrosjonssprekker | 254SMO / titanlegering |
| Langvarig-tjeneste etter gjentatt sveising | Intergranulær korrosjon | 316L med post-sveiseglødning |
| Hyppig skalering og medium som er vanskelig-å-rengjøre | Varmetap og sprekkkorrosjon | Elektropolert 316 eller PFA varmeapparat |
Ved å erkjenne den marginale ytelsen og de iboende ulempene med 316 rustfritt stål unngår man over-avhengighet av dette enkeltmaterialet og optimerer den langsiktige-stabiliteten og økonomiske effektiviteten til varmeutstyr.
