Korrosjonen av 316 varmerør i rustfritt stål er i hovedsak en elektrokjemisk prosess. Å forstå den elektrokjemiske korrosjonsmekanismen og ta målrettede beskyttelsestiltak kan effektivt forbedre levetiden til varmerør i tøffe miljøer. Katodisk beskyttelse, som en viktig elektrokjemisk anti-korrosjonsteknologi, er mye brukt i marin engineering og petrokjemisk industri, og kan også brukes på 316 rustfrie varmesystemer under spesifikke forhold.
Grunnprinsippet for elektrokjemisk korrosjon er at metall danner et korrosjonsbatteri i elektrolyttløsning. På metalloverflaten er det mikro-anode- og mikro-katodeområder samtidig. Ved anoden mister jernatomer elektroner og blir til jernioner oppløst i løsningen, som er korrosjonsprosessen; ved katoden får oksygen- eller hydrogenioner elektroner og gjennomgår reduksjonsreaksjoner. For 316 rustfritt stål kan den passive filmen blokkere anodereaksjonen og redusere korrosjonshastigheten. Men når den passive filmen blir lokalt ødelagt av kloridioner, vil et lite anode-stort katodekorrosjonsbatteri dannes i den skadede posisjonen, noe som fører til rask utvikling av gropkorrosjon.
Vanlige elektrokjemiske korrosjonsformer relatert til 316 varmerør inkluderer gropkorrosjon, sprekkkorrosjon og galvanisk korrosjon. Pitting-korrosjon er den vanligste, forårsaket av lokal nedbrytning av passiv film av kloridioner; sprekkkorrosjon forekommer for det meste ved sveiser, flenser og avsetningsgap, som i hovedsak er en okkludert batterikorrosjon forårsaket av forskjell i oksygenkonsentrasjon; galvanisk korrosjon oppstår når 316 rustfritt stål er i elektrisk kontakt med metaller med lavere korrosjonspotensial (som karbonstål) i elektrolytten. På dette tidspunktet blir karbonstålet med lavere potensial anoden og akselererer korrosjon, mens 316 rustfritt stål som katoden er beskyttet.
Katodisk beskyttelse er en anti-korrosjonsteknologi som hemmer anodereaksjonen ved å påføre katodisk strøm på metalloverflaten, noe som gjør hele metalloverflaten til en katode. Det er to hovedimplementeringsmetoder: offeranodemetode og imponert strømmetode. Offeranodemetoden kobler metaller med mer negativt potensial (som sinkblokker og aluminiumblokker) til det beskyttede metallet, og offeranoden korroderer fortrinnsvis for å gi beskyttelsesstrøm; den imponerte strømmetoden gir beskyttelsesstrøm gjennom en ekstern DC-strømforsyning og hjelpeanode.
For 316 varmerør i rustfritt stål, er katodisk beskyttelse hovedsakelig aktuelt for sjøvann og miljøer med høyt-kloridnivå, og brukes som et hjelpetiltak mot-korrosjon. Det skal imidlertid bemerkes at rustfritt stål har risiko for hydrogensprøhet under overdreven katodisk beskyttelse, og beskyttelsespotensialet bør kontrolleres innenfor et rimelig område, ikke for negativt. I tillegg er katodisk beskyttelse mest effektiv for jevn korrosjon, og har begrenset effekt på å forhindre sprekkkorrosjon. Den bør brukes i kombinasjon med andre anti-korrosjonstiltak.
I praktiske applikasjoner bør mer oppmerksomhet rettes mot å unngå galvanisk korrosjon forårsaket av feil materialtilpasning. Når 316 varmerør er installert i karbonståltanker, bør det tas isolasjonstiltak ved kontaktposisjonene for å unngå direkte elektrisk kontakt, ellers vil tankveggen akselerere korrosjon på grunn av galvanisk effekt.
Tabell 1 Vanlige elektrokjemiske korrosjonstyper og beskyttelsesmetoder for 316 rustfritt stål
表格
| Korrosjonstype | Elektrokjemisk mekanisme | Høyt-risikoscenario | Beskyttelsestiltak |
|---|---|---|---|
| Pittingkorrosjon | Lokal nedbrytning av passiv film, liten anode-stort katodebatteri | Høyt klorid, høy temperatur | Forbedre overflatekvaliteten, kontroller Cl⁻-konsentrasjonen |
| Spaltekorrosjon | Oksygenkonsentrasjonscelle i trangt gap | Sveiser, flenser, under-avsetningsområder | Optimaliser struktur, reduser hull, poler sveiser |
| Galvanisk korrosjon | Ulik metallkontakt former makrobatteri | Kontakt med karbonstål, forskjellige materialer | Isolasjonsisolasjon, rimelig materialtilpasning |
| Intergranulær korrosjon | Kromutarming ved korngrenser | Sveisevarme-påvirket sone, middels temp | Bruk 316L, løsningsbehandling |
| Spenningskorrosjon | Strekkspenning + spesifikt korrosivt medium | Høy temp + høy klorid + stress | Reduser gjenværende stress, oppgrader materialet |
Å forstå den elektrokjemiske korrosjonsmekanismen og ta vitenskapelige beskyttelsestiltak kan effektivt forbedre servicepåliteligheten til 316 varmerør i rustfritt stål.
