Blant ulike korrosjonsfeilmoduser for 316 rustfritt stål, er spenningskorrosjonssprekker (SCC) en av de farligste formene. Til forskjell fra jevn korrosjon og gropkorrosjon som utvikler seg gradvis, oppstår spenningskorrosjonssprekker ofte plutselig og har ingen tydelige tegn i tidlig fase. Når det først inntreffer, vil det raskt føre til rørbrudd og lekkasje, som kan forårsake alvorlige produksjonsulykker. Å forstå mekanismen og forekomstforholdene til SCC og å ta målrettede forebyggende tiltak er avgjørende for sikker drift av 316 rustfrie varmesystemer.
Spenningskorrosjonssprekker krever tre nødvendige forhold samtidig: følsomt materiale, spesifikt korrosivt medium og tilstrekkelig strekkspenning. Ingen av dem er uunnværlige. For 316 austenittisk rustfritt stål er det mest typiske SCC-miljøet kombinasjonen av kloridioner og høy temperatur. Når temperaturen overstiger 60 grader og løsningen inneholder en viss konsentrasjon av kloridioner, er 316 rustfritt stål under strekkspenning utsatt for kloridspenningskorrosjon. Jo høyere temperatur og jo høyere kloridkonsentrasjon, desto raskere er sprekkehastigheten. I tillegg kan miljøer som høy-alkaliløsning og hydrogensulfid også indusere SCC av austenittisk rustfritt stål.
Strekkspenningen som induserer SCC kommer fra flere kilder. For det første utgjør restspenning generert under produksjonsprosesser som kaldtrekking, bøying og sveising vanligvis den største andelen. Sveiserestspenning er den vanligste årsaken til SCC nær sveiser. For det andre, arbeidsspenning generert under drift, slik som termisk stress forårsaket av temperaturendringer, trykkspenning av væske i røret, etc. For det tredje installasjonsspenning forårsaket av feil installasjon og tvungen montering. Så lenge strekkspenningen overskrider en viss terskel, kan den bli drivkraften for SCC under påvirkning av korrosive medier.
Spenningskorrosjonssprekker har typiske morfologiske egenskaper. Sprekkene er for det meste forgrenet, og strekker seg langs korngrenser (intergranulær SCC) eller penetrerende korn (transgranulær SCC). Bruddet er sprøtt uten åpenbar plastisk deformasjon, og røret ryker plutselig uten forvarsel. Når det gjelder plassering, oppstår SCC ofte i sveisevarme-påvirkede soner, bøyeposisjoner og steder med stor restspenning, noe som er svært forskjellig fra jevn korrosjon som oppstår på hele overflaten.
Forebygging av spenningskorrosjonssprekker bør starte fra flere ledd. Først, materialvalg - bruk lav-karbon 316L eller høy-molybden superaustenittisk rustfritt stål, eller oppgrader direkte til dupleks rustfritt stål eller titanmaterialer i vanskelige miljøer. Dupleks rustfritt stål har mye bedre SCC-motstand enn 316 austenittisk rustfritt stål. For det andre, stresskontroll - ta i bruk spenningsavlastende utglødning etter sveising og kaldarbeid for å eliminere gjenværende spenning; optimalisere strukturell design for å unngå stresskonsentrasjon; standardisere installasjonen for å unngå tvangsmontering. For det tredje, middels kontroll - reduserer kloridionkonsentrasjonen i mediet, kontrollerer oksygeninnholdet og legger til korrosjonsinhibitorer på riktig måte. For det fjerde, temperaturkontroll - unngå lang-drift i det høye-følsomme temperaturområdet på 100–250 grader så mye som mulig.
Tabell 1 Nøkkelfaktorer som påvirker SCC av 316 rustfritt stål og forebygging
表格
| Påvirkningsfaktor | Virkningsmekanisme | Forebyggende tiltak |
|---|---|---|
| Kloridionekonsentrasjon | Akselererer passiv filmnedbrytning og sprekkforplantning | Kontroller Cl⁻-innholdet, bruk demineralisert vann |
| Temperatur | SCC-hastigheten øker eksponentielt med temperaturen | Reduser driftstemperaturen, unngå 100–250 graders følsom sone |
| Gjenværende strekkspenning | Gir drivkraft for sprekkforplantning | Avspenningsgløding etter sveising/forming |
| Kaldt arbeid og sveising | Introduser høy gjenværende stress, sensibiliser strukturen | Bruk 316L, etter-sveis varmebehandling |
| Oksygeninnhold | Akselererer katodereaksjon og sprekkvekst | Deoksygener mediet, tilsett inhibitorer |
| Materialkvalitet | Austenittisk rustfritt stål er SCC-følsomt | Oppgrader til tosidig stål eller titan for høyrisikoscenarier |
Omfattende forebygging fra dimensjonene til materiale, spenning og medium kan effektivt unngå risikoen for spenningskorrosjon av 316 varmerør i rustfritt stål.
