Tijekom hladnog savijanja, štancanja, zavarivanja i strojne obrade, grijaće cijevi od nehrđajućeg čelika 316 neizbježno zadržavaju zaostalo vlačno naprezanje unutar materijala. Kada su takve komponente uronjene u industrijski medij-koji sadrži klorid-na visokoj{3}}temperaturi, zaostalo vlačno naprezanje djeluje zajedno s korozivnim ionima kako bi pokrenulo pucanje uslijed korozije pod naponom (SCC). Ovaj način kvara ima skriveno početak, brzo širenje pukotine i nema očitog upozorenja na plastičnu deformaciju. Mikro-pukotine niču iz površinskih rupičastih defekata, protežu se duž granica zrna ili transgranularno i na kraju dovode do iznenadnog pucanja cijevi i curenja medija. Mnogi proizvođači obraćaju pozornost na preciznost dimenzija i kvalitetu izgleda tek nakon oblikovanja, zanemarujući otkrivanje i uklanjanje zaostalog naprezanja. U visoko{9}}okruženjima koja-sadrže sol, područja koncentracije naprezanja brzo se razvijaju u točke kvara SCC-a, uzrokujući česte sigurnosne nesreće i gubitke u prekidu proizvodnje. Stoga je učinkovita kontrola zaostalog naprezanja ključna za sprječavanje pucanja uslijed korozije i jamčenje dugoročne-konstrukcijske sigurnosti cijevi za grijanje.
Mehanizam kloridom-induciranog korozijskog pucanja leži u sinergističkom učinku vlačnog naprezanja i elektrokemijske korozije. Kloridni ioni razbijaju cjelovitost površinskog pasivnog filma-bogatog kromom, stvarajući lokalne anodne jame otapanja. Preostalo vlačno naprezanje koncentrira se na vrhu udubljenja, neprekidno otvarajući male pukotine i ometajući samopopravak pasivnog filma. Svježi metal unutar pukotina nastavlja se otapati anodno, gurajući pukotine da se postupno šire. Hladno{7}}obrađene cijevi za grijanje imaju veće zaostalo vlačno naprezanje, što značajno smanjuje kritičnu koncentraciju klorida i temperaturni prag za SCC. Zone-zahvaćene toplinom zavara također su tipična područja visokog-rizika, gdje neravnomjerni toplinski ciklusi dovode do ozbiljnog nakupljanja naprezanja i osjetljivosti materijala, dodatno ubrzavajući inicijaciju pukotina.
Ovo istraživanje predlaže četiri sustavne tehničke mjere za obuzdavanje SCC-a: žarenje za smanjenje zaostalog naprezanja, optimizirane parametre hladnog oblikovanja, površinsko ojačanje tlačnim naprezanjem i lokaliziranu izolaciju rizika od korozije.
Prvo, nisko{0}}temperaturno žarenje za smanjenje naprezanja usvojeno je za hladno-savijene, zavarene i tankostjedne cijevi za grijanje. Radni komadi se zagrijavaju na 250-350 stupnjeva i drže 60-120 minuta prije sporog hlađenja peći. Ovaj proces može osloboditi većinu zaostalog vlačnog naprezanja prilikom obrade i zavarivanja bez promjene mehaničkih svojstava i otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika 316. Za komponente sa složenom deformacijom oblikovanja, tretman žarenjem u otopini na 1050 stupnjeva može temeljito eliminirati naprezanje i preosjetljivost zavarivanja, što je prikladno za oštre radne uvjete klorida pri visokim-temperaturama.
Drugo, procesi hladnog oblikovanja optimizirani su za smanjenje početnih razina stresa. Minimalni radijus savijanja ne smije biti manji od trostrukog vanjskog promjera cijevi kako bi se izbjeglo prekomjerno vlačno naprezanje na vanjskoj površini luka. Više{2}}postupno savijanje u više prolaza zamjenjuje-jednokratno oštro oblikovanje kako bi se disperzirala distribucija naprezanja i spriječila lokalna koncentracija naprezanja. Zavarivanje prihvaća segmentirano zavarivanje s malim unosom topline s prisilnim brzim hlađenjem, koje sužava zonu pod utjecajem visoke-topline-naprezanja i izbjegava superpoziciju toplinskog naprezanja i stvaranje zaostalog naprezanja.
Treće, površinsko utiskivanje se primjenjuje za pretvaranje površinskog vlačnog naprezanja u jednolično tlačno naprezanje. Sićušni-čelični sačmi velike brzine bombardiraju vanjsku stijenku cijevi, stvarajući gusti sloj plastične deformacije. Površinsko tlačno naprezanje može učinkovito obuzdati otvaranje i širenje vrhova mikro-pukotina, u osnovi prekidajući potrebne vlačne uvjete za SCC. Ova je tehnologija posebno prikladna za presjeke savijanja, zavarene šavove i druge-visokorizične položaje koncentracije naprezanja.
Četvrto, kontrola parametara okoliša smanjuje pokretačku silu SCC-a. Odgovarajuće snizite radnu temperaturu medija i izbjegavajte-dugotrajnu upotrebu iznad 60 stupnjeva u okruženjima s visokim-kloridom. Redoviti tretman pročišćavanja smanjuje koncentraciju kloridnih iona u cirkulirajućoj tekućini, sprječavajući lokalno obogaćivanje iona ispod naslaga sedimenta. Poboljšana površinska pasivizacija podebljava zaštitni film kako bi se odgodio početak pitinga na područjima koncentracije naprezanja.
Ubrzani testovi simulacije SCC-a pokazuju da grijaće cijevi nakon rasterećenja i tretmana sačmarenjem nemaju širenje pukotina nakon tisuća sati ispitivanja uranjanjem u klorid pri visokoj-temperaturi. Nasuprot tome, neobrađeni hladno{2}}formirani uzorci stvaraju prodorne pukotine u kratkom ispitnom razdoblju. Podaci o industrijskoj primjeni potvrđuju da standardizirane mjere kontrole naprezanja smanjuju stopu kvara SCC cijevi za grijanje za više od 77%. Zaključno, uklanjanje zaostalog vlačnog naprezanja, optimiziranje procesa oblikovanja i zavarivanja, uvođenje površinskog tlačnog naprezanja i poboljšanje uvjeta radnog medija mogu učinkovito spriječiti kloridom-inducirano korozijsko pucanje na naprezanje. Ove cjelokupne-kontrolne mjere procesa blokiraju sinergistički put kvara stresa i korozije, uvelike poboljšavajući sigurnosni životni vijek grijaćih cijevi od nehrđajućeg čelika 316 u teškim industrijskim okruženjima.
