Kako kontrolirati nečistoće sumpora i fosfora u nehrđajućem čeliku 316 kako bi se uklonile lokalizirane slabe točke korozije grijaćih cijevi
Sastav elemenata legure uključujući ugljik, molibden i nikal određuje ukupnu anti{0}}korozijsku izvedbu grijaćih cijevi od nehrđajućeg čelika 316, dok su nečistoće sumpora i fosfora u tragovima glavni skriveni poticaji za nepredvidivo lokalizirano oštećenje korozijom. Tijekom procesa taljenja i valjanja sirovina od nehrđajućeg čelika, prekomjerna količina sumpora i fosfora stvorit će ne-metalne inkluzije koje su neravnomjerno raspoređene na površini supstrata i unutarnjoj strukturi. Ove inkluzije nečistoća prekidaju kontinuitet gustog krom-pasivnog filma, tvoreći područja mikro-defekta s niskom potencijalnom energijom. U industrijskim korozivnim medijima koji sadrže kloridne ione, kiselinske radikale i otopljeni kisik, takve će mikro slabe točke ponajprije potaknuti anodno otapanje, postupno se razvijajući u rupe i lokalne korozijske jame. Za razliku od kontrolirane strukturalne korozije koju uzrokuju glavni elementi legure, korozija-potaknuta nečistoćama vrlo je nasumična i teško ju je predvidjeti konvencionalnim otkrivanjem, što često dovodi do iznenadnog curenja novougrađenih grijaćih cijevi. Stoga je stroga kontrola sadržaja nečistoća sumpora i fosfora ključna fino{11}}zrnasta izvorna anti-mjera protiv korozije za standardiziranu proizvodnju 316 cijevi za grijanje od nehrđajućeg čelika.
Nečistoće sumpora i fosfora oštećuju otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju kroz različite mikroskopske mehanizme. Prekomjerna količina sumpora lako stvara inkluzije mangan sulfida, koje su najosjetljivije točke početka korozije na površini nehrđajućeg čelika 316. Ove sulfidne inkluzije slabo su povezane s metalnom matricom i otapaju se prvenstveno u korozivnom mediju, ostavljajući sitne šupljine koje skupljaju kloridne ione i ubrzavaju širenje jamica. Nečistoće fosfora imaju tendenciju izdvajanja na granicama zrna, smanjujući snagu vezivanja granica zrna i slabeći sposobnost lokalne pasivacije, što značajno povećava rizik od interkristalne korozije i korozije na naprezanje u uvjetima toplinskog ciklusa. Poduzeća se često usredotočuju samo na detekciju glavnih elemenata legure dok ignoriraju tragove indikatora nečistoća, što rezultira velikim brojem grijaćih cijevi s kvalificiranim glavnim komponentama, ali nekvalificiranim sadržajem nečistoća koje ne funkcioniraju u stvarnim korozivnim radnim uvjetima.
|
Element nečistoće |
Standard kvalificiranog sadržaja |
Mehanizam oštećenja uslijed korozije |
Tipični fenomen kvara opreme |
|---|---|---|---|
|
Sumpor (S) |
Manje od ili jednako 0,030% |
Stvara sulfidne inkluzije, uništava pasivni integritet filma, inducira preferirano piting |
Raštrkane mrlje hrđe i nasumična lokalna udubljenja na površini cijevi |
|
fosfor (P) |
Manje od ili jednako 0,045% |
Odvaja se na granicama zrna, smanjuje otpornost na koroziju granica zrna |
Skrivena interkristalna korozija i stanjivanje stijenke cijevi nakon dugotrajnog rada |
|
Pretjerani S & P |
Izvan industrijskog standarda |
Kombinirano oštećenje površinske rupičaste korozije i korozije granica zrna |
Brzo širenje korozijskih defekata i rano prodorno curenje |
Kako bi se uklonili rizici od korozije-izazvani nečistoćama, poduzeća moraju dodati elemente za otkrivanje tragova sumpora i fosfora u sustav inspekcije ulaznog materijala za anti{1}}korozijske grijaće cijevi. Sve sirovine od nehrđajućeg čelika 316 koje se koriste za kemijske, morske vode i radne uvjete grijanja za galvanizaciju moraju strogo ispunjavati standarde ograničenja nečistoća. Za sirovine s prekomjernim sadržajem sumpora i fosfora, čak i ako su glavni elementi legure kao što su molibden, nikal i ugljik kvalificirani, treba ih odbaciti u serijama kako bi se izbjegle inherentne skrivene opasnosti od korozije. U međuvremenu, sirovine od taljenog nehrđajućeg čelika visoke-čistoće imaju prioritet za scenarije visoke-korozije kako bi se smanjilo stvaranje ne-metalnih inkluzija. U kombinaciji s površinskim mikroskopskim pregledom i ispitivanjem elektrokemijskih svojstava, stabilnost kvalitete sirovina može se sveobuhvatno ocijeniti. Stroga kontrola nečistoća uklanja nasumično lokalizirane slabe točke korozije iz izvora, savršeno nadopunjuje glavni sustav kontrole elementa legure i gradi sveobuhvatno i pouzdano jamstvo protiv-korozije komponente za potpuno-životno siguran rad anti{14}}grijaćih cijevi od nehrđajućeg čelika 316.
