Blandt forskellige korrosionsfejltilstande af 316 rustfrit stål er spændingskorrosionsrevner (SCC) en af de farligste former. Til forskel fra ensartet korrosion og grubetæring, der udvikler sig gradvist, opstår spændingskorrosionsrevner ofte pludseligt og har ingen tydelige tegn i det tidlige stadie. Når det først sker, vil det hurtigt føre til rørbrud og lækage, hvilket kan forårsage alvorlige produktionsulykker. At forstå mekanismen og forekomstbetingelserne for SCC og tage målrettede forebyggende foranstaltninger er afgørende for sikker drift af 316 rustfrit stålvarmesystemer.
Spændingskorrosionsrevner kræver tre nødvendige forhold på samme tid: følsomt materiale, specifikt korrosivt medium og tilstrækkelig trækspænding. Ingen af dem er uundværlige. For 316 austenitisk rustfrit stål er det mest typiske SCC-miljø kombinationen af kloridioner og høj temperatur. Når temperaturen overstiger 60 grader, og opløsningen indeholder en vis koncentration af kloridioner, er 316 rustfrit stål under trækspænding tilbøjeligt til at revne chloridspændingskorrosion. Jo højere temperatur og jo højere kloridkoncentration, jo hurtigere er krakningshastigheden. Derudover kan miljøer såsom høj-alkaliopløsning og hydrogensulfid også inducere SCC af austenitisk rustfrit stål.
Trækspændingen, der fremkalder SCC, kommer fra flere kilder. For det første tegner restspænding genereret under fremstillingsprocesser såsom koldtrækning, bukning og svejsning sig normalt for den største andel. Svejserestspænding er den mest almindelige årsag til SCC nær svejsninger. For det andet arbejdsspænding genereret under drift, såsom termisk stress forårsaget af temperaturændringer, trykspænding af væske i røret osv. For det tredje installationsspænding forårsaget af forkert installation og tvungen samling. Så længe trækspændingen overstiger en vis tærskel, kan den blive drivkraften for SCC under påvirkning af ætsende medier.
Spændingskorrosionsrevner har typiske morfologiske egenskaber. Revnerne er for det meste forgrenede og strækker sig langs korngrænser (intergranulær SCC) eller gennemtrængende korn (transgranulær SCC). Bruddet er skørt uden tydelig plastisk deformation, og røret knækker pludseligt uden varsel. Placeringsmæssigt forekommer SCC ofte i svejsevarme-påvirkede zoner, bøjningspositioner og steder med stor restspænding, hvilket er meget forskelligt fra ensartet korrosion, der opstår på hele overfladen.
Forebyggelse af spændingskorrosionsrevner bør starte fra flere led. For det første skal materialevalg - bruge lav-kulstof 316L eller høj-molybdæn superaustenitisk rustfrit stål, eller opgrader direkte til duplex rustfrit stål eller titaniummaterialer i svære miljøer. Duplex rustfrit stål har meget bedre SCC-modstand end 316 austenitisk rustfrit stål. For det andet skal spændingskontrol - anvende spændingsaflastende udglødning efter svejsning og koldbearbejdning for at eliminere resterende spænding; optimere strukturelt design for at undgå stresskoncentration; standardisere installationen for at undgå tvungen samling. For det tredje reducerer mediumkontrol - chloridionkoncentrationen i mediet, kontrollerer oxygenindholdet og tilføjer korrosionsinhibitorer på passende vis. For det fjerde undgår temperaturkontrol - så meget som muligt-langtidsdrift i det høje-følsomme temperaturområde på 100-250 grader.
Tabel 1 Nøglefaktorer, der påvirker SCC af 316 rustfrit stål og forebyggelse
表格
| Indflydelsesfaktor | Handlingsmekanisme | Forebyggende foranstaltning |
|---|---|---|
| Kloridionkoncentration | Accelererer passiv filmnedbrydning og revneudbredelse | Kontroller Cl⁻-indhold, brug demineraliseret vand |
| Temperatur | SCC-hastigheden stiger eksponentielt med temperaturen | Reducer driftstemperaturen, undgå 100-250 graders følsom zone |
| Resterende trækspænding | Giver drivkraft til sprækkeudbredelse | Afspændingsudglødning efter svejsning/formning |
| Koldt arbejde & svejsning | Indfør høj restbelastning, sensibiliser strukturen | Brug 316L, efter-varmebehandling |
| Iltindhold | Fremskynder katodereaktion og revnevækst | Deoxygenér mediet, tilsæt inhibitorer |
| Materialekvalitet | Austenitisk rustfrit stål er SCC-følsomt | Opgrader til duplex stål eller titanium til højrisikoscenarier |
Omfattende forebyggelse fra dimensioner af materiale, spænding og medium kan effektivt undgå risikoen for spændingskorrosion af 316 varmerør i rustfrit stål.
