Yüksek-sıcaklık oksidasyon korozyonu esas olarak ısıtma borusunun kuru yanma veya gaz-fazında ısıtma koşulları altında 500 derecenin üzerindeki havaya maruz kalması durumunda meydana gelir. Atmosferdeki oksijen, metal yüzeyindeki demir, krom ve nikel elementleriyle reaksiyona girerek oksit pulları oluşturur. Oksit tabakası gevşektir ve sürekli olarak soyulması kolaydır; bu da boru duvarının giderek incelmesine, malzemenin kırılganlaşmasına ve yerel delinme hasarına neden olur. Bu arıza genellikle sıvı ısıtma ekipmanının ve kuru fırın ısıtma boru hatlarının sıvı seviyesinin üzerindeki açıkta kalan bölümde görülür.
1. Oksidasyon Reaksiyonu Prensibi
Normal sıcaklıkta 316 paslanmaz çelik, oksidasyonu engellemek için kompakt bir krom oksit pasif film oluşturur. Sıcaklık keskin bir şekilde yükseldiğinde ve kritik oksidasyon sıcaklığını aştığında orijinal koruyucu film yok edilir. Krom, demir ve nikel, Cr₂O₃, FeO ve Fe₂O₃ dahil olmak üzere karışık oksitler oluşturmak için sırayla oksidasyon reaksiyonlarına girer. Yeni oluşan oksit tabakası, ana metalden büyük bir termal genleşme katsayısı farkına sahiptir. Soğuk ve sıcak değişimli işlemler sırasında oksit tabakası çatlar ve düşer, böylece taze metal matris açığa çıkar. Matris tekrar tekrar oksitlenir ve soyulur ve borunun duvar kalınlığı yıldan yıla azalır. Su buharı içeren yüksek- sıcaklıktaki havada, su molekülleri oksit tabakasına nüfuz edecek ve tane sınırları boyunca iç oksidasyonu hızlandırarak taneler arası oksidasyon hasarına neden olacaktır.
2. Tipik Oluşum Pozisyonları
Sıvı seviyesi hattı üst açıkta kalan boru bölümü: Orta düzeyde soğutma olmaksızın sıcak havada-uzun süreli kuru yanma, yüzey sıcaklığı daldırılan kısmın çok üzerindedir;
Isıtma borusu uçları ve kablo terminalleri: Yetersiz ısı dağılımı, yerel aşırı ısınmaya ve öncelikli oksidasyon renginin bozulmasına neden olur;
Fırın ısıtma ısıtma boruları: Sıvı izolasyonu olmadan tamamen yüksek-sıcaklıktaki gaz ortamına maruz kalır.
3. Temel Hızlanma Koşulları
Sıvıya daldırma olmadan sürekli kuru yanma, ultra-yüksek yüzey sıcaklığına yol açan orta ısı dağılımının olmaması;
Oksit koruyucu filmi aşındıran ve yok eden, yüksek nem veya kükürt-içeren baca gazı ortamı;
Termal döngüleri sık sık başlatıp-durdurarak oksit katmanlarının tekrar tekrar soyulup yenilenmesini sağlar;
Boru yüzeyindeki çizikler ve pasivasyon filmi hasarı, başlangıçtaki-oksidasyon önleyici bariyeri kaybeder.
4. Çok-Boyutlu Önleme ve Kontrol Tedbirleri
① Sıvı seviyesi kilitleme korumasını takın
Sıvı seviyesi algılama bağlantısını kurun ve cihazı kapatın. Sıvı seviyesi güvenli daldırma yüksekliğinin altına düştüğünde, kuru yanmayı ve yüksek-sıcaklıktaki gaz-faz oksidasyonunu tamamen ortadan kaldırmak için gücü derhal kesin.
② Güç yoğunluğu tasarımını optimize edin
Isı dağıtım koşullarına göre ısıtma gücünü makul şekilde eşleştirin, aşırı tek-noktalı ısı yükünden kaçının, yerel aşırı ısınma sıcaklığının 316 malzemenin oksidasyon önleyici sınırını- aşmasını önleyin.
③ Yüzey-oksidasyon önleme işlemini güçlendirin
Krom-zengin yüzey filminin kompaktlığını ve yüksek-sıcaklık stabilitesini geliştirmek için entegre pasifleştirme veya elektro-parlatma gerçekleştirin; uzun-dönemli gaz ısıtmalı çalışma koşulları için, dış duvara yüksek-sıcaklık önleyici-oksidasyon kaplama uygulanabilir.
④ Aşındırıcı gaz ortamını izole edin
Kükürt-içeren ve nemli, yüksek- sıcaklıktaki baca gazında çalışan ısıtma boruları için sızdırmaz dış kılıf veya inert gaz koruması ekleyin, matris ile oksidatif atmosfer arasındaki doğrudan teması azaltın.
⑤ Malzeme kalitesinin yükseltilmesi
Uzun süreli-yüksek-sıcaklığa maruz kalan çalışma koşulları için, 316'yı, daha yüksek krom nikel içeriğine ve mükemmel yüksek-sıcaklığa karşı-oksidasyona ve-soyulma önleyici performansa sahip olan 310S yüksek-sıcaklığa dayanıklı paslanmaz çelikle değiştirin.
5. Önleme Etkisi Karşılaştırma Tablosu
表格
| Kontrol Modu | Oksidasyon Korozyon Derecesi | Uygulama Önerisi |
|---|---|---|
| Sıvı seviyesi koruması yok + uzun-süreli kuru yanma | Şiddetli oksidasyon ve soyulma | Ekipman tasarımında kesinlikle yasaktır |
| Sıvı seviyesi kilidi + standart güç yapılandırması | Temel belirgin oksidasyon yok | Geleneksel sıvı ısıtma standart şeması |
| 310S yüksek-sıcaklık çeliğine + gaz izolasyonuna yükseltme | Uzun-vadeli stabil anti-oksidasyon | Yüksek-sıcaklık fırını ve gazlı ısıtma ekipmanı |
Çözüm
316 ısıtma borusunun yüksek-sıcaklıktaki oksidasyonu, esas olarak metal elementlerin aşırı ısınma koşulları altında atmosferik oksijen tarafından sürekli tüketilmesidir. En temel yöntem, elektrik kontrol bağlantısındaki kuru yanmanın aşırı ısınmasını ortadan kaldırmaktır. Özel çalışma koşulları için yüzey koruma işlemi ve hedeflenen malzeme değişimi ile birleştirildiğinde, yüksek-sıcaklıktaki oksidasyon incelmesi ve ısıtma tüplerinin soyulmasından kaynaklanan kayıp etkili bir şekilde önlenebilir.
