316 paslanmaz çelik ısıtma boruları yüksek sıcaklık ve aerobik ortamda uzun süre çalıştığında, yüzeydeki krom-zengin pasif film yavaş yavaş oksitlenecek, kalınlaşacak, çatlayacak ve soyulacaktır. Yeni baz metal, gevşek demir-krom oksit tabakasını oluşturmak için sürekli olarak oksijenle reaksiyona girer. Oksit tabakası, ısıl döngü ve orta derecede ovalama nedeniyle pullar halinde düşer, bu da boru duvarının sürekli incelmesine neden olur. Aşırı oksit tabakası aynı zamanda ısı değişim verimliliğini azaltacak, boru hattı geçişlerini tıkayacak ve hatta bölgesel aşırı ısınmaya ve ısıtma borusunda delinme sızıntısına neden olacaktır. Bu yüksek-sıcaklık oksidasyon hasarı, sıcak havaya, baca gazına ve açık termal ortama maruz kalan ısıtma ekipmanlarında yaygındır.
1. Yüksek-Sıcaklıkta Oksidasyon ve Ölçeklendirme Mekanizması
Oda sıcaklığında ince ve kompakt bir krom oksit filmi, matrisi oksijenden izole eder. Sıcaklık hassas oksidasyon sıcaklığı aralığının üzerine çıktığında metal iyonlarının ve oksijen atomlarının difüzyon hızı keskin bir şekilde hızlanır. Krom elementleri oksit film oluşturmak üzere dışarı doğru hareket eder, ancak film kalınlaşır ve dayanıklılığını kaybeder. Oksit tabakası ile çelik alt tabaka arasındaki termal genleşme uyumsuzluğu, iç gerilime neden olur, çatlakları tetikler ve koruyucu tabakanın dökülmesini sağlar. Taze çelik yüzey açığa çıkar ve ikincil oksidasyona uğrayarak kalın katmanlı pas birikintisi biriktirir. Gevşek oksit tabakası oksijenin sızmasını engelleyemez, dolayısıyla oksidasyon tabaka tabaka içeriye doğru ilerleyerek boru duvarı malzemesini sürekli olarak tüketir. Elektrokimyasal korozyondan farklı olarak bu arıza, yüksek sıcaklığın neden olduğu kimyasal oksidasyon reaksiyonundan kaynaklanır.
2. Oksidasyon Ölçeklendirmesine Eğilimli Tipik Pozisyonlar
Doğrudan yüksek-sıcaklıktaki sıcak havaya, baca gazına ve fırın radyasyonuna maruz kalan ısıtma tüplerinin dış duvarı;
Yüksek-sıcaklıkta buhar ve oksijen-içeren proses ortamına sahip boru hatlarının iç duvarı;
Düzensiz metalografik yapıya ve zayıf oksidasyon direncine sahip kaynak dikişleri ve{0}ısıdan etkilenen bölgeler;
Gaz{0}}sıvının dönüşümlü olarak değiştiği ve gaz fazı bölümünde oksidasyon reaksiyonunun yoğunlaştığı sıvı seviye çizgisi;
Dış-korozyon koruması olmayan ve uzun-dönemli açık yüksek-sıcaklık hizmeti olmayan boru bölümleri.
3. Oksidasyon Hasarını Hızlandıran Temel Faktörler
Uzun-süreli servis sıcaklığı, 316 paslanmaz çeliğin tavsiye edilen sürekli kullanım sıcaklığını aşıyor;
Çevreleyen atmosferde veya iç ortamda yüksek oksijen içeriği ve nem;
Oksit filmin tekrarlanan termal gerilime bağlı olarak parçalanmasına yol açan sık sıcaklık artışı ve düşüşü;
Orijinal pasif filmi tahrip eden ve tercihli oksidasyona neden olan yüzey çizikleri ve mekanik hasar;
Düzenli kireç giderme bakımı gerekmez, kalın oksit tabakası yerel aşırı ısınmayı ve malzeme kaybını hızlandırır.
4. Çok-Bütün-Bağlantı Önleme Teknik Önlemleri
① Uzun-süreli sürekli çalışma sıcaklığını kesinlikle sınırlayın
Malzeme oksidasyon direnci sınırını aşan uzun-süreli aşırı-sıcaklık çalışmasını önlemek için üst sıcaklık kilidini ayarlayın.
② Dış ortamı kapatarak oksijen temasını izole edin
Hava ve baca gazı erozyonunu kesmek için dış duvara ısı yalıtımını ve -antioksidasyon kaplamasını sarın.
③ Proses ortamına deoksidan ekleyin
Boru hattı içindeki çözünmüş oksijeni azaltmak ve dahili oksidasyon reaksiyonunu yavaşlatmak için indirgeyici maddeler enjekte edin.
④ Düzenli olarak kimyasal dekapaj ve kireç çözme işlemi gerçekleştirin
Isı birikimini ve daha fazla matris korozyonunu önlemek için kalın oksit tabakasını periyodik olarak temizleyin.
⑤ Kullanıma almadan önce yüzey pasivasyon işlemini gerçekleştirin
Başlangıçtaki yüksek sıcaklıktaki oksidasyona karşı-performansı geliştirmek için düzgün ve yoğun bir krom{{0}zengin oksit filmi oluşturun.
5. Önleme Etkisi Karşılaştırma Tablosu
表格
| Servis Durumu ve Koruma Modu | Oksidasyon Ölçekleme Riski | Önerilen Optimizasyon Planı |
|---|---|---|
| Çıplak boru + açık yüksek-sıcaklıklı aerobik ortam | Hızlı kalın ölçeklendirme ve duvar inceltme | Hemen dış kaplamayı ve sıcaklık sınırı kontrolünü ekleyin |
| Yüzey pasivasyonu + sıcaklık kontrolü + periyodik kireç giderme | Oksidasyon birikimini etkili bir şekilde yavaşlatın | Standart işletme bakım spesifikasyonu |
| Yalıtımlı yalıtım kaplaması + orta düzeyde deoksidasyon işlemi | Minimum yüksek-sıcaklıkta oksidasyon eğilimi | Uzun-dönemli-yüksek sıcaklıkta ısıtma çalışma koşulu tercih edilen şeması |
Çözüm
316 ısıtma borusundaki yüksek-sıcaklık oksidasyon ölçeklendirmesi, oksijen ve metal elementlerin yüksek-sıcaklık ile hızlandırılmış difüzyonundan kaynaklanır, bu da oksit tabakasının sürekli büyümesine ve soyulmasına ve matris malzeme tüketimine neden olur. Temel önleme fikirleri, oksidasyon kinetiğini azaltmak için servis sıcaklığının kontrol edilmesi, sızdırmazlık koruması yoluyla oksijenin izole edilmesi, ortamdaki çözünmüş oksijenin ortadan kaldırılması, pasif filmin bütünlüğünün korunması ve birikmiş tortunun düzenli olarak giderilmesidir. Çalışma parametrelerinin kapsamlı kontrolü, harici koruma ve rutin bakım, uzun-süreli yüksek-sıcaklıktaki oksidasyonun neden olduğu ısıtma borusu arızasını temel olarak önleyebilir.
