316 paslanmaz çeliğin çeşitli korozyon arıza modları arasında stres korozyon çatlaması (SCC) en tehlikeli formlardan biridir. Yavaş yavaş gelişen tekdüze korozyon ve oyuklanma korozyonundan farklı olarak gerilim korozyonu çatlaması sıklıkla aniden ortaya çıkar ve erken aşamada belirgin bir belirti göstermez. Bir kez meydana geldiğinde, hızla borunun yırtılmasına ve sızıntıya neden olur ve bu da ciddi üretim kazalarına neden olabilir. SCC'nin mekanizmasını ve oluşma koşullarını anlamak ve hedefe yönelik önleyici tedbirlerin alınması, 316 paslanmaz çelik ısıtma sistemlerinin güvenli çalışması için çok önemlidir.
Gerilmeli korozyon çatlaması aynı anda üç gerekli koşulu gerektirir: hassas malzeme, özel aşındırıcı ortam ve yeterli çekme gerilimi. Hiçbiri vazgeçilmez değil. 316 östenitik paslanmaz çelik için en tipik SCC ortamı, klorür iyonları ve yüksek sıcaklığın birleşimidir. Sıcaklık 60 dereceyi aştığında ve çözelti belirli bir konsantrasyonda klorür iyonları içerdiğinde, çekme gerilimi altındaki 316 paslanmaz çelik, klorür stresli korozyon çatlamasına eğilimlidir. Sıcaklık ve klorür konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa çatlama hızı da o kadar hızlı olur. Ayrıca, yüksek-konsantre alkali çözeltisi ve hidrojen sülfür gibi ortamlar da östenitik paslanmaz çeliğin SCC'sine neden olabilir.
SCC'yi tetikleyen çekme gerilimi birçok kaynaktan gelir. Birincisi, soğuk çekme, bükme ve kaynaklama gibi imalat süreçleri sırasında oluşan artık gerilim genellikle en büyük oranı oluşturur. Kaynak artık gerilimi, kaynakların yakınında SCC'nin en yaygın nedenidir. İkincisi, sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan termal stres, borudaki sıvının basınç stresi vb. gibi çalışma sırasında oluşan çalışma stresidir. Üçüncüsü, yanlış kurulum ve zorla montajdan kaynaklanan kurulum stresidir. Çekme gerilimi belirli bir eşiği aştığı sürece, aşındırıcı ortamın etkisi altında SCC'nin itici gücü haline gelebilir.
Gerilmeli korozyon çatlaması tipik morfolojik özelliklere sahiptir. Çatlaklar çoğunlukla dallanmış olup, tane sınırları boyunca (tanelerarası SCC) veya tanelere nüfuz eden (tanelerarası SCC) boyunca uzanır. Kırılma, belirgin bir plastik deformasyon olmadan kırılgandır ve boru, herhangi bir uyarı vermeden aniden kırılır. Konum açısından SCC genellikle kaynak ısısından-etkilenen bölgelerde, bükülme konumlarında ve büyük artık gerilime sahip yerlerde meydana gelir; bu, tüm yüzeyde meydana gelen tekdüze korozyondan çok farklıdır.
Gerilim korozyonu çatlağının önlenmesi, birden fazla bağlantıdan başlamalıdır. İlk olarak, malzeme seçiminde - düşük-karbonlu 316L veya yüksek-molibdenli süper östenitik paslanmaz çelik kullanılır veya zorlu ortamlarda doğrudan dubleks paslanmaz çelik veya titanyum malzemelere yükseltme yapılır. Dubleks paslanmaz çelik, 316 östenitik paslanmaz çeliğe göre çok daha iyi SCC direncine sahiptir. İkincisi, gerilim kontrolü - artık gerilimi ortadan kaldırmak için kaynak ve soğuk işlemden sonra gerilim giderme tavlamayı benimser; stres yoğunlaşmasını önlemek için yapısal tasarımı optimize edin; Zorunlu montajı önlemek için kurulumu standartlaştırın. Üçüncüsü, ortam kontrolü - ortamdaki klorür iyonu konsantrasyonunu azaltır, oksijen içeriğini kontrol eder ve korozyon önleyicileri uygun şekilde ekler. Dördüncüsü, sıcaklık kontrolü - mümkün olduğunca 100–250 derecelik yüksek-hassas sıcaklık aralığında uzun-süreli çalışmayı önler.
Tablo 1 316 Paslanmaz Çeliğin SCC'sini Etkileyen Temel Faktörler ve Önlenmesi
表格
| Etki Faktörü | Eylem Mekanizması | Önleme Tedbiri |
|---|---|---|
| Klorür İyon Konsantrasyonu | Pasif film bozulmasını ve çatlak yayılmasını hızlandırır | Cl⁻ içeriğini kontrol edin, demineralize su kullanın |
| Sıcaklık | SCC oranı sıcaklıkla birlikte üstel olarak artar | Çalışma sıcaklığını azaltın, 100–250 derece hassas bölgeden kaçının |
| Artık Çekme Gerilmeleri | Çatlak yayılması için itici güç sağlar | Kaynak/şekillendirme sonrası gerilim giderme tavlaması |
| Soğuk İş ve Kaynak | Yüksek artık gerilim sağlayın, yapıyı hassaslaştırın | 316L kullanın,-kaynak sonrası ısıl işlem |
| Oksijen İçeriği | Katot reaksiyonunu ve çatlak büyümesini hızlandırır | Ortamın oksijenini giderin, inhibitörler ekleyin |
| Malzeme Sınıfı | Östenitik paslanmaz çelik SCC'ye duyarlıdır | Yüksek risk senaryoları için dubleks çeliğe veya titanyuma yükseltme |
Malzeme, stres ve ortam boyutlarının kapsamlı bir şekilde önlenmesi, 316 paslanmaz çelik ısıtma borularının stres korozyonu çatlaması riskini etkili bir şekilde önleyebilir.
