Kada 316 cijevi za grijanje od nehrđajućeg čelika rade dugo vremena pod visokim temperaturama i aerobnim okruženjem, hrom-bogat pasivni film na površini će se postepeno oksidirati, zgusnuti, pucati i ljuštiti. Novi osnovni metal kontinuirano reaguje sa kiseonikom da bi stvorio labavi kamenac gvožđe-hrom-oksida. Sloj oksida pada u ljuspicama pod termičkim ciklusom i srednjem pražnjenjem, što rezultira kontinuiranim stanjivanjem stijenke cijevi. Prekomjerni oksidni kamenac će također smanjiti efikasnost izmjene topline, blokirati prolaze cjevovoda, pa čak i uzrokovati lokalno pregrijavanje i curenje kroz perforaciju cijevi za grijanje. Ova -oštećenja oksidacijom pri visokim temperaturama su uobičajena u opremi za grijanje izloženoj vrućem zraku, dimnom plinu i otvorenom termalnom okruženju.
1. Visokotemperaturna oksidacija i mehanizam skaliranja
Na sobnoj temperaturi, tanak i kompaktan film hrom oksida izoluje matriks od kiseonika. Jednom kada temperatura poraste iznad osjetljivog temperaturnog raspona oksidacije, brzina difuzije metalnih jona i atoma kisika naglo se ubrzava. Elementi hroma migriraju prema van i formiraju oksidni film, ali film postaje deblji i gubi žilavost. Neusklađenost termičke ekspanzije između oksidnog kamenca i čelične podloge stvara unutrašnje naprezanje, izazivajući pukotine i osipanje zaštitnog sloja. Svježa čelična površina je izložena i podvrgava se sekundarnoj oksidaciji, akumulirajući debeli slojevi rđe. Labavi oksidni sloj ne može spriječiti infiltraciju kisika, pa se oksidacija odvija prema unutra sloj po sloj, trošeći materijal stijenke cijevi kontinuirano. Za razliku od elektrohemijske korozije, ovim kvarom dominira reakcija hemijske oksidacije koju pokreće visoka temperatura.
2. Tipične pozicije sklone oksidaciji
Vanjski zid cijevi za grijanje direktno izložen visoko{0}temperaturnom vrućem zraku, dimnim plinovima i zračenju peći;
Unutrašnji zid cjevovoda sa visoko{0}}parom i kisikom-koji sadrži procesni medij;
Zavareni šavovi i toplinski{0}}zahvaćene zone sa neujednačenom metalografskom strukturom i slabom otpornošću na oksidaciju;
Linija nivoa tečnosti gde se gas{0}}tečnost smenjuje i oksidaciona reakcija se intenzivira na delu gasne faze;
Dijelovi cijevi bez vanjske anti-zaštite od korozije i dugotrajnog-otvorenog rada na visokim{2}}ima.
3. Ključni faktori koji ubrzavaju oksidaciona oštećenja
Dugotrajna{0}}temperatura rada koja prelazi preporučenu temperaturu kontinuirane upotrebe od nerđajućeg čelika 316;
Visok sadržaj kiseonika i vlage u okolnoj atmosferi ili unutrašnjem mediju;
Česti porast i pad temperature dovode do ponovnog termičkog naprezanja lomljenja oksidnog filma;
Površinske ogrebotine i mehanička oštećenja uništavaju originalni pasivni film i izazivaju preferencijalnu oksidaciju;
Nema redovnog održavanja uklanjanja kamenca, gusti oksidni kamenac ubrzava lokalno pregrijavanje i gubitak materijala.
4. Tehničke mjere za sprječavanje više-dimenzionalnih cijelih-veza
① Strogo ograničite-trajnu kontinuiranu radnu temperaturu
Postavite gornju temperaturnu blokadu da izbjegnete dugotrajni-preko-operativni rad koji prelazi granicu otpornosti materijala na oksidaciju.
② Izolujte kontakt kiseonika zatvaranjem spoljašnjeg okruženja
Zamotajte toplinsku izolaciju i anti-oksidacione obloge na vanjski zid kako biste prekinuli eroziju zraka i dimnih plinova.
③ Dodajte deoksidans u procesni medijum
Ubrizgajte redukcione agense za smanjenje rastvorenog kiseonika unutar cevovoda i usporavanje unutrašnje oksidacione reakcije.
④ Redovno obavljajte hemijsko kiseljenje i uklanjanje kamenca
Povremeno uklanjajte debeli oksidni kamenac kako biste spriječili akumulaciju topline i daljnju koroziju matrice.
⑤ Provedite površinsku pasivizaciju prije stavljanja u upotrebu
Formirajte ujednačen i gust oksidni film bogat-kromom kako biste poboljšali početne performanse antioksidacije na visokim{1}}temperaturama-.
5. Tabela poređenja efekata prevencije
表格
| Servisni uvjeti i način zaštite | Rizik od oksidacije | Preporučeni plan optimizacije |
|---|---|---|
| Gola cijev + otvorena aerobna-aerobna sredina | Brzo skidanje debljine i stanjivanje zidova | Odmah dodajte vanjsku oblogu i kontrolu ograničenja temperature |
| Pasivacija površine + kontrola temperature + periodično uklanjanje kamenca | Efikasno usporava nakupljanje oksidacije | Standardna specifikacija operativnog održavanja |
| Zapečaćena izolaciona obloga + srednja deoksidacija | Minimalna sklonost oksidaciji-pri visokim temperaturama | Poželjna šema za dugotrajno-visoko{1}}grejanje na visokim temperaturama radni uvjeti |
Zaključak
Visoko{0}}Oksidacijsko skaliranje na 316 grijaćih cijevi uzrokovano je visoko{2}}ubrzanom difuzijom kisika i metalnih elemenata na visokim temperaturama, što rezultira kontinuiranim rastom i ljuštenjem oksidnog sloja i potrošnjom materijala matrice. Osnovne ideje prevencije su kontrola radne temperature kako bi se smanjila kinetika oksidacije, izolacija kisika kroz zaštitu za zaptivanje, eliminacija otopljenog kisika u mediju, održavanje integriteta pasivnog filma i redovno uklanjanje nakupljenog kamenca. Sveobuhvatna kontrola radnih parametara, vanjska zaštita i rutinsko održavanje mogu u osnovi izbjeći kvar cijevi za grijanje uzrokovan dugotrajnom-visokotemperaturnom{6}}oksidacijom.
