Όρια εφαρμογής και μειονεκτήματα των σωλήνων θέρμανσης 316 από ανοξείδωτο χάλυβα

Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316 θεωρείται από καιρό ως ένα ευέλικτο αντιδιαβρωτικό υλικό σωλήνων θέρμανσης και χρησιμοποιείται ευρέως σε όλες τις βιομηχανίες. Ωστόσο, έχει σαφείς περιορισμούς εφαρμογής και εγγενή μειονεκτήματα που δεν μπορούν να αγνοηθούν. Η τυφλή επιλογή του 316 χωρίς αξιολόγηση των συνθηκών εργασίας συχνά οδηγεί σε πρόωρη βλάβη του εξοπλισμού, συχνή αντικατάσταση και αυξημένα συνολικά λειτουργικά έξοδα. Η αποσαφήνιση του πεδίου εφαρμογής και των αδυναμιών του βοηθά τους μηχανικούς να λαμβάνουν πιο ορθολογικές αποφάσεις επιλογής υλικού.

Ο πρώτος σημαντικός περιορισμός έγκειται στην κακή αντίσταση σε περιβάλλοντα υψηλής συγκέντρωσης χλωρίου-. Το στοιχείο μολυβδαινίου στο 316 ενισχύει την αντίστασή του στη διάτρηση σε σύγκριση με τον συνηθισμένο ανοξείδωτο χάλυβα 304, ωστόσο το παθητικό φιλμ οξειδίου του μπορεί ακόμα να τρυπηθεί από ιόντα χλωρίου πάνω από ένα ορισμένο όριο συγκέντρωσης και θερμοκρασίας. Όταν η περιεκτικότητα σε ιόντα χλωρίου υπερβαίνει τα 200 ppm και η θερμοκρασία ανεβαίνει πάνω από 60 βαθμούς, η διάβρωση με κοιλότητες και η διάβρωση ρωγμών τείνουν να αναπτύσσονται γρήγορα. Στα συστήματα κυκλοφορίας θαλασσινού νερού, κορεσμένης άλμης και αφαλάτωσης, οι σωλήνες θέρμανσης 316 συνήθως αποτυγχάνουν μέσα σε 1 έως 3 χρόνια, πολύ μικρότερη από τη διάρκεια ζωής των εναλλακτικών λύσεων από τιτάνιο ή διπλό ανοξείδωτο χάλυβα.

Δεύτερον, το 316 έχει κακή απόδοση σε αναγωγικά όξινα μέσα. Το υδροχλωρικό οξύ, το αραιό θειικό οξύ με αναγωγικές ακαθαρσίες και το υδροφθορικό οξύ μπορούν να διαλύσουν άμεσα την προστατευτική παθητική μεμβράνη του 316. Ακόμη και το υδροχλωρικό οξύ χαμηλής- συγκέντρωσης θα προκαλέσει εμφανή ομοιόμορφη διάβρωση και τοπική διάτρηση σε σύντομο χρονικό διάστημα. Σε αντίθεση με τους θερμαντήρες με επένδυση PFA-που είναι συμβατοί με όλα σχεδόν τα ανόργανα οξέα, το 316 είναι εντελώς ακατάλληλο για μακροχρόνια θέρμανση διαλυμάτων τουρσί που περιέχουν υδροχλωρικό οξύ.

Τρίτον, ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας 316 είναι ευαίσθητος στη διάβρωση λόγω καταπόνησης (SCC). Όταν η υπολειμματική τάση εφελκυσμού από την κάμψη και τη συγκόλληση συνυπάρχει με χλώριο-που περιέχει υψηλής-μέσο θερμοκρασίας, οι διακλαδισμένες ρωγμές θα διαδοθούν γρήγορα χωρίς εμφανή προ-παραμόρφωση αστοχίας. Τέτοια ξαφνική ρωγμή μπορεί να οδηγήσει σε διαρροή μέσου όρου και ακόμη και κινδύνους για την ασφάλεια σε σφραγισμένο εξοπλισμό αντίδρασης. Ο διπλός ανοξείδωτος χάλυβας και το βιομηχανικό τιτάνιο έχουν πολύ ισχυρότερη αντι-ικανότητα SCC υπό ίδιες διαβρωτικές συνθήκες.

Τέταρτον, υπάρχει κίνδυνος διακοκκώδους διάβρωσης σε συγκολλημένα προϊόντα 316. Κατά τη διάρκεια των θερμικών κύκλων συγκόλλησης μεταξύ 450 μοιρών και 850 μοιρών, τα καρβίδια του χρωμίου καθιζάνουν κατά μήκος των ορίων των κόκκων, εξαντλώντας το χρώμιο κοντά στα όρια των κόκκων και εξασθενίζοντας την αντίσταση στη διάβρωση. Αν και 316 λίτρα χαμηλής-βαθμίδας άνθρακα μετριάζει αυτό το ελάττωμα, δεν μπορεί να εξαλείψει πλήρως τον κίνδυνο κάτω από παρατεταμένη συντήρηση υψηλής- θερμοκρασίας.

Εκτός από τα ελαττώματα διάβρωσης, το 316 έχει επίσης μειονεκτήματα στη φυσική και πρακτική χρήση. Η θερμική του αγωγιμότητα είναι σχετικά χαμηλή, με αποτέλεσμα την αργή απόδοση μεταφοράς θερμότητας σε σύγκριση με τον ανθρακούχο χάλυβα και τον χαλκό. Επιπλέον, η επιφάνεια είναι επιρρεπής σε άλατα και οργανική πρόσφυση κατά τη διάρκεια της υγρής θέρμανσης. Τα στρώματα απολέπισης μειώνουν περαιτέρω τη θερμική απόδοση και δημιουργούν περιβάλλοντα ρωγμών που επιταχύνουν την τοπική διάβρωση, απαιτώντας τακτικό χημικό καθαρισμό που εισάγει επιπλέον εργασίες συντήρησης.

Πίνακας 1 Μη ισχύουσες συνθήκες εργασίας και συνιστώμενα υποκατάστατα υλικά για 316 σωλήνες θέρμανσης

表格

Η αναγνώριση της οριακής απόδοσης και των εγγενών μειονεκτημάτων του ανοξείδωτου χάλυβα 316 αποφεύγει την υπερβολική-εξάρτηση από αυτό το μεμονωμένο υλικό και βελτιστοποιεί τη μακροπρόθεσμη-σταθερότητα και την οικονομική απόδοση του εξοπλισμού θέρμανσης.