Κατά τη διάρκεια της ψυχρής κάμψης, σφράγισης, συγκόλλησης και μηχανικής κατεργασίας, 316 σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα διατηρούν αναπόφευκτα την υπολειπόμενη τάση εφελκυσμού στο εσωτερικό του υλικού. Όταν τέτοια εξαρτήματα βυθίζονται σε χλωριούχο-που περιέχει βιομηχανικά μέσα υψηλής-θερμοκρασίας, η υπολειπόμενη εφελκυστική τάση συνεργάζεται με διαβρωτικά ιόντα για να πυροδοτήσει τη διάβρωση λόγω καταπόνησης (SCC). Αυτή η λειτουργία αστοχίας διαθέτει κρυφή εκκίνηση, ταχεία διάδοση ρωγμών και καμία προφανή προειδοποίηση πλαστικής παραμόρφωσης. Οι μικρο-ρωγμές βλασταίνουν από ελαττώματα επιφανειακών κοιλωμάτων, εκτείνονται κατά μήκος των ορίων των κόκκων ή διακοκκώδη και τελικά οδηγούν σε ξαφνική ρήξη σωλήνα και μέση διαρροή. Πολλοί κατασκευαστές δίνουν προσοχή στην ακρίβεια των διαστάσεων και στην ποιότητα εμφάνισης μόνο μετά τη διαμόρφωση, αγνοώντας την ανίχνευση και την εξάλειψη της υπολειπόμενης τάσης. Σε περιβάλλοντα που περιέχουν άλατα Επομένως, ο αποτελεσματικός έλεγχος της υπολειπόμενης τάσης είναι απαραίτητος για την αποφυγή ρωγμών λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης και για την εγγύηση της μακροπρόθεσμης δομικής ασφάλειας των σωλήνων θέρμανσης.
Ο μηχανισμός της διάβρωσης που προκαλείται από το χλωρίδιο-που προκαλείται από καταπόνηση βρίσκεται στη συνεργική επίδραση της εφελκυστικής τάσης και της ηλεκτροχημικής διάβρωσης. Τα ιόντα χλωρίου διασπούν την ακεραιότητα της επιφανειακής πάθης-πλούσιας μεμβράνης χρωμίου, σχηματίζοντας τοπικές ανοδικές κοιλότητες διάλυσης. Η υπολειπόμενη εφελκυστική τάση συγκεντρώνεται στο άκρο του λάκκου, ανοίγοντας συνεχώς μικροσκοπικά κενά ρωγμών και εμποδίζοντας την παθητική αυτοεπισκευή του φιλμ-. Το φρέσκο μέταλλο μέσα στις ρωγμές συνεχίζει να διαλύεται ανοδικά, ωθώντας τις ρωγμές να επεκταθούν σταδιακά. Οι σωλήνες θέρμανσης που επεξεργάζονται ψυχρή-έχουν υψηλότερη υπολειμματική τάση εφελκυσμού, η οποία μειώνει σημαντικά την κρίσιμη συγκέντρωση χλωρίου και το όριο θερμοκρασίας για το SCC. Οι ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα συγκόλλησης{9}}είναι επίσης τυπικές περιοχές υψηλού{10}}επικινδύνου, όπου οι ανομοιόμορφοι θερμικοί κύκλοι οδηγούν σε σοβαρή συσσώρευση τάσεων και ευαισθητοποίηση υλικού, επιταχύνοντας περαιτέρω την έναρξη της ρωγμής.
Αυτή η έρευνα προτείνει τέσσερα συστηματικά τεχνικά μέτρα για τον περιορισμό του SCC: ανόπτηση ανακούφισης υπολειπόμενης τάσης, βελτιστοποιημένες παράμετροι ψυχρής διαμόρφωσης, ενίσχυση επιφανειακής θλιπτικής τάσης και τοπική απομόνωση κινδύνου διάβρωσης.
Πρώτον, υιοθετείται η ανόπτηση ανακούφισης από την πίεση σε χαμηλή-θερμοκρασία για σωλήνες θέρμανσης με κρύο-καμπτόμενο, συγκολλημένο και λεπτό-τοίχωμα. Τα τεμάχια εργασίας θερμαίνονται στους 250–350 βαθμούς και διατηρούνται για 60–120 λεπτά πριν από την αργή ψύξη του φούρνου. Αυτή η διαδικασία μπορεί να απελευθερώσει το μεγαλύτερο μέρος της κατεργασίας και της συγκόλλησης από την υπολειπόμενη εφελκυστική τάση χωρίς να αλλάξει τις μηχανικές ιδιότητες και την αντίσταση στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα 316. Για εξαρτήματα με σύνθετη παραμόρφωση σχηματισμού, η επεξεργασία ανόπτησης διαλύματος στις 1050 μοίρες μπορεί να εξαλείψει πλήρως την καταπόνηση και την ευαισθητοποίηση της συγκόλλησης, η οποία είναι κατάλληλη για σκληρές συνθήκες εργασίας χλωριούχου{12}}υψηλής θερμοκρασίας.
Δεύτερον, οι διαδικασίες ψυχρής διαμόρφωσης βελτιστοποιούνται για τη μείωση των αρχικών επιπέδων καταπόνησης. Η ελάχιστη ακτίνα κάμψης δεν πρέπει να είναι μικρότερη από τρεις φορές την εξωτερική διάμετρο του σωλήνα για να αποφευχθεί η υπερβολική τάση εφελκυσμού στην επιφάνεια του εξωτερικού τόξου. Η σταδιακή κάμψη πολλαπλών διελεύσεων αντικαθιστά μια-αιχμηρή διαμόρφωση για να διασκορπίσει την κατανομή των τάσεων και να αποτρέψει την τοπική συγκέντρωση τάσεων. Η συγκόλληση υιοθετεί τμηματοποιημένη συγκόλληση χαμηλής εισόδου θερμότητας με εξαναγκασμένη ταχεία ψύξη, η οποία περιορίζει τη ζώνη που επηρεάζεται από την υψηλή-θερμότητα-καταπόνησης και αποφεύγει την υπέρθεση της θερμικής τάσης και το σχηματισμό υπολειπόμενης τάσης.
Τρίτον, εφαρμόζεται η επεξεργασία επιφανειακής βολής peening για τη μετατροπή της επιφανειακής τάσης εφελκυσμού σε ομοιόμορφη θλιπτική τάση. Μικροσκοπικές βολές από χάλυβα υψηλής ταχύτητας-βομβαρδίζουν το εξωτερικό τοίχωμα του σωλήνα, σχηματίζοντας ένα πυκνό πλαστικό στρώμα παραμόρφωσης. Η επιφανειακή θλιπτική καταπόνηση μπορεί να περιορίσει αποτελεσματικά το άνοιγμα και τη διάδοση των άκρων μικρο-ρωγμών, αποκόπτοντας ουσιαστικά την απαραίτητη κατάσταση εφελκυσμού για το SCC. Αυτή η τεχνολογία είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για κάμψη τμημάτων, ραφές συγκόλλησης και άλλες θέσεις συγκέντρωσης τάσεων υψηλού κινδύνου.
Τέταρτον, ο έλεγχος περιβαλλοντικών παραμέτρων μειώνει την κινητήρια δύναμη του SCC. Χαμηλώστε κατάλληλα τη θερμοκρασία λειτουργίας του μέσου και αποφύγετε τη μακροχρόνια-υπηρεσία πάνω από 60 βαθμούς σε περιβάλλοντα με υψηλό-χλωρίδιο. Η τακτική επεξεργασία καθαρισμού μειώνει τη συγκέντρωση ιόντων χλωρίου στο κυκλοφορούν υγρό, αποτρέποντας τον τοπικό εμπλουτισμό ιόντων κάτω από ιζήματα. Η ενισχυμένη παθητικοποίηση της επιφάνειας πυκνώνει την προστατευτική μεμβράνη για να καθυστερήσει την έναρξη της διάτρησης σε περιοχές συγκέντρωσης τάσεων.
Οι επιταχυνόμενες δοκιμές προσομοίωσης SCC δείχνουν ότι οι σωλήνες θέρμανσης μετά από θεραπεία ανακούφισης από το στρες και εκτόξευσης πυροβολισμού δεν έχουν διάδοση ρωγμών μετά από χιλιάδες ώρες δοκιμής εμβάπτισης χλωριούχων{0} σε υψηλή θερμοκρασία. Αντίθετα, τα μη επεξεργασμένα κρύα-σχηματισμένα δείγματα παράγουν διεισδυτικές ρωγμές τάσης μέσα σε μια σύντομη περίοδο δοκιμής. Τα δεδομένα βιομηχανικών εφαρμογών επαληθεύουν ότι τα τυποποιημένα μέτρα ελέγχου της τάσης μειώνουν το ποσοστό αστοχίας SCC των σωλήνων θέρμανσης κατά περισσότερο από 77%. Συμπερασματικά, η εξάλειψη της υπολειπόμενης τάσης εφελκυσμού, η βελτιστοποίηση των διαδικασιών διαμόρφωσης και συγκόλλησης, η εισαγωγή επιφανειακής θλιπτικής τάσης και η βελτίωση των συνθηκών του μέσου συντήρησης μπορούν να αποτρέψουν αποτελεσματικά τη διάβρωση λόγω τάσεων που προκαλείται από χλωρίδιο-. Αυτά τα μέτρα ελέγχου όλης-διαδικασίας εμποδίζουν τη συνεργιστική διαδρομή αστοχίας της καταπόνησης και της διάβρωσης, βελτιώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής ασφαλείας των 316 σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα σε σκληρά βιομηχανικά περιβάλλοντα.
