Η καθοδική προστασία έχει εφαρμοστεί ευρέως σε θαμμένους και εγκατεστημένους παράκτιους σωλήνες θέρμανσης 316 από ανοξείδωτο χάλυβα για να αντιστέκονται στη διάβρωση του εδάφους και του αλατιού-στη διάβρωση της ομίχλης, ωστόσο η υπερβολική-προστασία προκαλεί συχνά αστοχία κρυφής ευθραυστότητας υδρογόνου, η οποία αγνοείται εύκολα στον μηχανολογικό σχεδιασμό. Όταν το εφαρμοζόμενο προστατευτικό δυναμικό είναι πολύ αρνητικό, τα ιόντα υδρογόνου στον περιβάλλοντα ηλεκτρολύτη λαμβάνουν ηλεκτρόνια στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα και μειώνονται σε ατομικό υδρογόνο. Μια μεγάλη ποσότητα ατομικού υδρογόνου διεισδύει στο μεταλλικό πλέγμα, συσσωρεύοντας στα όρια των κόκκων, τις εξαρθρώσεις και τα εσωτερικά ελαττώματα, τα οποία θα δημιουργήσουν τεράστια εσωτερική πίεση. Μόλις η τάση εφελκυσμού υπερβεί το όριο θραύσης υλικού, οι καθυστερημένες εύθραυστες ρωγμές ξεκινούν και διαστέλλονται γρήγορα μέσα στο τοίχωμα του σωλήνα. Διαφορετικά από τη συμβατική αστοχία διάβρωσης, η ευθραυστότητα του υδρογόνου εμφανίζεται χωρίς εμφανή χαρακτηριστικά διάβρωσης της επιφάνειας και μπορεί να εμφανιστούν ρωγμές μήνες ή και χρόνια μετά την έναρξη λειτουργίας, οδηγώντας εύκολα σε ξαφνικά ατυχήματα διάρρηξης σωλήνα. Πολλές περιπτώσεις εύθραυστων θραυσμάτων σωλήνων θέρμανσης υπό καθοδική προστασία δεν προκαλούνται από μέτρια διάβρωση αλλά από ακατάλληλη ρύθμιση παραμέτρων δυνητικού και μη ρυθμισμένη λειτουργία του συστήματος προστασίας. Επομένως, ο ακριβής έλεγχος των δυνατοτήτων και η συστηματική παρακολούθηση είναι ουσιαστικής σημασίας για την εξισορρόπηση του καθοδικού αντιδιαβρωτικού αποτελέσματος και της πρόληψης του κινδύνου ευθραυστότητας του υδρογόνου για εξοπλισμό θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα.
Η ευθραυστότητα του υδρογόνου του ανοξείδωτου χάλυβα 316 σχετίζεται στενά με την κατάσταση του υλικού, την καταπόνηση λειτουργίας και το δυναμικό προστασίας. Τα ψυχρά-καμπτόμενα τμήματα, οι ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα συγκόλλησης-και οι περιοχές με υπολειπόμενη εφελκυστική τάση έχουν υψηλότερη ικανότητα παγίδευσης υδρογόνου, καθιστώντας θέσεις υψηλού-κίνδυνου για ρωγμές που προκαλούν-το υδρογόνο. Σε περιβάλλοντα εξυπηρέτησης υψηλής-θερμοκρασίας και υψηλής- πίεσης, ο ρυθμός διάχυσης των ατόμων υδρογόνου επιταχύνεται, μειώνοντας σημαντικά την περίοδο επώασης της αστοχίας ευθραυστότητας. Δύο τυπικές ακατάλληλες λειτουργίες προκαλούν συχνά ευθραυστότητα του υδρογόνου: πρώτον, η ρύθμιση του δυναμικού καθοδικής προστασίας του ρεύματος που επικρατεί είναι πολύ αρνητικό για την επίτευξη ιδανικών{10}αντιδιαβρωτικών αποτελεσμάτων. δεύτερον, αδικαιολόγητη επιλογή ανόδων υψηλών{11}δυνητικών θυσιών χωρίς πιθανές περιοριστικές συσκευές. Ενώ η ανεπαρκής προστασία αποτυγχάνει να περιορίσει τη γαλβανική διάβρωση και τη διάβρωση του εδάφους, η υπερπροστασία θα οδηγήσει αναπόφευκτα σε διείσδυση υδρογόνου στο εσωτερικό της μήτρας από ανοξείδωτο χάλυβα. Μόνο με το κλείδωμα του δυναμικού εντός του ασφαλούς μεσοδιαστήματος μπορούν οι επιχειρήσεις να συνειδητοποιήσουν αποτελεσματική αντιδιαβρωτική-ζημία χωρίς να προκαλέσουν ζημιά λόγω ευθραυστότητας του υδρογόνου.
Πίνακας 1 Δυνατότητα ταξινόμησης καθοδικής προστασίας, επίπεδο κινδύνου και μέτρα ασφαλούς ελέγχου για σωλήνες θέρμανσης 316 από ανοξείδωτο χάλυβα
| Βαθμός δυναμικού (έναντι Cu/CuSO4)|Επίδραση Προστασίας|Κίνδυνος ευθραυστότητας υδρογόνου|Ισχύουσα Συνθήκη Εργασίας|Βασική Στρατηγική Ελέγχου|| ----|----|----|----|| Ανεπαρκής προστασία (＞-0,85 V)|Κακή, τοπική διάβρωση μπορεί να εμφανιστεί|Αμελητέα|Εσωτερικό έδαφος χαμηλής διάβρωσης|Ρυθμίστε το ρεύμα εξόδου για αρνητική μετατόπιση δυναμικού|| Βέλτιστο εύρος ασφαλείας (-0,85 V ~ -1,05 V)|Εξαιρετική αντιδιαβρωτική απόδοση|Πολύ χαμηλά|Τα περισσότερα θαμμένα και παράκτια έργα|Διατηρήστε το δυναμικό σταθερό με τον αυτόματο ελεγκτή σταθερού δυναμικού|| Οριακή υπερπροστασία (-1,05 V ~ -1,10 V)|Καλό αντιδιαβρωτικό αποτέλεσμα|Μεσαία|Απαγορεύεται για σωλήνες θέρμανσης ψυχρής επεξεργασίας|Εγκαταστήστε μονάδα περιορισμού δυναμικού για να διακόψετε το υπερβολικό ρεύμα|| Σοβαρή υπερπροστασία (＜-1,10 V)|Υπερβολική παροχή ηλεκτρονίων|Εξαιρετικά υψηλό|Δεν επιτρέπεται για κανέναν εξοπλισμό από ανοξείδωτο χάλυβα 316|Μείωση ρεύματος έκτακτης ανάγκης, επαναβαθμονόμηση παραμέτρων προστασίας |
Οι επιχειρήσεις πρέπει να εξοπλίσουν κάθε σταθμό καθοδικής προστασίας με ηλεκτρόδια αναφοράς και συσκευές αυτόματης παρακολούθησης δυναμικού για να πραγματοποιήσουν-κλειστή-ρύθμιση του ρεύματος εξόδου σε πραγματικό χρόνο. Για συστήματα θυσιαστικής προστασίας ανόδου, πρέπει να εγκατασταθούν συσκευές αποσύνδεσης με αντίσταση μεταξύ της ανόδου και του σωλήνα θέρμανσης για να αποφευχθεί η πιθανή μετατόπιση πέρα από το ασφαλές όριο. Προτού τεθεί επίσημα σε λειτουργία το σύστημα προστασίας, απαιτείται-βήμα προς-ενδεχόμενος εντοπισμός σφαλμάτων αντί για μία-πλήρη έξοδο ρεύματος. Βασικές ευάλωτες θέσεις, συμπεριλαμβανομένων των ραφών συγκόλλησης και των λυγισμένων τμημάτων, θα επισημαίνονται για περιοδική επιθεώρηση δινορευμάτων για τον έλεγχο των πρώιμων μικρορωγμών που προκαλούνται από υδρογόνο-. Όλα τα πιθανά αρχεία παρακολούθησης αρχειοθετούνται ταυτόχρονα με τα δεδομένα ιχνηλασιμότητας παρτίδας σωλήνων θέρμανσης και οι μη φυσιολογικές διακυμάνσεις του δυναμικού πρέπει να απορρίπτονται εντός 72 ωρών για να αποφευχθεί η μακροπρόθεσμη υπερπροστασία. Επιπλέον, συνιστάται η θερμική επεξεργασία προ{14}}ανακούφισης από το στρες για σωλήνες θέρμανσης που έχουν σχηματιστεί σε πολύ κρύο-για να μειωθούν οι θέσεις παγίδευσης υδρογόνου και να μειωθεί η ευαισθησία στην ευθραυστότητα του υλικού.
Η τυποποιημένη διαχείριση δυναμικού εξαλείφει την αντίφαση μεταξύ του καθοδικού αντιδιαβρωτικού κινδύνου και του κινδύνου ευθραυστότητας του υδρογόνου, καθιστώντας την εξωτερική ηλεκτροχημική προστασία αξιόπιστη συμπληρωματική γραμμή άμυνας για θαμμένους και παράκτιους σωλήνες θέρμανσης και όχι έναν πιθανό κίνδυνο ασφάλειας. Σε συνδυασμό με-επιθεώρηση ακεραιότητας επίστρωσης κατά της διάβρωσης, τακτική βαθμονόμηση δυναμικού και έλεγχο υπολειπόμενης τάσης υλικού, αυτή η προδιαγραφή τελειοποιεί το εξωτερικό σύστημα αντιδιαβρωτικής ασφάλειας των 316 σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα, αποτρέπει αποτελεσματικά καθυστερημένα ατυχήματα εύθραυστων θραυσμάτων που προκαλούνται από διείσδυση υδρογόνου και εγγυάται τη μακροχρόνια προστασία του εξοπλισμού{5}.
