Ποιες διαφορές υπάρχουν στους αντιδιαβρωτικούς μηχανισμούς αστοχίας των ηλεκτρικών σωλήνων θέρμανσης 316 από ανοξείδωτο χάλυβα χωρίς συγκόλληση και συγκόλληση;
Οι ηλεκτρικοί σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 χωρίζονται κυρίως σε τύπους σωλήνων χωρίς ραφή και συγκολλημένους σωλήνες στη βιομηχανική παραγωγή και εφαρμογή. Παρόλο που και οι δύο συμμορφώνονται με τις τυπικές παραμέτρους σύνθεσης υλικού 316, η πραγματική τους αντιδιαβρωτική σταθερότητα και οι τρόποι αστοχίας διαφέρουν σημαντικά σε διαβρωτικά υγρά βιομηχανικά περιβάλλοντα. Πολλές κατασκευαστικές και χημικές επιχειρήσεις αντικαθιστούν τυφλά τους συγκολλημένους σωλήνες με σωλήνες χωρίς ραφή για να μειώσουν το κόστος προμήθειας, αγνοώντας τις εγγενείς δομικές διαφορές που προκαλούνται από την τεχνολογία επεξεργασίας, η οποία οδηγεί σε συχνή πρώιμη διαρροή του εξοπλισμού θέρμανσης. Η αποσαφήνιση των διαφορικών μηχανισμών αστοχίας κατά της διάβρωσης μεταξύ άνευ ραφής και συγκολλημένων σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 είναι απαραίτητη για την ακριβή επιλογή μοντέλου, την ανάλυση αιτιών αστοχίας και τη στοχευμένη-βελτιστοποίηση κατά της διάβρωσης σε σενάρια εργασίας υψηλής-διάβρωσης.
Οι σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα χωρίς ραφή 316 σχηματίζονται ενσωματωμένα μέσω διεργασιών θερμής έλασης και ψυχρής έλξης χωρίς δευτερεύουσα συγκόλληση. Η συνολική μεταλλική δομή είναι ομοιόμορφη και πυκνή, με σταθερή κατανομή κόκκων και χωρίς τοπικά δομικά ελαττώματα. Το φυσικό παθητικό φιλμ{3}}πλούσιο σε χρώμιο που σχηματίζεται στην επιφάνεια του σωλήνα παρουσιάζει πλήρη και συνεχή χαρακτηριστικά, παρέχοντας σταθερή προστασία φραγμού από ιόντα χλωρίου, όξινα μέσα και υγρά περιβάλλοντα. Η αστοχία διάβρωσής του ανήκει κυρίως σε ομοιόμορφη διάβρωση με αργή εξέλιξη, η οποία εκδηλώνεται ως συνολική ελαφρά λέπτυνση του τοιχώματος του σωλήνα μετά από μακροχρόνια-λειτουργία. Δεν υπάρχει τοπική ξαφνική διαρροή ή διαρροή διείσδυσης στα αρχικά και μεσαία στάδια σέρβις, διασφαλίζοντας σταθερή και προβλέψιμη διάρκεια ζωής σε σενάρια συνεχούς βιομηχανικής θέρμανσης.
Αντίθετα, οι συγκολλημένοι σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 έχουν εμφανείς δομικές αδύναμες ζώνες στις ραφές συγκόλλησης, οι οποίες γίνονται η κύρια πηγή διαφορικής αστοχίας διάβρωσης. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης σε υψηλές-θερμοκρασίες, η μεταλλική μικροδομή στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα συγκόλλησης-υποβάλλεται σε χονδρόκοκκο και διαχωρισμό των συστατικών, με αποτέλεσμα την καθίζηση του καρβιδίου του χρωμίου στα όρια των κόκκων. Αυτό το φαινόμενο προκαλεί τοπική ανεπάρκεια χρωμίου, καταστρέφοντας σοβαρά τη συνέχεια του παθητικού φιλμ και σχηματίζοντας περιοχές ευαίσθητες στην ηλεκτροχημική διάβρωση. Στα διαβρωτικά μέσα, η περιοχή της ραφής συγκόλλησης σχηματίζει ένα μικρογαλβανικό στοιχείο με το κανονικό σώμα του σωλήνα, όπου η ραφή λειτουργεί ως άνοδος και διαβρώνεται κατά προτίμηση, σχηματίζοντας τελικά τοπικές κοιλότητες και διεισδυτική διαρροή.
Υπάρχουν επίσης σημαντικές διαφορές στους μηχανισμούς αστοχίας διάβρωσης λόγω κόπωσης μεταξύ των δύο τύπων σωλήνων υπό συνθήκες θερμικού κύκλου. Οι βιομηχανικοί σωλήνες θέρμανσης υφίστανται συχνά εναλλασσόμενη θέρμανση και ψύξη, με αποτέλεσμα την περιοδική επίδραση θερμικής καταπόνησης. Οι σωλήνες χωρίς ραφή έχουν ομοιόμορφη κατανομή δομικής τάσης, χωρίς σημεία συγκέντρωσης τάσεων, επομένως το παθητικό φιλμ διατηρεί σταθερή απόδοση υπό-μακροπρόθεσμη θερμική κόπωση. Ωστόσο, οι συγκολλημένοι σωλήνες διατηρούν την υπολειπόμενη τάση συγκόλλησης στη θέση της ραφής και ο θερμικός κύκλος πυροδοτεί εύκολα τη διάδοση της μικρο-ρωγμής στις ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα-. Τα διαβρωτικά μέσα διεισδύουν προς τα μέσα κατά μήκος μικρο-ρωγμών, επιταχύνοντας τη διάβρωση των ρωγμών και οδηγούν σε ταχεία τοπική αστοχία, η οποία είναι ο κύριος λόγος για τη μικρότερη διάρκεια ζωής των συγκολλημένων σωλήνων θέρμανσης σε κυκλικές συνθήκες εργασίας.
Οι δοκιμές σύγκρισης επιταχυνόμενης διάβρωσης επαληθεύουν περαιτέρω τις διαφορές απόδοσης μεταξύ των δύο τύπων σωλήνων. Μετά από 900 ώρες ψεκασμού αλατιού και υγρές δοκιμές εναλλαγής, οι σωλήνες θέρμανσης χωρίς ραφή 316 εμφανίζουν μόνο ομοιόμορφη διάβρωση της επιφάνειας χωρίς ελαττώματα διείσδυσης, ενώ οι συγκολλημένοι σωλήνες παράγουν εμφανή διάβρωση με κοιλότητες και ρωγμές ραφής στις θέσεις συγκόλλησης. Τα δεδομένα εφαρμογών πεδίου δείχνουν ότι η μέση διάρκεια ζωής των σωλήνων θέρμανσης χωρίς συγκόλληση σε περιβάλλοντα υδατικών αποβλήτων με υψηλή περιεκτικότητα{4}}χλώριο είναι διπλάσια από εκείνη των συγκολλημένων προϊόντων. Για σενάρια ήπιας διάβρωσης, οι συγκολλημένοι σωλήνες μπορούν να ικανοποιήσουν τις βασικές απαιτήσεις λειτουργίας, ενώ τα έντονα εναλλασσόμενα θερμά και υγρά διαβρωτικά περιβάλλοντα πρέπει να υιοθετούν σωλήνες χωρίς ραφή για να αποφευχθεί η ξαφνική βλάβη του εξοπλισμού.
Συνοπτικά, η δομική ομοιομορφία και η διαφορά ελαττώματος συγκόλλησης οδηγούν σε εντελώς διαφορετικούς μηχανισμούς αντιδιαβρωτικής αστοχίας των σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 χωρίς συγκόλληση και συγκόλληση. Οι σωλήνες χωρίς ραφή υποφέρουν από αργή ομοιόμορφη διάβρωση, ενώ οι συγκολλημένοι σωλήνες είναι επιρρεπείς σε τοπική προτιμώμενη διάβρωση στις ραφές συγκόλλησης και στις ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα-. Οι βιομηχανικές εφαρμογές θα πρέπει να επιλέγουν τύπους σωλήνων ανάλογα με τη σοβαρότητα της διάβρωσης, να διαμορφώνουν στοχευμένες αντιδιαβρωτικές στρατηγικές συντήρησης για συγκολλημένους σωλήνες, όπως ενίσχυση παθητικοποίησης συγκόλλησης και επεξεργασία ανακούφισης καταπόνησης, και να ταιριάζουν εύλογα τους τύπους προϊόντων με τις συνθήκες εργασίας, ώστε να βελτιωθεί η συνολική λειτουργική αξιοπιστία των αντιδιαβρωτικών συστημάτων θέρμανσης.
