316 rostfritt stål har länge betraktats som ett mångsidigt anti-material för uppvärmning av korrosion och använts allmänt i branscher. Ändå har den tydliga tillämpningsbegränsningar och inneboende nackdelar som inte kan ignoreras. Att blint välja 316 utan att utvärdera arbetsförhållandena leder ofta till förtida utrustningsfel, frekventa byten och ökade totala driftskostnader. Att förtydliga dess tillämpliga omfattning och svagheter hjälper ingenjörer att fatta mer rationella beslut om materialval.
Den första framträdande begränsningen ligger i dålig motståndskraft mot hög-koncentration av kloridmiljöer. Molybdenelementet i 316 förbättrar sin gropfrätningsbeständighet jämfört med vanligt 304 rostfritt stål, men dess passiva oxidfilm kan fortfarande punkteras av kloridjoner över en viss koncentration och temperaturtröskel. När kloridjonhalten överstiger 200 ppm och temperaturen stiger över 60 grader tenderar gropkorrosion och spaltkorrosion att utvecklas snabbt. I cirkulationssystem för havsvatten, mättad saltlösning och avsaltning går 316 värmerör vanligtvis sönder inom 1 till 3 år, mycket kortare än livslängden för alternativen i titan eller duplex av rostfritt stål.
För det andra presterar 316 dåligt när det gäller att reducera sura medier. Saltsyra, utspädd svavelsyra med reducerande föroreningar och fluorvätesyra kan direkt lösa upp den skyddande passiva filmen av 316. Även saltsyra i låg -koncentration kommer att orsaka tydlig jämn korrosion och lokal perforering inom en kort period. Till skillnad från PFA-fodrade värmare som är kompatibla med nästan alla oorganiska syror är 316 helt olämplig för långtidsuppvärmning av betningslösningar som innehåller saltsyra.
För det tredje är 316 austenitiskt rostfritt stål känsligt för spänningskorrosionssprickor (SCC). När kvarvarande dragpåkänning från böjning och svetsning samexisterar med klorid-innehållande hög-temperaturmedium, kommer grenade sprickor att fortplanta sig snabbt utan uppenbar pre-deformation. Sådan plötslig sprickbildning kan resultera i medelstort läckage och till och med säkerhetsrisker i förseglad reaktionsutrustning. Duplext rostfritt stål och industriellt titan har mycket starkare anti-SCC-förmåga under identiska korrosiva förhållanden.
För det fjärde finns intergranulär korrosionsrisk i svetsade 316 produkter. Under termiska svetscykler mellan 450 grader och 850 grader fälls kromkarbider ut längs korngränserna, vilket utarmar krom nära korngränserna och försvagar korrosionsbeständigheten. Även om 316L låg-kolhalt lindrar denna defekt, kan den inte eliminera risken helt under långvarig drift vid hög-temperatur.
Förutom korrosionsfel har 316 även nackdelar i fysisk och praktisk användning. Dess värmeledningsförmåga är relativt låg, vilket resulterar i långsam värmeöverföringseffektivitet jämfört med kolstål och koppar. Dessutom är ytan benägen för avlagringar och organisk vidhäftning under vätskeuppvärmning. Skalningsskikt minskar ytterligare den termiska effektiviteten och skapar spaltmiljöer som påskyndar lokal korrosion, vilket kräver regelbunden kemisk rengöring vilket introducerar extra underhållsarbete.
Tabell 1 Ej tillämpliga arbetsförhållanden och rekommenderade ersättningsmaterial för 316 värmerör
表格
| Ogynnsamt arbetsvillkor | Risk för kärnfel | Rekommenderat ersättningsmaterial |
|---|---|---|
| Högkloridsaltlösning och havsvatten | Pitting & perforering | TA2 rent titan / 2205 duplexstål |
| Saltsyra/blandsyrabetning | Snabb jämn korrosion | PFA-belagd värmare |
| Hög temp + klorid + svetsrestspänning | Sprickbildning av spänningskorrosion | 254SMO / titanlegering |
| Lång-service efter upprepad svetsning | Intergranulär korrosion | 316L med post-svetsglödgning |
| Frekvent skalning och medium som är svårt-att-rengöra | Värmeförlust och spaltkorrosion | Elektropolerad 316 eller PFA värmare |
Genom att erkänna den marginella prestandan och de inneboende nackdelarna med 316 rostfritt stål undviks över-beroende på detta enda material och optimerar den långsiktiga-stabiliteten och ekonomiska effektiviteten hos värmeutrustning.
