Korrosionen av 316 värmerör av rostfritt stål är i huvudsak en elektrokemisk process. Att förstå den elektrokemiska korrosionsmekanismen och vidta riktade skyddsåtgärder kan effektivt förbättra livslängden för värmerör i tuffa miljöer. Katodiskt skydd, som en viktig elektrokemisk anti-korrosionsteknik, används i stor utsträckning inom marinteknik och petrokemisk industri, och kan även appliceras på 316 rostfria värmesystem under specifika förhållanden.
Grundprincipen för elektrokemisk korrosion är att metall bildar ett korrosionsbatteri i elektrolytlösning. På metallytan finns mikro-anod- och mikro-katodregioner samtidigt. Vid anoden förlorar järnatomer elektroner och blir järnjoner lösta i lösningen, vilket är korrosionsprocessen; vid katoden får syre- eller vätejoner elektroner och genomgår reduktionsreaktioner. För 316 rostfritt stål kan den passiva filmen blockera anodreaktionen och bromsa korrosionshastigheten. Men när den passiva filmen förstörs lokalt av kloridjoner, kommer ett litet anod-stort katodkorrosionsbatteri att bildas vid det skadade läget, vilket leder till snabb utveckling av gropkorrosion.
Vanliga elektrokemiska korrosionsformer relaterade till 316 värmerör inkluderar gropkorrosion, spaltkorrosion och galvanisk korrosion. Gropkorrosion är den vanligaste, orsakad av lokal nedbrytning av passiv film av kloridjoner; spaltkorrosion förekommer oftast vid svetsar, flänsar och avsättningsgap, vilket i huvudsak är en tilltäppt batterikorrosion orsakad av skillnader i syrekoncentration; galvanisk korrosion uppstår när 316 rostfritt stål är i elektrisk kontakt med metaller med lägre korrosionspotential (som kolstål) i elektrolyten. Vid denna tidpunkt blir kolstålet med lägre potential anoden och accelererar korrosion, medan 316 rostfritt stål som katod skyddas.
Katodiskt skydd är en anti-korrosionsteknik som hämmar anodreaktionen genom att applicera katodisk ström på metallytan, vilket gör hela metallytan till en katod. Det finns två huvudsakliga implementeringsmetoder: offeranodmetoden och imponerad strömmetod. Offeranodmetoden kopplar metaller med mer negativ potential (såsom zinkblock och aluminiumblock) till den skyddade metallen, och offeranoden korroderar företrädesvis för att ge skyddsström; den imponerade strömmetoden ger skyddsström genom en extern likströmskälla och hjälpanod.
För 316 värmerör av rostfritt stål är katodskydd främst tillämpligt på havsvatten och miljöer med hög -kloridhalt och används som en hjälpmedel mot korrosion. Det bör dock noteras att rostfritt stål har risk för väteförsprödning under överdrivet katodiskt skydd, och skyddspotentialen bör kontrolleras inom ett rimligt intervall, inte för negativt. Dessutom är katodiskt skydd mest effektivt för jämn korrosion och har begränsad effekt för att förhindra spaltkorrosion. Den bör användas i kombination med andra anti-korrosionsåtgärder.
I praktiska tillämpningar bör mer uppmärksamhet ägnas åt att undvika galvanisk korrosion orsakad av felaktig materialmatchning. När 316 värmerör är installerade i kolståltankar bör isoleringsåtgärder vidtas vid kontaktlägena för att undvika direkt elektrisk kontakt, annars kommer tankväggen att accelerera korrosion på grund av galvanisk effekt.
Tabell 1 Vanliga elektrokemiska korrosionstyper och skyddsmetoder för 316 rostfritt stål
表格
| Korrosionstyp | Elektrokemisk mekanism | Hög-riskscenario | Skyddsåtgärd |
|---|---|---|---|
| Frätningskorrosion | Lokal passiv filmnedbrytning, liten anod-stort katodbatteri | Hög kloridhalt, hög temperatur | Förbättra ytkvaliteten, kontrollera Cl⁻-koncentrationen |
| Spaltkorrosion | Syrekoncentrationscell i smalt gap | Svetsar, flänsar, under-avsättningsområden | Optimera struktur, minska mellanrum, polera svetsar |
| Galvanisk korrosion | Olika metallkontaktformer makrobatteri | Kontakt med kolstål, olika material | Isoleringsisolering, rimlig materialmatchning |
| Intergranulär korrosion | Kromutarmning vid korngränserna | Svetsvärme-påverkad zon, medeltemp | Använd 316L, lösningsbehandling |
| Sprickbildning vid spänningskorrosion | Dragspänning + specifikt korrosivt medium | Hög temp + hög klorid + stress | Minska kvarvarande stress, uppgradera material |
Att förstå den elektrokemiska korrosionsmekanismen och vidta vetenskapliga skyddsåtgärder kan effektivt förbättra servicetillförlitligheten för 316 värmerör av rostfritt stål.
