Oxidationskorrosion vid hög-temperatur uppstår främst när värmeröret utsätts för luft över 500 grader under torrbränning eller gas-fasuppvärmning. Syre i atmosfären reagerar med järn-, krom- och nickelelement på metallytan för att generera oxidfjäll. Oxidskiktet är löst och lätt att skala av kontinuerligt, vilket resulterar i progressiv förtunning av rörväggen, materialförsprödning och lokala perforeringsskador. Detta fel uppträder ofta i den exponerade sektionen ovanför vätskenivån i vätskeuppvärmningsutrustning och torra ugnsuppvärmningsrörledningar.
1. Oxidationsreaktionsprincip
Vid normal temperatur bildar 316 rostfritt stål en kompakt passiv kromoxidfilm för att blockera oxidation. När temperaturen stiger kraftigt och överstiger den kritiska oxidationstemperaturen, förstörs den ursprungliga skyddsfilmen. Krom, järn och nickel genomgår sekventiellt oxidationsreaktioner för att generera blandade oxider inklusive Cr2O3, FeO och Fe2O3. Den nybildade oxidskalet har en stor skillnad i termisk expansionskoefficient från basmetallen. Under kalla och varma alternerande processer spricker oxidskiktet och faller av, vilket exponerar färsk metallmatris. Matrisen oxideras och skalas upprepade gånger, och rörets väggtjocklek minskar år för år. I luft med hög-temperatur som innehåller vattenånga kommer vattenmolekyler att penetrera oxidskiktet och påskynda intern oxidation längs korngränserna, vilket orsakar intergranulär oxidationsskada.
2. Typiska förekomstpositioner
Vätskenivåledning övre exponerade rörsektion: Lång-torrbränning i varm luft utan medelhög kylning, yttemperaturen överstiger vida den nedsänkta delen;
Värmerörsändar och kabelanslutningar: Dålig värmeavledning leder till lokal överhettning och prioriterad oxidationsmissfärgning;
Ugnsuppvärmningsrör: Helt exponerade för hög-gasmiljö utan vätskeisolering.
3. Huvudsakliga accelerationsförhållanden
Uthållig torrbränning utan nedsänkning av vätska, ingen medelhög värmeavledning som leder till ultra-hög yttemperatur;
Hög luftfuktighet eller svavelhaltig- rökgasmiljö, som korroderar och förstör den oxidskyddande filmen;
Täta start-stoppa termiska cykler, vilket gör att oxidskikt upprepade gånger skalar och regenereras;
Repor och passiveringsfilmskador på rörytan, vilket tappar den ursprungliga anti-oxidationsbarriären.
4. Fler-dimensionella förebyggande och kontrollåtgärder
① Installera vätskenivåförreglingsskydd
Ställ in vätskenivådetektionslänken för avstängning-. När vätskenivån är lägre än den säkra nedsänkningshöjden, stäng av strömmen omedelbart för att helt eliminera torrbränning och hög-gasoxidation i hög-fas.
② Optimera effekttäthetsdesign
Anpassa värmeeffekten rimligt efter värmeavledningsförhållandena, undvik överdriven enstaka -punktsvärmebelastning, förhindra lokal överhettningstemperatur som överstiger anti-oxidationsgränsen för 316 material.
③ Strengthen surface anti-oxidation treatment
Utför integrerad passivering eller elektropolering för att förbättra kompaktheten och hög-temperaturstabiliteten hos den kromrika ytan-; för långvariga-arbetsförhållanden för gasuppvärmning kan anti-oxidationsbeläggning med hög-temperatur appliceras på ytterväggen.
④ Isolera miljön med frätande gaser
Lägg till en förseglad yttre hylsa eller inertgasskydd för uppvärmningsrör som arbetar i svavelhaltig- och fuktig hög-temperatur rökgas, minska direktkontakten mellan matrisen och den oxidativa atmosfären.
⑤ Uppgradering av materialkvalitet
För långvariga-höga-temperaturexponerade arbetsförhållanden, ersätt 316 med 310S hög-temperaturbeständigt rostfritt stål, som har högre kromnickelhalt och utmärkta-högtemperaturanti-oxidations- och anti-fläckningsprestanda.
5. Jämförelsetabell för förebyggande effekt
表格
| Kontrollläge | Oxidation Korrosionsgrad | Ansökningsförslag |
|---|---|---|
| Inget vätskenivåskydd + lång-torrbränning | Allvarlig oxidation och peeling | Strängt förbjudet i utrustningsdesign |
| Vätskenivåförregling + standardeffektkonfiguration | Grundläggande ingen uppenbar oxidation | Standardschema för konventionell vätskeuppvärmning |
| Uppgradera till 310S hög-temperaturstål + gasisolering | Lång-stabil anti-oxidation | Ugn och gasuppvärmningsutrustning för hög-temperatur |
Slutsats
Hög-temperaturoxidation av 316 värmerör är i huvudsak den kontinuerliga förbrukningen av metallelement av atmosfäriskt syre under överhettningsförhållanden. Det mest grundläggande sättet är att eliminera torrbrännande överhettning från den elektriska styrlänken. I kombination med ytskyddsbehandling och målinriktat materialbyte för speciella arbetsförhållanden kan förlusten som orsakas av hög-temperaturoxidationsförtunning och avskalning av värmerör effektivt undvikas.
