Bland olika korrosionsbrottslägen för 316 rostfritt stål är spänningskorrosionssprickning (SCC) en av de farligaste formerna. Till skillnad från jämn korrosion och gropkorrosion som utvecklas gradvis, uppstår spänningskorrosionssprickor ofta plötsligt och har inga tydliga tecken i ett tidigt skede. När det väl inträffar kommer det snabbt att leda till rörbrott och läckage, vilket kan orsaka allvarliga produktionsolyckor. Att förstå mekanismen och förekomstförhållandena för SCC och vidta riktade förebyggande åtgärder är avgörande för säker drift av 316 värmesystem i rostfritt stål.
Spänningskorrosionssprickor kräver tre nödvändiga villkor samtidigt: känsligt material, specifikt korrosivt medium och tillräcklig dragspänning. Ingen av dem är oumbärlig. För 316 austenitiskt rostfritt stål är den mest typiska SCC-miljön kombinationen av kloridjoner och hög temperatur. När temperaturen överstiger 60 grader och lösningen innehåller en viss koncentration av kloridjoner, är 316 rostfritt stål under dragpåkänning benäget att spricka kloridspänningskorrosion. Ju högre temperatur och ju högre kloridkoncentration, desto snabbare blir krackningshastigheten. Dessutom kan miljöer som hög-alkalilösning och vätesulfid också inducera SCC av austenitiskt rostfritt stål.
Dragspänningen som inducerar SCC kommer från flera källor. För det första står restspänningar som genereras under tillverkningsprocesser som kalldragning, bockning och svetsning vanligtvis för den största andelen. Svetsrestspänning är den vanligaste orsaken till SCC nära svetsar. För det andra, arbetsspänning som genereras under drift, såsom termisk spänning orsakad av temperaturförändringar, tryckspänning av vätska i röret, etc. För det tredje, installationsspänning orsakad av felaktig installation och tvångsmontering. Så länge som dragspänningen överstiger en viss tröskel kan den bli drivkraften för SCC under inverkan av korrosiva medier.
Spänningskorrosionssprickor har typiska morfologiska egenskaper. Sprickorna är mestadels grenade och sträcker sig längs korngränser (intergranulär SCC) eller penetrerande korn (transgranulär SCC). Sprickan är spröd utan tydlig plastisk deformation, och röret går plötsligt av utan förvarning. När det gäller plats uppstår SCC ofta i svetsvärme-påverkade zoner, böjningslägen och platser med stor restspänning, vilket skiljer sig mycket från jämn korrosion som uppstår på hela ytan.
Förebyggandet av spänningskorrosionssprickor bör utgå från flera länkar. Först, materialval - använd låg-kolhalt 316L eller hög-molybden superaustenitiskt rostfritt stål, eller uppgradera direkt till duplexa rostfria stål eller titanmaterial i svåra miljöer. Duplext rostfritt stål har mycket bättre SCC-beständighet än 316 austenitiskt rostfritt stål. För det andra, spänningskontroll - anta spänningsavlastande glödgning efter svetsning och kallbearbetning för att eliminera kvarvarande spänning; optimera strukturell design för att undvika stresskoncentration; standardisera installationen för att undvika tvångsmontering. För det tredje minskar mediumkontroll - kloridjonkoncentrationen i mediet, kontrollerar syrehalten och lägger till korrosionsinhibitorer på lämpligt sätt. För det fjärde, temperaturkontroll - undvik långvarig-drift i det hög-känsliga temperaturområdet på 100–250 grader så mycket som möjligt.
Tabell 1 Nyckelfaktorer som påverkar SCC av 316 rostfritt stål och förebyggande
表格
| Influensfaktor | Verkningsmekanism | Förebyggande åtgärd |
|---|---|---|
| Kloridjonkoncentration | Accelererar passiv filmnedbrytning och sprickutbredning | Kontrollera Cl⁻-halten, använd avmineraliserat vatten |
| Temperatur | SCC-hastigheten ökar exponentiellt med temperaturen | Sänk driftstemperaturen, undvik 100–250 graders känslig zon |
| Återstående dragspänning | Ger drivkraft för sprickutbredning | Avspänningsglödgning efter svetsning/formning |
| Kallarbete & svetsning | Inför hög kvarstående stress, sensibilisera strukturen | Använd 316L, efter-svetsvärmebehandling |
| Syreinnehåll | Accelererar katodreaktion och spricktillväxt | Ta bort syre från mediet, tillsätt inhibitorer |
| Materialklass | Austenitiskt rostfritt stål är SCC-känsligt | Uppgradera till duplexstål eller titan för högriskscenarier |
Omfattande förebyggande av dimensioner av material, spänning och medium kan effektivt undvika risken för spänningskorrosionssprickor av 316 rostfria värmerör.
