Kriogeniniai vožtuvai yra kritiški tokiose pramonės šakose kaip energija ir cheminis apdorojimas žemos temperatūros sąlygomis .. Tačiau paslėpta grėsmė-Tarpgranuliuota korozija-Persistentyvai sumenkina jų našumą ir gyvenimo trukmę ., jei jie nepaliekami, tai gali sukelti sunkias gamybos avarijas ir ekonominius nuostolius . Šis straipsnis gilinasi į šį pramoninį „tylus žudikas .“.
I. Tarpgranuliuota korozija: koncepcija ir charakteristikos
Tarpgranulinė korozija yra lokali korozijos forma, kuri selektyviai puola metalų grūdų ribas konkrečioje korozinėje aplinkoje . net tokios medžiagos kaip nerūdijantis plienas, paprastai naudojamas kriogeniniuose vožtuvuose, yra pažeidžiami tam tikromis sąlygomis {{1.
- Slapta prigimtis: Metalo paviršius gali pasirodyti nepažeistas, o ryšio stiprumas tarp grūdų jau yra pažeistas .
- Kritinė rizika: Sunkiai korozijos medžiagos praranda metalinį rezonansą ir gali subyrėti į miltelius, kai sukelia katastrofišką riziką vožtuvo vientisumui .
Ii .Tarpgranulinės korozijos mechanizmai
(1) Chromo išeikvojimo teorija
Austenitiniame nerūdijančio plieno (plačiai naudojamas kriogeniniuose vožtuvuose):
- Kaitinant iki specifinės temperatūros (e . g ., 600–700 laipsnių), anglis tampa perpildyta ir migruoja į grūdų ribas .
- Anglies reaguoja su chromu (CR) ir geležies (Fe), kad susidarytų chromo turtingi karbidai (Cr)23C6).
- Chromo difuzija iš grūdų interjerų yra lėtesnė nei karbido susidarymas, sukuriantisChromo ištrauktos zonosties grūdų ribomis .
- Šios zonos veikia kaip anodai ėsdinančioje aplinkoje, formuojantMikro-galvaninės ląstelėsSu gretimais katodiniais karbidais spartėjanti korozija .
(2) Grūdų ribų adsorbcijos teorija
Itin žemai anglies nerūdijančiuose plienuose:
- Tokios priemaišos kaip fosforas (P) arba silicio (SI) atskiria grūdų ribas esant aukštos temperatūros ekspozicijai .
- Stiprioje oksiduojančioje terpėje šios priemaišos ištirpsta, sukeldami selektyvią tarpgranulinę koroziją .
Iii .Veiksniai, darantys įtaką tarpgranulinei korozijai
(1) Terminis apdorojimas
- Temperatūra:
750 laipsnis +: Nėra reikšmingos korozijos (nepertraukiamas karbido krituliai) .
600–700 laipsnis: Sunki korozija (CR23C6tinklo formavimas) .
<450°C: Nereikšminga korozija .
- Laikas: Ilgalaikis jautrumo temperatūros poveikis padidina jautrumą korozijai .
(2) Lydinio kompozicija
- Anglies kiekis: Didesnis anglies kiekis pablogina koroziją, išplėsdamas sensibilizacijos diapazonus ir padidindamas karbido formavimąsi .
- Stabilizuojantys elementai(Ti, NB): Stabilių karbidų forma (TIC, NBC), užkertant kelią chromo išeikvojimui .
(3) Korozinė žiniasklaida
- Rūgštus (e . g ., h2Taigi4, Hcl) arba oksidacija (e . g ., hno3) Aplinka pagreitina tarpkanulę koroziją .
Iv .Tarpgranulinės korozijos pasekmės
1. mechaninis degradacija: Sumažėjęs grūdų sujungimas sukelia įtrūkimus ar lūžius esant įtempiui .
2. sandarinimo gedimas: Korozijos sandarinimo paviršiai sukelia nutekėjimą, rizikuodami pavojinga medžiagos išsiskyrimas .
3. sutrumpinta gyvenimo trukmė: Dažnas remontas/pakeitimai sutrikdo gamybą ir padidina išlaidas .
V. Prevencinės priemonės
(1) Medžiagos pasirinkimas
- Naudokite ypač žemą anglies nerūdijantį plieną (C mažesnis arba lygus 0 . 03%).
- Pridėti stabilizuojančius elementus (Ti, nb) .
(2) Terminis apdorojimas
- Gydymas tirpalu: Šiluma iki 1100 laipsnių, po to greitai gesinkite, kad ištirpintumėte karbidus .
- Stabilizacijos gydymas: Ti/NB turinčioms plienams, atkaita 850–900 laipsnių, kad būtų galima pritvirtinti anglies .
(3) Suvirinimo praktika
- Sumažinkite šilumos įvestį (maža srovė, greitas suvirinimas) .
- Po suvirinimo terminis apdorojimas (streso mažinimas) .
(4) Paviršiaus procedūros
- Pasyvavimas: Azoto rūgšties apdorojimas, kad susidarytų oksido sluoksniai oksido oksido .
- Dangos: Norėdami išskirti paviršius nuo korozinės terpės ., tepkite epoksidinę arba PTFE.
(5) Aplinkos kontrolė
- Išvalykite terpę (pašalinkite rūgštis/oksidatorių) .
- Reguliuokite temperatūrą/drėgmę saugojimo/veikimo metu .
Vi .Aptikimas ir stebėjimas
(1) Laboratorijos testai
- Cheminis panardinimas: 65% virimo azoto rūgšties testas .
- Metalografija: SEM/mikroskopija, skirta stebėti karbido pasiskirstymą .
(2) Lauko stebėjimas
- Vaizdiniai paviršiaus defektų patikrinimai .
- Ultragarsinis bandymas: Aptikti vidines grūdų ribų trūkumus .
- Elektrocheminiai metodai: Stebėkite korozijos potencialą/pasipriešinimą .
Vii .Atvejo analizė
Chemijos gamykloje patyrė sandarinimo gedimus austenitiniuose nerūdijančio plieno kriogeniniuose vožtuvuose dėl:
1. didelio anglies plienas be stabilizatorių .
2. per didelis suvirinimo šilumos įvestis .
3. rūgščių priemaišų laikomose suskystintose dujose .
Sprendimai:
- Pakeisti vožtuvai su ypač mažu anglies tiriu
- Optimizuoti suvirinimo protokolai .
- Išgryninta dujų laikmena .
Tarpgranulinė korozija kelia didelę grėsmę kriogeniniams vožtuvams . pramonės šakos gali apsaugoti vožtuvo patikimumą ir užtikrinti operatyvinę saugą, suprantant jų mechanizmus, įgyvendindamos prevencines strategijas ir pritaikyti griežtą stebėjimą .
Pateikė Diana