Að koma í veg fyrir sprungur í rostfríu stálrörum (316) vegna klóða undir ástreitu

Að koma í veg fyrir sprungur í rostfríu stálrörum (316) vegna klóða undir ástreitu

Sprungubrot í kjölfar áreynslu af klóríði (CISCC) er aðalástæðan fyrir bilun 316 rostfrengju stálhróra í umhverfum sem innihalda klórid, eins og á eystrasvæðum, í efnaframleiðslu eða jafnvel undir hitaeftirlögnum. Þetta er brot með brotilegu eðli, alvarleg bilun sem kemur upp án verulegra viðvörunar þegar þrjár aðstæður koma saman í einu:

1. Klórid-jónir (jafnvel í ppm-styrk)

2. Dráttarþrýstingur (afleidd úr smíði eða rekstri)

3. Hitastig (venjulega yfir 60°C / 140°F)

Þar sem 316 rör eru víða notuð vegna vel útbreiddrar ámotsheldni og formanleika er að koma í veg fyrir CISCC mikilvæg verkfræðihafl. Þessi leiðbeining gefur yfirsýn yfir raunhæfa varnarskipulag.

Hvernig á að brota þríhyrninginn: Raunhæfur forgjörvunaráætlun

1. Stjórna umhverfinu (Fjarlægja klóra / breyta efnafræði)

Þetta er oft erfiðasti þátturinn til að stjórna en getur verið mjög áhrifamikill.

• Stjórna klórhalti: Þó að ekki sé hægt að fjarlægja alla klóra er lykilatriði að halda litli magni af þeim. Fyrir kælivatn ætti vatnsmeðferð að innleiða og gera ráð fyrir strangri efri mörk fyrir klórhalt (t.d. < 50 ppm fyrir heita yfirborð).

• Forðast stöðvað vatn og sprundur: Stöðvaðar aðstæður leyfa klórum að leysast upp í gegnum siglingu. Hönnun kerfa ætti að tryggja full endurlitun og forðast dauða reka. Sprundur (undir þéttjunarbönkum, afsetningum) geta falist klórum og myndað ákritið staðbundið umhverfi.

• Stjórna pH: CISCC er versta í hlýtt súrri að slétt súrri umhverfi. Að halda vatnsefni slétt alkalíska (pH > 9) getur mikið minnkað sprungubildun, þó að þetta sé ekki alltaf framkvæmanlegt með ferlagsvökva.

• Koma í veg fyrir lokastrengleika undir hitaeftirlitningu: Þetta er mikilvæg orsak til bila. Tryggðu að hitaeftirlitning sé veðurskerð og lokuð til að koma í veg fyrir að regnvatn eða hreinsunarvatn renni inn. Þegar vatn kemst inn, þá gufar það upp af hitnu rörinu, sem eykur lokastrengleikann að ógnvekjandi stigi. Notaðu hitaeftirlitningu án lokas (t.d. steinúlpu) fyrir heita rostfreyju yfirborð, í stað frumugla eða syrðils, sem geta innihaldið klóríð.

2. Stjórna spennu (trövvasti aðferðin)

Að minnka togspennu er oft mest áhrifamikil og stjórnbar aðgerð til að koma í veg fyrir bili.

• Tilgreindu gløtt eða spennulétt rör: Kaupa rör í glöðu ástandi (ASTM A269). Þetta tryggir að efnið hafi lágmarks afgjörðarspenning frá framleiðsluferlinu (kaldt treying, pilgering).

• Léttu átökunartæklingu eftir vinnslu: Eftir bogning, skerðingu eða sveigingu skal framkvæma fullkomin uppgufun. Þetta er besta aðgerðin til að koma í veg fyrir CISCC. Hins vegar er oft óraunhæft fyrir stórar og flóknar kerfi vegna hárra hitastiga (1040-1120°C / 1900-2050°F) og hættu á brotlagningu.

• Notaðu bogna, ekki sveigja: Notaðu, ef mögulegt er, bögnu hluta í stað sveigðra boga. Rétt framkvæmdur bogningur veldur minni eftirstöðuvotti en sveiging.

• Stjórnið sveigingaraðferðum: Notaðu sveigitechníkur með lágt hitaeftirlit og viðurkenndar aðferðir til að lágmarka eftirstöðuvott. Aðferðir eins og shot peening eða grit blasting á sveigilínunni geta valdið gagnlegri ýtt yfirborðsálagningu.

3. Stjórnið hitastigi

• Lægra ferlishitastig: Ef ferlið leyfir það, minnkar rekstur undir 60°C (140°F) hættuna verulega. Þessi markgildi er ekki algjört, en hlutfallið fyrir CISCC eykst veldargrat í takt við hitastig.

• Koma í veg fyrir staðbundin hitapunkt: Tryggja góða varmetransfer til að koma í veg fyrir staðbundna yfirhita, sem getur búið til alvarlega smáumhverfi.

• Gera varma- / hitaeftirlit: Til að halda svalt Fyrir kerfi sem verða að vinna undir umhverfishitastigi (t.d. kæligerð), kemur árangursrík varmeftirlit í veg fyrir vötnun á yfirborði, sem getur leitt til að klóríðr sem eru í andrúmsloftinu safnast saman.

Lokalausnin: Þegar forgöngun er ekki nóg

Ef umhverfið er of hart (t.d. heitt, með miklar klóríðkoncentrur), og spennulósun er ómöguleg, mun engin stjórnun gera 316 rustfrítt stál öruggt í raun. Í slíkum tilvikum er efnisskipti eina rökrétt verkfræðiákvarðanin.

Efnisuppfærslu leið fyrir rör:

1. Hámarksgóð gerð austenítískt rustfrjálst stál:

   • 316L (lág kolefni): Betri varnir gegn viðfinningu en veitir enga verulega batning á CISCC-varnir samanborið við 316.

   • 904L (N08904): Hærri legeringargjald (Mo, Cu, Cr) veitir betri varnir gegn klóríðum, en er ekki óviðkvæmt.

2. Tvítegundar rustfrjáls stál:  Þetta er oft kostnaðsævastur uppfærslumótunartækifundur.

   • 2205 (S31803/S32205): Hefur mjög góðar varnir gegn CISCC og um það bil tvöfalt hærri brottfallsterkari en 316. Það er sjálfgefinn kostur í mjög sýruhraka klóridumhverfum og er semjaðanlegt í rörformi.

3. Nikkel-grunduð legeringar (Gullstaðallinn):

   • Legering 825 (N08825): Mjög góð ámóttun á móti CISCC.

   • Legeting 625 (N06625): Framúrskarandi ámóttun á móti CISCC og gropun. Oft notað í lykilforritum.

   • Hastelloy C-276 (N10276): Að mestu leyti óviðkvæm fyrir CISCC í flestum iðrumhverfum.

Samantekt: Aðgerðaáætlun

1. Meta: Auðkenna öll umhverfi þar sem 316 rör eru útsett fyrir klóríð, sérstaklega við hitastig yfir 60°C (140°F).

2. Koma í forgang: Líta til öryggisviðmiða, kerfa undir innheimum og kerfi sem hafa átt slys á síðustu tímum.

3. Brotið þríhyrninginn:

   • Fyrst, reynið að stjórna álagi. Tilgreinið spennulágu rör og framleiðið vitraskilega.

   • Annað, stjórnið umhverfinu. Halldu því þurru, forðist stöðvun og passið upp á vatnsefnafræði.

   • Þriðja, stjórnið hitastigi. Halldu því kalt ef mögulegt er.

4. Vitið hvenær skal uppfæra: Ef umhverfið er í sérstaklega hart, skal ekki treysta 316/L. Rekstrarhættan og kostnaður vegna bilunar eru miklu meiri en hærri upphaflegur efniskostnaður duplex eða nikkelblanda rörs. Investering í Duplex 2205 rör eru oftast langvarandi hagkvæmasta lausnin.