316ステンレス鋼管における塩化物応力腐食割れの防止

316ステンレス鋼管における塩化物応力腐食割れの防止

塩素ストレス腐食裂け (CISCC) は,沿岸地域,化学加工,または絶縁の下でさえも,塩素を含む環境における316不鋼管の主要な故障モードです. 3つの要因が同時に合致すると 警告もなく起こる壊れやすい壊滅的な失敗です

1. クロリドイオン (ppm の濃度でも)

2. 引張応力 (製造または運用による残留物)

3. 温度 (通常は60°C / 140°F以上)

316管は,その優れた一般的な耐腐蝕性および形容性のために広く使用されているため,CISCCを防ぐことは重要な技術課題です. このガイドは 実践的な 防衛戦略を 概要しています

三角 形 を 破る 方法: 予防 の 実践 的 な 策略

1. 労働力 環境管理 (塩化物除去/化学変化)

制御するのが最も難しい要因ですが 非常に効果的です

• 塩化物濃度 チェック 塩化物を全て取り除くことはできませんが 低濃度に保つことが重要です 冷却水については,水処理を実施し,塩化物含有量の厳格な制限を維持する (例えば,熱い表面では < 50 ppm).

• 停滞 と 裂け目 を 避ける 静止状態では,塩化物が蒸発によって集中する. 完全排水システム設計で 死んだ足は避けられる 裂け目 (ガスケットの下,堆積物) は 塩化物を閉じ込め,局所的な環境を 危機的に作り出すことができます

• PHを制御する： CISCCは中性からわずかに酸性の環境で最も悪化します。わずかにアルカリ性の水化学（pH > 9）を維持することで割れを大幅に抑制できますが、プロセス流体では常に実現可能とは限りません。

• 断熱材下での塩化物の濃縮を防止： これは故障の主な原因です。断熱材が 耐候性があり、密封されていること 雨水や洗浄水が入らないようにする 水が入ると熱管に蒸発し 塩化物濃度が壊滅的なレベルに達します 塩化物を含める細胞ガラスや泡ガラスではなく,熱した不鋼表面に塩化物のない保温 (例えば岩毛) を使用する.

2. 信頼性 ストレス を 管理 する (最も 信頼 できる 方法)

引き締まりのストレスを減らすことが 最も効果的で制御可能な予防方法である.

• 熱熱管/ストレス解消管を指定する: 始末に熱した状態 (ASTM A269) でのチューブ源. 製造過程で残留ストレスを最小限に抑える (冷凍引き,略奪)

• 製造後のストレスの緩和を: 折り,切断,溶接した後,溶液を完全に焼却します. これはCISCCを防ぐ唯一の最善の方法です しかし,高温 (1040〜1120°C/ 1900〜2050°F) と歪みのリスクのため,大きく複雑なシステムでは不可能なことが多い.

• 折りたたみではなく 溶接: 可能な限り,溶接した肘の代わりに曲がった部分を使用します. 曲げた管は,正しく行えば,溶接よりも強い残留ストレスを引き起こすことができません.

• 制御溶接の操作 低熱入力溶接技術と資格のある手順を使用して残留ストレスを最小限に抑える. 溶接指を砂砂で吹き飛ばすような技術では,有益な圧縮表面ストレスを導入することができます.

3. 信頼する 温度 を 管理 する

• 低プロセス温度: 処理が可能なら 60°C (140°F) 以下の温度で動作すると リスクが劇的に減少します 絶対的な限界値ではありませんが CISCCの速度は温度とともに指数関数的に増加します

• 地域 的 な 熱帯 地 を 避ける 熱の伝達が良好で,局所的な過熱が起こり,重大な微小環境が作られるのを防ぐこと.

• 冷たい状態 に 保た れる ため に 隔熱 する: 周囲温度の下での動作 (冷却など) を必須とするシステムでは,効果的な隔熱は,大気から塩化物を濃縮する表面凝縮を防止します.

究極の解決策：予防が不十分な場合

環境が過酷すぎる場合（例：高温・高濃度の塩化物）や応力除去が不可能な場合、 いかなる管理を施しても、316ステンレス鋼を真に安全にすることができません。 このような場合には、材料のグレードアップが唯一賢明なエンジニアリング上の判断です。

チューブ材の材料グレードアップの道筋：

1. 高級オステニティックステンレス鋼:

   • 316L (低炭素): 敏感化に対する耐性が向上するが,CISCC耐性が316より著しく改善しない.

   • 904L (N08904): 高濃度合金 (Mo,Cu,Cr) は塩化物に対する耐性を高めますが,免疫性はない.

2. 複合型不鋼:  これは最も費用対効果の高いアップグレードです

   • 2205 (S31803/S32205): があります cISCC に 優れた 耐性 316の強度を2倍にします 厳重に腐食性のある塩化物環境ではデフォルト選択であり,チューブル型の形で広く利用可能である.

3. 基合金 (金基準):

   • 合金825 (N08825): 絶好のCISCC耐性がある

   • 合金625 (N06625): CISCCと穴への優れた耐性 重要な用途に使われます

   • ハステロイC-276 (N10276): CISCCに免疫がある

概要: あなたの行動計画

1. 評価する 316管が塩化物にさらされている環境をすべて特定し,特に60°C (140°F) 以上温度で確認する.

2. 優先事項： 安全に重要なシステムや 隔離されたシステムや 故障歴のあるシステムに 焦点を当てます

3. 破る三角形

   • ストレス ストレス ストレス ストレスの解消管を指定して 慎重に製造する

   • 2つ目は 環境をコントロールすること 乾燥させ 停滞を避け 水の化学反応を観察してください

   • 3つ目は温度を制御する 出来るなら冷やして.

4. 更新するタイミングを把握する 内部環境が厳しい場合,316/Lに頼らないでください. 運用リスクと故障コストは,デュプレックス管やニッケル合金管の初期材料コストをはるかに上回ります. 投資する ダブル相ステンレス2205 管路は長期的に見れば 最も信頼性の高い経済的な解決策です