316 Paslanmaz Çelik Borularda Klorid Gerilme Korozyon Çatlamasını Önleme

316 Paslanmaz Çelik Borularda Klorid Gerilme Korozyon Çatlamasını Önleme

Klorür Gerilme Aşındırıcı Çatlama (CISCC), kıyı bölgeleri, kimyasal işlem uygulamaları veya hatta yalıtım altında gibi klorit içeren ortamlarda 316 paslanmaz çelik boruların başlıca başarısızlık modudur. Bu, üç faktör aynı anda bir araya geldiğinde önemli bir uyarı olmaksızın meydana gelen gevrek, felaket niteliğinde bir hasar türüdür:

1. Klorür iyonları (ppm konsantrasyonlarında bile)

2. Çekme Gerilmesi (imalattan veya işletmeden kaynaklanan kalıntılar)

3. Sıcaklık (genellikle 60°C / 140°F üzerinde)

316 boru, mükemmel genel korozyon direnci ve şekillendirilebilirliği nedeniyle yaygın olarak kullanıldığından, CISCC'yi önlemek kritik bir mühendislik zorluğudur. Bu kılavuz, pratik bir derinlikte savunma stratejisi sunar.

Üçgeni Nasıl Kırabilirsiniz: Pratik Bir Önleme Stratejisi

1. Ortamı Yönetin (Klorürleri Kaldırın / Kimyasal Bileşimi Değiştirin)

Bu genellikle kontrol etmesi en zor faktördür ancak oldukça etkili olabilir.

• Klorür Konsantrasyonunu Kontrol Edin: Tüm klorürleri kaldıramazsınız ancak konsantrasyonlarını düşük tutmak anahtardır. Soğutma suyu için su arıtma uygulayın ve sıcak yüzeyler için katı bir klorür sınırı belirleyin (örneğin, sıcak yüzeyler için < 50 ppm).

• Durgunluğu ve Çatlakları Önleyin: Durgun koşullar, klorürlerin buharlaşma yoluyla konsantre olmasına izin verir. Sistemleri tamamen boşaltacak şekilde tasarlayın ve ölü hatlar oluşmasını önleyin. Contaların altı, tortular gibi çatlaklar klorürleri hapsedebilir ve kritik yerel bir ortam oluşturabilir.

• PH Değerini Kontrol Edin: CISCC, nötr ila hafif asidik ortamlarda en kötüdür. Çatlamanın önemli ölçüde engellenmesi için hafif alkali su kimyası (pH > 9) korunmalıdır, ancak bu süreç sıvıları ile her zaman uygulanabilir olmayabilir.

• İzolasyon Altında Klorür Konsantrasyonunun Oluşmasının Önlenmesi: Bu, başarısızlığın ana nedenlerinden biridir. İzolasyonun hava koşullarına dayanıklı ve sızdırmaz şekilde yapılması sağlanmalıdır; böylece yağmur suyu veya temizlik sularının içeri girmesi önlenmiş olur. Su bir kez girdi mi, sıcak boruda buharlaşır ve klorürleri yıkıcı seviyelere kadar konsantre eder. Paslanmaz çelik sıcak yüzeyler için klorür içermeyen izolasyon malzemeleri (örneğin taş yünü) kullanın; hücresel cam veya köpük cam gibi klorür içerebilen malzemelerden kaçının.

2. Gerilimi Yönetme (En Güvenilir Yöntem)

Çekme gerilimini azaltmak, genellikle en etkili ve kontrol edilebilir önleme yöntemidir.

• Tavlanmış/Gerilim Giderilmiş Boru Belirtin: Her zaman tavlanmış durumda (ASTM A269) boru temin edilmelidir. Bu, malzemenin üretim sürecinden (soğuk çekme, pilgerleme) kaynaklanan kalıntı geriliminin minimum düzeyde olmasını sağlar.

• İmalattan Sonra Gerilme Giderme İşlemi Uygulayın: Eğme, kesme veya kaynak işleminden sonra tam çözelti tavı uygulayın. Bu, KIGK'yi (Klorür İndüklenmiş Çatlama) önlemek için en etkili yöntemdir. Ancak büyük ve karmaşık sistemlerde yüksek sıcaklıklar (1040-1120°C / 1900-2050°F) ve şekil bozulma riski nedeniyle genellikle uygulanması pratik değildir.

• Kaynak Yapmak Yerine Eğme Kullanın: Mümkün olan yerlerde kaynaklı dirsekler yerine bükülmüş bölümler kullanın. Doğru şekilde yapıldığında, bükülmüş borular bir kaynak dikişinden daha az şiddetli artık gerilme oluşturur.

• Kaynak Uygulamalarını Kontrol Edin: Artık gerilmeyi en aza indirmek için düşük ısı girişi sağlayan kaynak teknikleri ve onaylanmış prosedürler kullanın. Şot peening veya kumlama gibi kaynak dikiş köşesine uygulanan yöntemler, faydalı yüzey basma gerilmeleri oluşturabilir.

3. Sıcaklığı Yönetin

• İşlem Sıcaklığını Düşürün: İşlem izin veriyorsa, 60°C (140°F) altında çalışmak CISCC riskini büyük ölçüde azaltır. Eşik değeri kesin olmasa da CISCC hızı sıcaklıkla birlikte üstel olarak artar.

• Yerel Sıcak Noktaların Oluşmasını Önleyin: Yerel aşırı ısınmayı önlemek için iyi ısı transferi sağlayın; bu, kritik bir mikro ortam yaratabilir.

• Soğuk Tutmak İçin İzole Edin: Ortam sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda çalışması gereken sistemlerde (örneğin soğutma sistemleri), etkili izolasyon atmosferden klorürlerin yoğunlaşmasına neden olabilecek yüzey yoğuşmasını önler.

Nihai Çözüm: Önlemler Yeterli Olmadığında

Eğer ortam çok şiddetliyse (örneğin sıcak, yüksek konsantrasyonlu klorürler) ve gerilim giderme mümkün değilse, 316 paslanmaz çeliği hiçbir şekilde gerçekten güvenli hale getiremezsiniz. Bu tür durumlarda, malzemenin yükseltilmesi tek akılcı mühendislik kararıdır.

Boru Malzemesi İçin Malzeme Yükseltme Yolu:

1. Yüksek Kaliteli Ostenitik Paslanmaz Çelik:

   • 316L (düşük karbonlu): Sensitizasyona karşı daha iyi direnç sağlar ancak CISCC direncinde 316'ya göre önemli bir iyileşme sunmaz.

   • 904L (N08904): Daha yüksek alaşım içeriği (Mo, Cu, Cr) kloridlere karşı daha iyi direnç sağlar ancak tamamen bağışık değildir.

2. Duplex Paslanmaz Çelikler:  Bu genellikle en maliyet açısından etkili yükseltmedir.

   • 2205 (S31803/S32205): Sahip cISCC'ye karşı mükemmel direnç ve 316'nın yaklaşık iki katı akma mukavemetine sahiptir. Şiddetli korozyon yaratan klorür ortamları için varsayılan seçimdir ve tüp şeklinde yaygın olarak temin edilebilir.

3. Nikel Esaslı Alaşımlar (Altın Standart):

   • Alaşım 825 (N08825): KSCGG'ye karşı mükemmel direnç.

   • Alaşım 625 (N06625): KSCGG ve pitlenmeye karşı üstün direnç. Kritik uygulamalar için sıklıkla kullanılır.

   • Hastelloy C-276 (N10276): Çoğu endüstriyel ortamda KSCGG'ye neredeyse bağışık.

Özet: Eylem Planınız

1. Değerlendirin: Kloridlere maruz kalan ve özellikle 60°C'nin (140°F) üzerindeki sıcaklıklarda bulunan tüm 316 boru tesisatlarını belirleyin.

2. Önceliklendirin: Güvenlik açısından kritik sistemlere, izolasyon altındaki sistemlere ve geçmişte arızaları olanlara odaklanın.

3. Üçgeni Kırın:

   • İlk olarak, stresi yönetmeye çalışın. Strese dayanıklı boru ve dikkatli imalat belirtin.

   • İkinci olarak, ortamı kontrol edin. Kuru tutun, suyun hareketsiz kalmasını önleyin ve su kimyasına dikkat edin.

   • Üçüncü olarak, sıcaklığı kontrol edin. Mümkünse serin tutun.

4. Ne Zaman Yükseltme Yapılacağını Bilin: Eğer ortam doğası gereği zorlayıcıysa, 316/L'ye güvenmeyin. İşletimsel risk ve başarısızlık maliyeti, bir duplex veya nikel alaşımlı borunun daha yüksek ilk malzeme maliyetini çok aşar. Duplex 2205 boru yatırımı sıklıkla en güvenilir uzun vadeli ekonomik çözümdür.