Корозија и заштита цеви од нерђајућег челика дебелих зидова
У петрохемијској опреми, цеви од нерђајућег челика са дебелим зидовима се широко користе због своје добре термопластичности и отпорности на корозију, али могу бити кородиране и оштећене под одређеним условима медија, као што су корозија удубљења, интергрануларна корозија и корозија под напоном.
Пуцање од корозије под напрезањем је облик оштећења од корозије који се јављају без упозорења, а оштећења су брза и озбиљнија. Због непредвидивости кртог лома, представља озбиљну претњу за сигуран дуготрајан рад хемијске опреме. Због тога је неопходно проучити узроке напонске корозије цеви од нерђајућег челика са дебелим зидовима и предузети ефикасне заштитне мере.
1 Карактеристика и механизам корозије под напоном
Цеви од нерђајућег челика са дебелим зидовима су корозионо пуцање под комбинованим дејством специфичних фактора корозије и затезног напона, а напон при пуцању је мањи од границе чврстоће самог материјала, а макроскопска морфологија лома је крт лом. Уопштено се верује да под дејством затезног напона, пасивациони филм причвршћен за површину металног материјала пуца, формирајући јаме и изворе пукотина, и излажући метални материјал корозивном окружењу.
Под поновљеним дејством затезног напрезања, новогенерисани пасивациони филм наставља да пуца. , пукотина наставља да се шири дуж правца затезног напона, а водоник се генерише у области оклузије врха прслине, а водоник дифундује у метал да изазове катализу, а крхки лом се јавља под дејством затезног напона. Крхке пукотине настављају да се шире по дубини све док се метални материјал не сломи и пропадне.
2 Утицајни фактори корозије под напоном
2.1 Корозивни медијум
Постоји много медија који изазивају корозију под напоном на цевима од нерђајућег челика дебелих зидова. Уобичајени у петрохемијској индустрији су: хлоридни јони, лужина, полисумпорна киселина, водени раствор водоник сулфида, сулфатни радикал, нитратни радикал, водени раствор флуоридних јона итд. узроковане хлоридним јонима. Корозија хлоридним јонима мора да задовољи да је медијум неутрално окружење и да садржи оксиданте или растворени кисеоник. Брзина корозије под напоном расте са повећањем концентрације хлоридних јона.
Када је корозивни медијум на 50 до 200°Ц, тенденција корозије под напоном је највећа. Корозија од лужине такође треба да се деси у аеробним условима. Када температура лужине достигне тачку кључања, то ће изазвати корозионо пуцање металних материјала. Брзина корозије под стресом се успорава како се концентрација лужине смањује. Када је концентрација лужине нижа од 50%, корозија под напоном скоро да се више не јавља.
Лиентосумпорна киселина се углавном производи појавом гвожђе сулфида на површини метала и кисеоника и воде у ваздуху у влажном окружењу током гашења и одржавања опреме. Када је цев од нерђајућег челика са дебелим зидовима у осетљивом стању и постоји затезни напон, метални материјал може изазвати корозију под напоном након контакта са политионатом. Корозија полисумпорне киселине је такође повезана са пХ вредношћу. Када је пХ вредност већа од 5, вероватноћа појаве корозије под напоном је мала, а корозија под напоном се убрзава са смањењем пХ вредности.
2.2 Стрес
Напрезање које узрокује корозију од нерђајућег челика дебелих зидова углавном потиче од радног оптерећења, заосталог напрезања током обраде опреме, термичког напрезања и напрезања при монтажи. Међу њима, оштећења узрокована заосталим напрезањем представљају највећи удео корозије под напоном, која чини око 80%. Заостало напрезање је неизбежно у процесу обраде и уградње опреме.
Најчешћи резидуални напон је заостало напрезање заваривања, заостало напрезање узроковано хладним радом и савијањем, и заостало напон изазвано експанзионом цеви. Што је већи резидуални напон, лакше је изазвати корозионо пуцање под напоном.