وضعیت سطح به عنوان یک عامل خوردگی پنهان
در لولههای گرمایش الکتریکی مقاوم در برابر خوردگی{0}} ساخته شده از فولاد ضد زنگ 316، ترکیب آلیاژ اغلب تمرکز اصلی است. با این حال، زبری سطح به همان اندازه نقش مهمی در تعیین عملکرد خوردگی طولانی مدت دارد.
حتی زمانی که درجه مواد مطابق با استانداردهای ترکیب شیمیایی باشد، یک سطح بیش از حد ناصاف میتواند خطر خوردگی را بهطور قابلتوجهی افزایش دهد، بهویژه در محیطهای حاوی کلرید یا محیطهای تهاجمی شیمیایی.
توپوگرافی سطح به طور مستقیم بر پایداری فیلم غیرفعال، تشکیل رسوب و واکنش های الکتروشیمیایی موضعی تأثیر می گذارد.
رابطه بین زبری و یکنواختی فیلم غیرفعال
مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ 316 به یک لایه اکسید غنی از کروم{1} یکنواخت متکی است. یک سطح صاف تر حتی تشکیل فیلم غیرفعال و برهمکنش اکسیژن ثابت را ترویج می کند.
هنگامی که زبری سطح زیاد است، قله ها و دره های میکروسکوپی ضخامت فیلم غیرفعال ناهموار ایجاد می کنند. دره ها ممکن است کاهش اکسیژن را تجربه کنند و به مکان هایی با ثبات فیلم تبدیل شوند.
این بی نظمی ها می توانند به نقطه شروع خوردگی موضعی در شرایط غوطه وری تبدیل شوند.
کاهش زبری سطح، تداوم فیلم غیرفعال را بهبود می بخشد و مقاومت در برابر خوردگی را تقویت می کند.
شکل گیری میکرو-شکاف در سطوح ناهموار
سطوح ناهموار به طور طبیعی دارای فرورفتگی های ریز-می باشند. در برنامههای غوطهوری مایع، این ساختارهای میکرو{2}}میتوانند سیال و ذرات معلق را به دام بیاندازند.
مایع راکد در این فرورفتگیهای میکروسکوپی ممکن است منجر به غلظت موضعی کلرید و کاهش اکسیژن شود. با گذشت زمان، این محیط به نفع توسعه خوردگی شکاف است.
اگرچه سیال توده ممکن است در محدوده ایمن شیمیایی قرار داشته باشد، شرایط ریز{0}}روی سطوح ناهموار می تواند مناطق حمله موضعی تهاجمی ایجاد کند.
پرداخت سطح باعث کاهش شکل گیری میکرو-شکافی می شود.
تاثیر بر حساسیت خوردگی حفره ای
خوردگی حفره ای اغلب از نقص یا عیوب سطحی شروع می شود. سطوح ناهموار در مقایسه با سطوح صاف، مکان های بالقوه بیشتری برای هسته ایجاد می کنند.
خراش های میکروسکوپی، آثار ماشین کاری و ساییدگی ها به عنوان نقاط تمرکز تنش عمل می کنند. در محیطهای گرم، دمای بالا شروع به گودال را در این مکانهای آسیبپذیر تسریع میکند.
برای لوله های گرمایش فولاد ضد زنگ 316 که با تراکم وات بالا کار می کنند، سطوح صاف تر احتمال تشکیل گودال در معرض کلرید را کاهش می دهند.
کیفیت پرداخت سطح مستقیماً-قابلیت اطمینان طولانی مدت تأثیر می گذارد.
تأثیر بر انباشت سپرده
در بسیاری از سیستم های گرمایش غوطه وری، پوسته پوسته شدن مواد معدنی، رسوبات یا بیوفیلم ممکن است در طول زمان انباشته شوند. سطوح ناهموار باعث چسبندگی قوی تر رسوبات در مقایسه با سطوح صیقلی می شوند.
رسوبات لایه های عایق حرارتی ایجاد می کنند که دمای سطح را به صورت موضعی افزایش می دهد. دمای بالاتر واکنش های الکتروشیمیایی را تسریع می کند و فیلم غیرفعال را ضعیف می کند.
علاوه بر این، رسوبات ممکن است شرایطی مانند شکاف{0}}در زیر ساختار خود ایجاد کنند و باعث ایجاد خوردگی موضعی شوند.
حفظ سطح صاف، احتباس رسوب را به حداقل می رساند و راندمان انتقال حرارت را بهبود می بخشد.
تأثیر بر توزیع گرما
زبری سطح نیز بر ویژگی های انتقال حرارت تأثیر می گذارد. اگرچه ناهمواری های جزئی ممکن است اندکی تلاطم را در سیستم های جاری افزایش دهد، اما بی نظمی بیش از حد می تواند باعث توزیع ناهموار دما شود.
نقاط داغ محلی ممکن است در مناطقی که رسوبات انباشته شده یا جریان سیال راکد می شود ایجاد شود. دمای سطح بالا نرخ خوردگی را در محیطهای حاوی کلرید{1}}افزایش میدهد.
پرداخت یکنواخت سطح عملکرد حرارتی پایدارتر را تضمین می کند و شتاب خوردگی را کاهش می دهد.
ملاحظات ساخت و تکمیل
زبری سطح تا حد زیادی توسط فرآیندهای ساخت مانند کشیدن لوله، خمش، جوشکاری و پرداخت تعیین می شود. حمل نادرست در حین ساخت ممکن است باعث ایجاد خراش یا آلودگی شود.
روشهای پولیش و غیرفعالسازی پس از ساخت، یکنواختی سطح را بهبود میبخشد و مقاومت در برابر خوردگی را پس از پردازش مکانیکی بازیابی میکند.
کنترل کیفیت دقیق رویههای تکمیل تضمین میکند که خواص ضد زنگ{0}} فولاد ضد زنگ 316 در طول تولید به خطر نیفتد.
پیامدهای تعمیر و نگهداری طولانی مدت-
حتی اگر سطح اولیه بهینه باشد، سایش عملیاتی ممکن است به تدریج زبری را در طول زمان افزایش دهد. تمیز کردن مکانیکی با ابزارهای ساینده می تواند به طور ناخواسته به لایه غیرفعال آسیب برساند و بی نظمی های سطح را افزایش دهد.
استفاده از روشهای تمیز کردن غیر ساینده به حفظ صافی و پایداری فیلم کمک میکند.
بازرسی منظم از وضعیت سطح از تعمیر و نگهداری پیش بینی شده پشتیبانی می کند و عمر سرویس را افزایش می دهد.
نتیجه گیری
زبری سطح به طور قابل توجهی بر رفتار خوردگی لوله های گرمایش الکتریکی فولاد ضد زنگ 316 تأثیر می گذارد. سطوح ناهموار حساسیت به سوراخ شدن، خوردگی شکافی، انباشته شدن رسوبات و تشکیل فیلم غیر یکنواخت را افزایش می دهند.
با حفظ سطح کنترل شده در حین ساخت و به حداقل رساندن آسیب سطح در حین کار، می توان از مقاومت خوردگی فولاد ضد زنگ 316 به طور کامل استفاده کرد.
در محیطهای صنعتی پر تقاضا، سطوح صاف و بهدرستی درمانشده مزیتی حیاتی در تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت و پایداری سازه فراهم میکنند.
