ترک خوردگی تنشی (SCC) به ترک خوردگی شکننده فولاد ضد زنگ تحت اثر ترکیبی تنش پسماند کششی و محیط خورنده خاص، به ویژه محیط آبی حاوی کلرید{0}} اشاره دارد. ترک از نقص فیلم منفعل شروع می شود، در امتداد مسیرهای ترانس دانه ای یا بین دانه ای منبسط می شود و بدون نازک شدن خوردگی ماکروسکوپی آشکار به سرعت به دیواره لوله نفوذ می کند. چنین خرابی دارای ناگهانی شدید و خطر ایمنی بالا است و اغلب منجر به پارگی غیرمنتظره و نشت متوسط لوله های گرمایش در شرایط عملیاتی عادی می شود.
1. هسته الکتروشیمیایی و مکانیزم کوپلینگ مکانیکی
تنش کششی بر روی فیلم غیرفعال فولاد ضد زنگ 316 اثر می گذارد و باعث پارگی موضعی لایه محافظ اکسید کروم می شود. یون های کلرید در محیط به سرعت روی سطح فلز تازه جذب می شوند تا میکروسل انحلال آندی را تشکیل دهند. نوک ترک کوچک به طور مداوم تمرکز تنش را تحمل می کند، که باعث شکستن لایه غیرفعال تازه تشکیل شده در جلوی ترک می شود. محیط خورنده به اعماق حفره شکاف نفوذ می کند و یک محیط خوردگی مسدود شده خود-تسریع می یابد. ترک به سرعت در امتداد جهت عمود بر تنش کششی منتشر می شود و در نهایت به کل دیواره لوله نفوذ می کند تا از طریق{6}}نشت ترک نوع ایجاد شود. تنش کششی پسماند ناشی از خمش، جوشکاری، شکل دهی سرد و مونتاژ شرط مکانیکی ضروری برای شروع SCC است.
2. منابع استرس معمولی و موقعیت های حساس
بخشهای شکلدهی خمشی سرد: خمهای U شکل و نواحی انتقال قوس، تنش کششی پسماند زیادی را حفظ میکنند.
درزهای جوش و مناطق تحت تأثیر گرما{0}}: تنش حرارتی جوشکاری و تنش محدودیت ساختاری در نزدیکی خطوط جوش جمع میشوند.
بیش از-فلنج سفت شده و قطعات ثابت بست: پیش بارگذاری بیش از حد پیچ باعث ایجاد تنش کششی مجموعه خارجی می شود.
مناطق متناوب سطح مایع: تنش چرخه حرارتی بر خوردگی متوسط تأثیر میگذارد و به منطقه{0}}ترکخوردگی بالا تبدیل میشود.
3. شرایط محیطی القا کننده اصلی
محیط حاوی یون های کلرید مانند آب نمک، فاضلاب و مایع ضایعات ترشی.
افزایش دمای عملیاتی به طور قابل توجهی سرعت رشد ترک خوردگی تنش را تسریع می کند.
غلظت محلی یون های کلرید در زیر لایه های رسوب و خاک، آستانه تنش بحرانی برای ترک خوردگی را کاهش می دهد.
مرزهای دانه حساس ناشی از جوشکاری نامناسب، مواد را مستعد ترک خوردگی تنش بین دانه ای می کند.
4. پیشگیری و کنترل سلسله مراتبی اقدامات فنی
① تنش کششی باقیمانده را از طریق بازپخت کاهش تنش حذف کنید
عملیات حرارتی کاهش تنش یکپارچه را پس از خم شدن و جوشکاری انجام دهید، تنش باقیمانده تشکیل و جوشکاری را به طور اساسی حذف کنید، نیروی محرکه مکانیکی انبساط ترک را قطع کنید.
② فرآیند اتصال مونتاژ را بهینه کنید
از آچار گشتاور برای کنترل نیروی سفت کردن پیچ و مهره به طور یکنواخت استفاده کنید، از انقباض بیش از حد-و تنش بیش از حد بستن خودداری کنید. برای کاهش استرس محدودیت از پشتیبانی های تماس انعطاف پذیر استفاده کنید.
③ غنی سازی یون کلرید متوسط را به شدت کنترل کنید
به طور منظم مایع فرآیند را جایگزین کنید تا از تجمع یون کلر جلوگیری شود. بهینه سازی میدان جریان برای جلوگیری از مناطق آب مرده و رسوب رسوب. برای کاهش غلظت یون موضعی، مهارکننده های رسوب را اضافه کنید.
④ انتخاب مواد را برای شرایط کاری سخت بهینه کنید
316L می تواند خطر حساسیت را کاهش دهد. برای محیط های با کلر و دمای بالا، از فولاد ضد زنگ دوبلکس 2205 با مقاومت عالی در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش کلرید استفاده کنید.
⑤ بهبود یکپارچگی سطح بدنه لوله
الکترو پولیش و غیرفعال سازی یکپارچه خراش ها و آخال های سطحی را از بین می برد، منبع ترک اولیه را در جایی که فیلم غیرفعال مستعد آسیب است کاهش می دهد.
5. جدول مقایسه اثر پیشگیری
表格
| شرایط پردازش و خدمات | درجه خطر SCC | طرح بهبود پیشنهادی |
|---|---|---|
| خمش قطعه کار بدون تنش زدایی + محیط ساکن با کلر بالا | فوق العاده بالا | آنیل اجباری + بهبود متوسط |
| درمان کاهش استرس + مجموعه گشتاور استاندارد | آشکارا کنترل شده است | استاندارد تولید لوله گرمایش معمولی |
| فولاد ضد زنگ دوبلکس + محیط جریان در گردش | اجتناب اساسی از شکست SCC | طرح ترجیحی محیط خورنده خشن |
نتیجه گیری
ترک خوردگی تنشی لوله های گرمایش 316 نتیجه جفت شدن تنش کششی و محیط خورنده خاص است. موثرترین اقدام پیشگیری حذف تنش های کششی باقیمانده و خارجی مختلف در مرحله تولید و مونتاژ است. همراه با کنترل غلظت یون خورنده متوسط و ارتقاء مواد مقاوم در برابر خوردگی، خطر پنهان ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی را می توان به طور کامل از بین برد و عملکرد ایمن درازمدت تجهیزات گرمایشی را تضمین کرد.
