Какво прави една тръба от легирана стомана устойчива на корозия
Тръбата от легирана стомана обхваща две широки семейства. Тръбите с ниско съдържание на сплав, като класовете хром молибден в ASTM A335 и GB/T 5310, са предназначени главно за якост при повишена температура и работа с водород, като общото съдържание на сплав обикновено е под пет процента. Високолегираните и неръждаемите тръби, включително аустенитните класове в ASTM A312 и дуплексните класове в ASTM A790, разчитат на хром при или над приблизително единадесет процента, за да образуват стабилен пасивен филм. И в двете семейства корозионното поведение се определя от химията на повърхностния филм, а не от механичната якост.
Хромът е ключовият елемент. Той реагира с кислорода, за да образува тънък, самовъзстановяващ се слой от хромен оксид, който отделя стоманата от околната среда. Никелът стабилизира аустенитната структура и подобрява устойчивостта в слабо редуциращи и алкални среди, докато молибденът значително подобрява устойчивостта на цепнатини и цепнатини в среда, съдържаща хлорид. Азот, титан и ниобий се добавят за по-нататъшно стабилизиране или за устойчивост на междугранулна атака.
Определяне на съпротивлението: PREN и съдържание на сплав
Еквивалентното число на съпротивлението на питинг е приетият начин за сравняване на устойчивостта на хлорид в различни степени. Изчислява се като PREN се равнява на съдържанието на хром плюс 3,3 пъти съдържанието на молибден плюс 16 пъти съдържанието на азот, всичко в масови проценти. Класовете с по-висок брой понасят по-високи нива на хлорид и по-високи температури преди да започне питинг и същият индекс се използва при избора на клас за морска вода или потоци от процес на хлорид.
| семейство | Типично съдържание на сплав | Корозионна якост | Типични стандарти |
|---|---|---|---|
| Карбон и нисколегирани | Хром плюс молибден до около пет процента | Устойчивост само на атмосферно и високотемпературно окисление | ASTM A335, GB/T 5310, EN 10216-2 |
| Аустенитна неръждаема стомана | Хром около 18 процента с никел и молибден | Обща и окислителна среда, ограничена устойчивост на хлоридна питинг | ASTM A312, ASTM A213, EN 10216-5 |
| Дуплекс неръждаем | Хром около 22 процента с молибден и азот | Устойчивост на висока хлоридна питинг и корозия под напрежение с висока якост | ASTM A790, ASTM A928, EN 10216-5 |
| Супер аустенит и никелова сплав | Хром, молибден и азот във високи нива | Тежка хлоридна и редуцираща киселинна услуга | ASTM B677 и свързани продуктови стандарти |
Форми на корозия, които имат значение на практика
Равномерна корозия, контролирана от съдържанието на сплав и от окисляващия или редуциращия характер на средата.
Точкова и цепнатина корозия, предизвикана от хлорид и от застояли условия под уплътнения, отлагания и пръски от заваръчните шевове.
Междукристална корозия, причинена от утаяване на хромен карбид в сенсибилизиращия температурен диапазон на нестабилизирани аустенитни класове и избегната от нисковъглеродни или стабилизирани класове.
Корозионно напукване под напрежение, насърчавано от хлориди и напрежение на опън при повишена температура в аустенитни класове, и по-устойчиво от дуплексни и високомолибденови класове.
Галванична корозия при преходи между различни сплави, управлявана чрез правилна изолация и поддържане на малко съотношение на площта на катода към анода.
Ерозионна корозия, при която висока скорост на потока разрушава защитния филм, контролирана чрез ограничаване на скоростта за избрания клас.
Избор и обработка на правилната оценка
Изборът започва от средата: състав, ниво на хлорид, парциално налягане на сероводород, температура, скорост на потока и наличие на застояли зони. За услугата с мокър сероводород, ISO 15156 определя приемливите семейства сплави и граници на твърдост по региони и степента трябва да бъде квалифицирана спрямо тези граници, а не да бъде избрана само въз основа на якостта. За обслужване с водород и пара при повишена температура, класовете хром молибден в ASTM A335 са избрани според проектната температура, като по-високите класове хром се използват при повишаване на температурата.
Обработката също влияе върху ефективността на корозията. Неръждаемата тръба трябва да бъде заварена със съвпадащ или върху легиран пълнител, с контролирано внасяне на топлина, за да се избегне сенсибилизация, а заваръчният шев и зоната, засегната от топлина, трябва да бъдат почистени от топлинен оттенък, след това ецвани и пасивирани, така че пасивният филм да бъде възстановен. Тръбата от хром молибден изисква контролирано предварително загряване и топлинна обработка след заваряване съгласно квалифицирана процедура, за да се избегнат твърди и чувствителни към пукнатини зони, засегнати от топлина. Готовата тръба трябва да бъде защитена от замърсяване с въглеродна стомана по време на съхранение и манипулиране, тъй като вградените железни частици стават места за иницииране на питинг.
ЧЗВ
В: Кой елемент помага най-много за спиране на питинга в тръбата от легирана стомана?
Молибден. Той стабилизира пасивния филм в среда, съдържаща хлорид, поради което има най-голямо тегло в еквивалентното число на устойчивост на питинг след азота.
Въпрос: Защо една аустенитна неръждаема тръба се напуква при работа с горещ хлорид?
Хлоридите плюс напрежението на опън при повишена температура причиняват корозионно напукване в аустенитни степени. Дуплекс или по-висок клас молибден или по-ниска работна температура са обичайните средства.
Въпрос: Какво причинява междукристална корозия след заваряване?
Утаяването на хромов карбид в сенсибилизиращия температурен диапазон премахва хрома от границите на зърната. Класове с ниско съдържание на въглерод или стабилизирани с титан и ниобий класове се използват, когато заваряването е последвано от обслужване в този диапазон.
Въпрос: Устойчиви ли са на корозия тръбите с ниско легиран хром и молибден?
Те са по-устойчиви на високотемпературно окисление и водородна атака, отколкото на водна корозия. При мокро или киселинно обслужване вместо това се изисква неръждаем или дуплексен клас.
В: Как трябва да се почистват неръждаемите тръби след заваряване?
Отстранете топлинния нюанс и вграденото желязо, след това ецвайте и пасивирайте фугата, така че филмът от хромен оксид да се реформира напълно. Инструменти и шлифовъчни дискове от въглеродна стомана никога не трябва да се използват върху неръждаеми повърхности.
