Как контролировать загрязнение поверхности нержавеющей стали 316 свободным железом, чтобы предотвратить начальное зарождение ржавчины на нагревательных трубках
Присущая нагревательным трубкам из нержавеющей стали 316 коррозионная стойкость полностью зависит от непрерывной и плотной пассивной пленки, -богатой хромом, на поверхности материала. Однако самым частым антропогенным-дефектом, разрушающим анти-коррозионную основу поверхности, стало загрязнение свободным железом, поступившее в процессе обработки, транспортировки и монтажа. Остатки свободного железа в основном поступают из режущих инструментов из углеродистой стали, шлифовальных абразивов, остатков трения механических приспособлений и загрязнений в результате перекрестного-контакта во время производственного процесса. Эти крошечные частицы железа проникают в поверхностные микро-царапины, зоны сварки-под воздействием тепла и места изгиба труб, не обеспечивая стабильной пассивационной защиты. Во влажном воздухе, в условиях соляного тумана и в условиях циркулирующей воды внедренное свободное железо будет преимущественно образовывать микро-гальванические элементы с подложкой из нержавеющей стали. В качестве анодной фазы свободное железо быстро растворяется, образуя точки зарождения ржавчины, которые постепенно разрушают окружающую пассивную пленку и в конечном итоге вызывают точечную коррозию и утечку через щели. Большинство ранних отказов от ржавчины недавно произведенных нагревательных трубок из нержавеющей стали 316 вызваны не некачественными компонентами материала, а неконтролируемым загрязнением поверхности свободным железом. Таким образом, стандартизированный контроль загрязнения свободным железом является важной мерой по борьбе с-предварительной обработкой поверхности для контроля качества нагревательных труб.
Загрязнение свободным железом вызывает прогрессирующую коррозию посредством уникальных электрохимических механизмов. В отличие от однородной коррозии материала, свободная коррозия,-индуцированная железом, начинается с отдельных точек микро-зародышеобразования и диффузно распространяется наружу. Пористый слой ржавчины, образующийся в результате окисления железа, может непрерывно адсорбировать ионы хлорида и влагу, образуя локальную высоко-микросреду коррозии, которая ускоряет разрыв пассивной пленки. Если остатки свободного железа не будут полностью удалены перед поставкой, скрытые точки ржавчины останутся неактивными во время хранения на складе и быстро разрушатся после перехода в режим высоко-нагрева. Многие предприятия полагаются только на визуальный осмотр для оценки чистоты поверхности, который не позволяет выявить невидимые внедренные частицы железа, что приводит к нестабильной анти-коррозионной устойчивости готовых партий нагревательных труб.
|
Уровень загрязнения свободным железом |
Характеристики загрязнения |
Тенденция развития коррозии |
Требуемая схема лечения |
|---|---|---|---|
|
Меньше или равно 10 мкг/см² (соответствует требованиям) |
Никаких вкраплений, чистая и однородная пассивная пленка. |
Отсутствие самопроизвольного зарождения ржавчины, стабильные долгосрочные-анти-коррозионные характеристики. |
Обычное травление и пассивация. |
|
10–30 мкг/см² (небольшое загрязнение) |
Крошечные взвешенные железные обломки, без видимых пятен ржавчины на поверхности. |
Медленное образование ржавчины во влажной среде, потенциальный риск точечной коррозии. |
Ультразвуковая очистка + вторичное усиление пассивации |
|
>30 мкг/см² (сильное загрязнение) |
Внедренные частицы железа, локальное пассивное повреждение пленки. |
Быстрое образование и расширение питтинговых отверстий, раннее отсутствие утечек |
Профессиональное химическое обезжелезивание-+общая репассивация |
Чтобы эффективно контролировать загрязнение свободным железом, предприятия должны установить полную-техническую изоляцию и технические характеристики обнаружения для производства нагревательных труб из нержавеющей стали 316. Специальные инструменты для обработки нержавеющей стали, приспособления и шлифовальные материалы следует использовать отдельно, чтобы избежать перекрестного-загрязнения оборудованием из углеродистой стали. После производства и перед упаковкой все нагревательные трубки должны пройти качественное тестирование ферроксила и количественное определение свободного железа, чтобы гарантировать, что остаточное загрязнение соответствует пороговому значению промышленного стандарта. Для слегка загрязненных заготовок применяется ультразвуковая очистка деионизированной водой для удаления взвешенных примесей с поверхности. Для сильно загрязненных участков труб с внедренными остатками железа требуется целенаправленная химическая обезжелезивание для полного удаления внутренних загрязнений с последующей вторичной пассивацией для восстановления полной защитной пленки. Строгий контроль отсутствия железа исключает начальные точки зарождения ржавчины на поверхности соединения, гарантирует полную реализацию превосходной коррозионной стойкости сплава нержавеющей стали 316 и эффективно предотвращает преждевременное коррозионное разрушение нагревательных трубок, вызванное не-стандартными операциями обработки.
