Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) — одно из наиболее разрушительных скрытых повреждений нагревательных трубок из нержавеющей стали 316 при высоких-температурах и хлорид-содержащих рабочих условиях. Быстрое повышение температуры, частые циклы запуска-остановки и чрезмерная мощность нагрева вызовут огромное переменное тепловое напряжение внутри стенки трубы. Когда растягивающее термическое напряжение существует одновременно с ионами хлорида и средой с высокой-температурой, богатая хромом-пассивная пленка на поверхности нержавеющей стали склонна к хрупкому растрескиванию. Крошечные трещины постоянно расширяются вдоль границ зерен под совместным действием напряжений и агрессивных сред, что в конечном итоге приводит к внезапному хрупкому разрушению нагревательных трубок без явной пластической деформации. Многие нагревательные трубы с качественным сырьем и идеальной пассивацией поверхности по-прежнему преждевременно выходят из строя, в основном из-за необоснованной конфигурации параметров мощности, что приводит к частым термическим ударам и чрезмерным остаточным растягивающим напряжениям. Таким образом, научная оптимизация мощности нагрева и ступенчатый контроль температуры являются важными профилактическими мерами для сдерживания коррозионного растрескивания под напряжением и продления срока службы анти-нагревательных трубок с защитой от коррозии.
Для образования коррозионного растрескивания при термическом напряжении необходимы три необходимых условия: растягивающее напряжение, среда хлорид-ионов и высокотемпературная-среда эксплуатации. Чрезмерная мгновенная мощность нагрева вызовет резкую разницу температур между внутренней и внешней стенками нагревательной трубки, создавая высокие переходные растягивающие напряжения в поверхностном слое. Частый запуск и остановка оборудования в дальнейшем создают знакопеременные термические напряжения, которые постоянно накапливают повреждения решетки и способствуют возникновению микро-трещин. Сварные швы, участки изгибной деформации и холодно-обработанные участки представляют собой места с высокой-концентрацией напряжений, которые становятся предпочтительными путями распространения коррозионных трещин под напряжением. Неправильное регулирование мощности, такое как прямой-пуск при полной мощности, частое переключение нагрузки и перегрев-, значительно увеличивает риск SCC, в то время как постепенное повышение температуры и стабильная работа при мощности могут эффективно снизить амплитуду теплового напряжения и избежать возникновения трещин.
Таблица 1. Режимы работы тепловых мощностей, уровень теплового напряжения и схема контроля рисков SCC
表格
| Режим работы | Мощность и температура | Уровень термического напряжения | Риск стрессовой коррозии | Стандартная стратегия оптимизации |
|---|---|---|---|---|
| Прямой запуск на полную-мощность | Мгновенная максимальная мощность, быстрый скачок температуры | Чрезвычайно высокий | Очень высокий | Используйте поэтапное наращивание мощности-в течение 30–60 минут. |
| Частые старты-остановки езды на велосипеде | Несколько включений-выключений за короткое время | Высокий | Высокий | Увеличьте период стабильной непрерывной работы, уменьшите частоту запусков. |
| Немного перегруженная стабильная работа | Мощность превышает номинальное значение на 5–10 %, постоянная высокая температура. | Середина | Середина | Отрегулируйте номинальную мощность, строго ограничьте максимальную рабочую температуру. |
| Оптимизированное плавное отопление | Предварительный нагрев при низкой-мощности + поэтапное увеличение мощности + постоянная номинальная работа | Низкий | Незначительный | Установите верхний предел температуры и блокировку защиты по мощности. |
Предприятия должны сформулировать строгие эксплуатационные характеристики тепловой мощности для нагревательного оборудования из нержавеющей стали. На этапе запуска сначала следует использовать предварительный нагрев на низкой-мощности, чтобы уменьшить температурный градиент между внутренней и внешней стенками трубки, а мощность повышать поэтапно до достижения номинального рабочего параметра, избегая мгновенного теплового удара. Для предотвращения перегрева-должно быть установлено устройство защиты от перегрева; как только температура поверхности превышает безопасный порог, мощность нагрева автоматически ограничивается. Частота запуска и отключения оборудования должна быть стандартизирована, а частое временное переключение питания должно быть запрещено во избежание кумулятивного повреждения от переменного теплового напряжения. Для нагревательных трубок, используемых в средах, содержащих {-хлориды-высокие температуры, максимальную рабочую температуру следует соответствующим образом снизить, чтобы сузить разницу температур и еще больше снизить чувствительность к коррозионному растрескиванию под напряжением.
Требуется регулярное архивирование эксплуатационных данных для регистрации режима запуска, кривой мощности, рабочей температуры и частоты включения оборудования. Для нагревательных трубок, работающих в режиме высоких-напряжений в течение длительного времени, необходимо заранее организовать не-неразрушающий контроль, например вихретоковый и ультразвуковой контроль, для выявления ранних дефектов микро-трещин. Оптимизированное управление мощностью нагрева исключает растягивающее термическое напряжение, вызывающее коррозионное растрескивание под напряжением, взаимодействует с выбором сырья, анти-коррозионной обработкой поверхности и контролем качества воды, а также создает полную-систему защиты процесса безопасности для нагревательных труб из нержавеющей стали 316, эффективно предотвращая катастрофические несчастные случаи из-за хрупкого разрушения, вызванные коррозией под термическим напряжением.
