Отказ от коррозионного растрескивания под напряжением относится к нагревательным трубкам из нержавеющей стали 316, подвергающимся постоянным остаточным технологическим напряжениям, растягивающим напряжениям сборки и внутренней нагрузке давления в течение длительного времени при воздействии хлорид-содержащей коррозионной среды. Совместное воздействие растягивающего напряжения и специфической агрессивной среды локально разрушает поверхностную пассивную пленку. Микротрещины прорастают вдоль границ зерен или в трансзеренных направлениях и быстро расширяются под синергическим действием напряжения и коррозии. Наконец, образуются проникающие-трещины в стенках, которые приводят к внезапному разрыву трубопровода и утечке среды. Этот отказ отличается внезапностью и скрытой опасностью и является основным разрушительным видом отказа трубопроводов отопления под давлением из нержавеющей стали в условиях эксплуатации с ионами галогенов.
1. Пассивный разрыв пленки и механизм распространения трещин.
Полная пассивационная пленка,-обогащенная хромом, может изолировать электрохимическую коррозию, но растягивающее напряжение приведет к тому, что крошечные ступеньки скольжения на металлической поверхности разорвут защитный слой. Ионы хлорида преимущественно адсорбируются в поврежденных местах и разрушают матрицу, образуя начальные коррозионные насечки. Растягивающее напряжение концентрируется на вершине надреза, постоянно растягивая устье трещины, а коррозионная среда проникает в вершину трещины, ускоряя анодное растворение. Трещина распространяется попеременно под действием механического напряжения и химической эрозии без явного равномерного утонения стенки на внешней поверхности трубы. В отличие от роста усталостных трещин, вызванного циклической нагрузкой, коррозионное растрескивание под напряжением может расширяться только под действием статического растягивающего напряжения, если соблюдены условия коррозионной среды и напряжения.
2. Типичные места, подверженные коррозионному повреждению под напряжением
Холодногнутые секции труб с большими остаточными растягивающими напряжениями после гибки;
Сварные швы и зоны термического-влияния со сварочными термическими напряжениями и неровной металлографической структурой;
Области фланцевых соединений с чрезмерным усилием предварительной-затяжки болтов, создающим растягивающее напряжение в сборе;
Зоны скопления донных отложений горизонтальных трубопроводов, где локально концентрируются ионы хлорида;
Участки трубопровода фиксируются жесткими опорами, что приводит к сдерживанию напряжений и деформаций.
3. Основные факторы, ускоряющие разрушение трещин.
Технологическая среда содержит ионы хлорида без предварительной фильтрации и удаления ионов;
После гибки, сварки и обработки труб для устранения остаточных напряжений не проводится отжиг для снятия напряжений;
Момент затяжки болтов превышает расчетный стандарт, создавая чрезмерные растягивающие напряжения при сборке;
В компоновке трубопровода отсутствуют компенсаторы, а деформация теплового расширения ограничена, вызывая тепловое напряжение;
Длительный-режим ожидания приводит к испарению среды и кристаллизации хлоридов на внутренней стенке трубы.
4. Полные-технические меры по предотвращению и контролю ссылок
① Установите оборудование для средней фильтрации и дехлорирования на входной стороне системы.
Существенно уменьшите концентрацию ионов галогена, чтобы исключить источник коррозионной среды.
② Выполните комплексную термообработку для снятия напряжений после гибки и сварки.
Устраните внутренние остаточные напряжения на этапе обработки материала.
③ Используйте стандартизированное крепление динамометрического ключа для контроля усилия предварительной затяжки болта в указанном диапазоне.
Избегайте создания дополнительных растягивающих напряжений при сборке.
④ Установить компенсаторы и гибкие опоры в системе трубопроводов для снятия напряжения теплового расширения.
Предотвратите напряжение, вызванное температурной деформацией.
⑤ Регулярно проводите внутреннюю очистку и продувку для предотвращения осаждения солей и местного обогащения ионами.
Регулярно проводите дефектоскопию на уязвимых-деталях, подверженных высоким нагрузкам, чтобы заранее обнаружить микротрещины.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Режим обработки и работы | Риск коррозионного растрескивания под напряжением | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Среда с высоким-хлоридом + отсутствие снятия напряжений + установка с жесткими ограничениями | Внезапный разрыв-стенной трещины происходит во время среднесрочной-эксплуатации. | Добавить устройство очистки среды и модернизировать структуру устранения напряжений. |
| Средняя обработка дехлорированием + снятие стресса после-обработки + гибкая схема снятия стресса | Эффективно подавляет возникновение трещин и направленное расширение. | Стандартные технические условия на проектирование напорных трубопроводов отопления из нержавеющей стали 316 |
| Онлайн-мониторинг хлорид-ионов-в режиме реального времени + периодическая не-дефектоскопия + контроль напряжения всего-технологического процесса | Чрезвычайно низкий уровень внезапного разрыва трубы и средний риск утечки | Предпочтительная схема для проектов сетей отопления с длинным-давлением цикла-подшипников химической промышленности |
Заключение
Коррозионное растрескивание под напряжением в нагревательной трубке из нержавеющей стали 316 вызывается одновременно растягивающим напряжением и хлоридной коррозионной средой, что приводит к быстрому проникновению трещин и разрушению трубопровода. Средства предотвращения сердечника включают удаление ионов хлорида из среды, устранение остаточных напряжений при обработке и сборке, снятие напряжения, связанного с тепловым расширением, предотвращение локального обогащения солями и усиление регулярной дефектоскопии ключевых деталей. Управление всем-замкнутым-циклом процесса обработки трубопроводов, проектирование компоновки системы и ежедневное техническое обслуживание могут исключить остановку производства и несчастные случаи, вызванные коррозионным разрушением нагревательных труб из нержавеющей стали.
