Под отказом от утонения при высокотемпературном окислении- подразумевается, что наружная стенка нагревательных трубок из нержавеющей стали 316 подвергается длительному воздействию-высоко-воздуха или среды дымовых газов. Элемент хром на поверхности металла вступает в реакцию с кислородом, образуя рыхлую слоистую оксидную окалину. Оксидный слой постоянно отслаивается под воздействием температурных циклов, а металл подложки неоднократно разрушается в результате реакции окисления, что приводит к постепенному равномерному утончению стенок трубопровода. Когда остаточная толщина стенки меньше расчетного предела -подшипника, под действием внутреннего давления среды происходит локальное вздутие и утечка в результате разрыва. Этот отказ чаще всего возникает в кожухах электрообогрева, трубопроводах печного отопления и трубах оборудования, непосредственно подвергающихся воздействию горячего-горячего воздуха высокой температуры.
1. Высокотемпературное-окисление и механизм отслаивания окалины.
Нержавеющая сталь 316 может образовывать плотную пассивную пленку оксида хрома при средней температуре, чтобы блокировать окисление. Когда температура поверхности в течение длительного времени превышает критический порог анти-температуры окисления, оксидная пленка быстро растет из компактного состояния в рыхлую много-слойную структуру. Коэффициент термического расширения оксидной окалины сильно отличается от основного металла. Во время повторяющихся циклов нагрева и охлаждения между оксидным слоем и телом трубы возникает огромное термическое напряжение, вызывающее растрескивание и отслаивание внешней окалины. После отпадания защитного оксидного слоя свежая металлическая матрица подвергается непосредственному воздействию кислорода и подвергается вторичному окислению. Постоянное циклическое шелушение и окисление слой за слоем разрушают металл стенки трубы, что приводит к уменьшению общей толщины. В отличие от внутренней закупорки накипью, вызванной примесями среды, этот коррозионный расход происходит на внешней стороне нагрева, а не на внутренней стенке, контактирующей с жидкостью.
2. Типичные места, подверженные окислительному истончению
Секции труб непосредственно обертываются электронагревательными лентами с длительным-нагревом при перегреве;
Поверхности трубопроводов, подвергающиеся воздействию высоких-дымовых газов и горячего ветра в промышленных нагревательных печах;
Неизолированные воздушные трубопроводы в условиях воздействия прямых солнечных лучей и высокой температуры окружающей среды летом;
Области сварных швов с неравномерным составом материала и более низкой-стойкостью к высокотемпературному окислению;
Локальные оголенные места, где отпадает внешнее-высоко-защитное покрытие и теплоизоляция.
3. Основные факторы, ускоряющие разрушение окисления.
Мощность нагрева слишком высока, в результате чего температура поверхности трубы превышает долгосрочную-температуру эксплуатации нержавеющей стали;
Отсутствие жаростойкого анти-антиоксидационного покрытия и герметичного теплоизоляционного слоя на внешней стене;
Частый нагрев при запуске-остановке, приводящий к повторяющимся термическим ударам и ускоренному отслаиванию оксидной пленки;
Окружающая среда содержит серосодержащие дымовые газы,-которые разрушают оксидную пленку и усиливают потери от окисления;
Длительная-непрерывная работа обогрева без отключения охлаждения и защиты при обслуживании.
4. Полные-технические меры по предотвращению и контролю ссылок
① Установите блокировку верхнего предела температуры для отопительного оборудования, чтобы избежать длительного-перегрева.
Контролируйте температуру поверхности трубы в пределах допустимого диапазона защиты от-материала.
② Распылите высоко-температуростойкое анти-окислительное покрытие и оберните герметичную теплоизоляционную оболочку на внешнюю стену.
Изолируйте контакт кислорода, чтобы принципиально перекрыть путь реакции окисления.
③ Оптимизация схемы отопления для предотвращения локального концентрированного перегрева отдельного сегмента трубы.
Сделайте распределение температуры равномерным и уменьшите разницу температурных напряжений.
④ Очистка дымовых газов для снижения содержания серы и агрессивных газов вокруг трубопроводов.
Избегайте химического повреждения защитной оксидной пленки.
⑤ Выполняйте периодические измерения толщины стенки по окружности для обогрева открытых участков трубы.
Отслеживайте тенденцию истончения и заблаговременно заменяйте сильно изношенные трубопроводы.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Режим нагрева и защиты | Риск истончения окисления | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Неограниченный-нагрев высокой мощности + отсутствие внешней защиты от-оксидации + частые термические циклы | Очевидное утончение стенок и риск взрыва появляются в течение 1–2 лет эксплуатации. | Остановить перегрев строительства и провести ремонт покрытия и теплоизоляции |
| Температурный замкнутый-контур + полное высокотемпературное-анти-коррозионное покрытие + герметичная изоляция | Эффективно ограничивает циклическое окисление и расход металла. | Стандартная спецификация защиты для наружных обогреваемых трубопроводов отопления из нержавеющей стали |
| Специальная анти-поверхностная обработка сплавов + мониторинг температуры поверхности в режиме-времени + ежеквартальная проверка толщины | Чрезвычайно малое утончение стенок и скрытая опасность разрыва под давлением | Предпочтительная схема оборудования для нагревательных трубок печи и электронагрева сердечника |
Заключение
Неисправность нагревательных трубок из нержавеющей стали 316, вызванная высокотемпературным окислением, вызвана длительной-высокотемпературной-кислородной коррозией, приводящей к образованию слоистых оксидных отложений и циклическому отслаиванию, которое постоянно разрушает матрицу стенки трубы. Подходы к предотвращению основных процессов включают блокировку параметров температуры нагрева, добавление внешней герметичной антиокислительной изоляции, улучшение равномерности нагрева, очистку окружающего агрессивного газа и регулярное отслеживание потери толщины стенок. Комплексное-управление процессом управления параметрами нагрева, внешняя защита от-коррозионной конструкции и регулярный осмотр могут предотвратить внезапные взрывные утечки и незапланированные остановки производства, вызванные внешним-утонением нагревательных труб вследствие окисления при высоких температурах.
