تآكل وحماية أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران السميكة

في المعدات البتروكيماوية ، تُستخدم الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ ذات الجدران السميكة على نطاق واسع بسبب اللدونة الحرارية الجيدة ومقاومة التآكل ، ولكنها قد تتآكل وتتلف في ظل ظروف وسائط معينة ، مثل تآكل التنقر ، والتآكل بين الخلايا الحبيبية ، والتآكل الناتج عن الإجهاد.

التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي هو شكل من أشكال أضرار التآكل التي تحدث دون سابق إنذار ، ويكون التلف سريعًا والضرر أكثر خطورة. نظرًا لعدم القدرة على التنبؤ بالكسر الهش ، فإنه يشكل تهديدًا خطيرًا للتشغيل الآمن طويل الأجل للمعدات الكيميائية. لذلك ، من الضروري دراسة أسباب التآكل الإجهادي لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران السميكة واتخاذ تدابير وقائية فعالة.

أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ سميكة الجدران

1 خصائص وآلية تآكل الإجهاد

أنابيب فولاذية مقاومة للصدأ ذات جدران سميكة هي تكسير التآكل تحت التأثير المشترك لعوامل تآكل محددة وضغط الشد ، والضغط أثناء التكسير أقل من حد قوة المادة نفسها ، والتشكل العياني للكسر هو كسر هش. من المعتقد عمومًا أنه تحت تأثير إجهاد الشد ، يتمزق فيلم التخميل الملتصق بسطح المادة المعدنية ، ويشكل الحفر ومصادر التصدع ، ويعرض المادة المعدنية لبيئة تآكل.

تحت الإجراء المتكرر لضغط الشد ، يستمر فيلم التخميل المتولد حديثًا في التمزق. ، يستمر الشق في التمدد على طول اتجاه إجهاد الشد ، ويتولد الهيدروجين في منطقة الانسداد طرف الكراك ، وينتشر الهيدروجين في المعدن لإحداث تحفيز ، ويحدث الكسر الهش تحت تأثير إجهاد الشد. تستمر الشقوق الهشة في الانتشار على طول العمق حتى تنكسر المادة المعدنية وتفشل.

2 العوامل المؤثرة في تآكل الإجهاد

2.1 وسط تآكل

هناك العديد من الوسائط التي تسبب تآكل الضغط لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران السميكة. الأكثر شيوعًا في صناعة البتروكيماويات هي: أيون الكلوريد ، الغسول ، حمض polysulfuric ، محلول مائي كبريتيد الهيدروجين ، جذور الكبريتات ، جذور النترات ، محلول أيون الفلوريد المائي ، إلخ. هناك العديد من حوادث التآكل الإجهادي لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران السميكة بسبب أيونات الكلوريد. يجب أن يقتنع تآكل أيون الكلوريد بأن الوسط هو بيئة محايدة ويحتوي على مؤكسدات أو أكسجين مذاب. يزداد معدل التآكل الناتج عن الإجهاد مع زيادة تركيز أيون الكلوريد.

عندما يكون الوسط المسبب للتآكل عند 50 إلى 200 درجة مئوية ، يكون الميل لحدوث تآكل الإجهاد هو الأكبر. يجب أن يحدث تآكل إجهاد الغسول أيضًا في ظل الظروف الهوائية. عندما تصل درجة حرارة الغسول إلى نقطة الغليان ، فإنها سوف تسبب تكسير تآكل إجهاد للمواد المعدنية. يتباطأ معدل تآكل الإجهاد مع انخفاض تركيز الغسول. عندما يكون تركيز الغسول أقل من 50٪ ، يكاد لا يحدث تآكل الإجهاد.

ينتج حمض الكبريتيك في الغالب عن طريق حدوث كبريتيد الحديد على سطح المعدن والأكسجين والماء في الهواء في بيئة رطبة أثناء إيقاف تشغيل المعدات وصيانتها. عندما يكون أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الجدران السميكة في حالة حساسة ويكون هناك إجهاد شد ، فقد تتسبب المادة المعدنية في حدوث تآكل إجهاد بعد ملامسة البولي إيثيونات. يرتبط أيضًا تآكل إجهاد حمض الكبريتيك بقيمة الأس الهيدروجيني. عندما تكون قيمة الأس الهيدروجيني أكبر من 5 ، يكون احتمال حدوث تآكل الإجهاد صغيرًا ، ويتسارع تآكل الإجهاد مع انخفاض قيمة الرقم الهيدروجيني.

2.2 الإجهاد

إن الإجهاد الذي يسبب تآكل الضغط لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران السميكة يأتي بشكل أساسي من حمل العمل ، والضغط المتبقي أثناء معالجة المعدات ، والضغط الحراري ، وضغط التجميع. من بينها ، يمثل الضرر الناجم عن الإجهاد المتبقي أكبر نسبة من تآكل الإجهاد ، وهو ما يمثل حوالي 80 ٪. الإجهاد المتبقي أمر لا مفر منه في عملية تجهيز المعدات وتركيبها.

الإجهاد المتبقي الأكثر شيوعًا هو إجهاد اللحام المتبقي ، والضغط المتبقي الناتج عن العمل على البارد والانحناء ، والضغط المتبقي الناجم عن أنبوب التمدد. كلما زاد الضغط المتبقي ، كان من الأسهل التسبب في تكسير التآكل الإجهادي.

    سنرد على بريدك الإلكتروني خلال 24 ساعة!