آلية فشل تكسير التآكل الناتج عن الإجهاد في أنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 ونظام التحكم الكامل في منع العملية

يشير فشل تكسير التآكل الإجهادي (SCC) إلى التأثير المتزامن لإجهاد الشد المتبقي داخل أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 316 والكلوريد- المحتوي على وسط أكال. تبدأ شقوق صغيرة بين الحبيبات أو بين الحبيبات على سطح الأنبوب وتتوسع بسرعة على طول اتجاه الضغط، وفي النهاية تخترق جدار الأنبوب وتسبب تسربًا مفاجئًا أو تمزقًا. يتميز هذا الفشل بالإخفاء القوي والمفاجأة، وهو أحد أكثر أوضاع الفشل تدميراً لأنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والتي تعمل في بيئة رطبة تحتوي على الكلوريد-.

1. آلية تطور تكسير التآكل والإجهاد

يشكل الفولاذ المقاوم للصدأ 316 طبقة سلبية مستقرة من أكسيد الكروم في بيئة الخدمة العادية. عندما يوجد إجهاد الشد على سطح المادة وتتجمع أيونات الكلوريد لكسر الفيلم السلبي، تتشكل خلايا دقيقة محلية متحللة أنوديك. يؤدي إجهاد الشد إلى فتح طرف الشق بشكل مستمر، مما يسمح للوسيلة المسببة للتآكل بغزو الجزء الداخلي من الشق والحفاظ على البيئة المسدودة المسببة للتآكل. تنتشر الشقوق بالتناوب على طول حدود الحبوب أو الحبوب البلورية تحت اقتران التآكل الكهروكيميائي وإجهاد الشد الميكانيكي. على عكس التآكل الموحد أو تلف الإجهاد الفردي، لا يمكن أن يحدث SCC مع الإجهاد أو وسط التآكل وحده، وينتمي إلى الفشل التآزري النموذجي للحمل الميكانيكي والتآكل الكيميائي.

2. الأوضاع النموذجية المعرضة لـ SCC

مناطق اللحام والمناطق المتأثرة بالحرارة-التي بها إجهاد شد متبقي مرتفع في اللحام؛

تحافظ الأكواع المنحنية الباردة وأجزاء الأنابيب المشكلة على تشكيل الضغط المتبقي؛

قطاعات خطوط الأنابيب الثابتة بشكل صارم مع تقييد التمدد الحراري لتوليد إجهاد شد إضافي؛

مناطق تكثيف الجدار الخارجي حيث تترسب أيونات الكلوريد من الغبار والضباب الملحي بشكل مستمر؛

المناطق المحمومة المحلية ذات مجال درجة الحرارة غير المتساوي مما يؤدي إلى تركيز الإجهاد الحراري.

3. العوامل المحفزة الأساسية لتسريع SCC

تحتوي البيئة المتوسطة أو الخارجية على أيونات الكلوريد مثل الضباب الملحي ومياه التبريد ومياه الصرف الصحي المعالجة؛

يؤدي اللحام والثني البارد والتجميع إلى إنتاج إجهاد شد متبقي كبير دون معالجة لتخفيف الضغط؛

يفتقر تخطيط خط الأنابيب إلى وصلات التمدد والدعامات، مما يؤدي إلى تراكم الإجهاد الحراري بعد ارتفاع درجة الحرارة؛

يؤدي تلف الطبقة الخارجية المضادة للتآكل- إلى التصاق الندى على المدى الطويل وإثراء الأيونات على سطح الأنبوب؛

يؤدي تقلب درجات الحرارة على المدى الطويل- إلى تكثيف الإجهاد المتناوب وتسريع معدل نمو الشقوق.

4. -الإجراءات الفنية الكاملة لمنع الارتباط والتحكم فيه

① التخلص من إجهاد الشد المتبقي من خلال معالجة التلدين اللاحق -واللحام اللاحق-

تحرير إجهاد التشكيل واللحام لقطع مصدر القيادة الميكانيكية للتشقق.

② تحسين تخطيط خط الأنابيب لإضافة معوضات التوسعة والدعامات المنزلقة

تجنب القيود الصارمة لتحرير إجهاد التمدد الحراري بحرية.

③ عزل الكلوريد-المحتوي على ضباب ملحي متوسط ​​وبيئي

تحسين طلاء الجدار الخارجي المضاد للتآكل-والعزل المائي لمنع احتجاز المكثفات.

④ التحكم الصارم في محتوى الكلوريد في وسط التسخين المنتشر

قم بإعداد نظام الترشيح وإزالة الأيونات المتوسطة لتقليل تركيز الأيونات المسببة للتآكل.

⑤ إجراء اكتشاف منتظم للجسيمات المغناطيسية والعيوب بالموجات فوق الصوتية على الأجزاء المركزة بالضغط

الكشف المبكر عن الشقوق الصغيرة قبل فشل الاختراق.

5. جدول مقارنة تأثير الوقاية

表格

خاتمة

يتم إحداث التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي لأنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 عن طريق العمل المشترك لإجهاد الشد وتآكل أيونات الكلوريد، مما يشكل شقوقًا ذاتية الاختراق. تتمثل أفكار الوقاية الأساسية في التخلص من الإجهاد المتبقي وإجهاد القيد الحراري، وتقليل تلامس أيون الكلوريد مع جسم الأنبوب، وتعزيز الكشف المنتظم عن العيوب في أجزاء الضغط الرئيسية. إدارة الحلقة المغلقة - لتشكيل المواد، وتركيب خطوط الأنابيب، والتحكم في الوسط والفحص اليومي يمكن أن تمنع بشكل فعال التمزق الهش وحوادث التسرب الناجمة عن تشقق أنابيب التدفئة بسبب التآكل الإجهادي.