La corrosione per ossidazione ad alta-temperatura si verifica principalmente quando il tubo di riscaldamento è esposto all'aria a temperature superiori a 500 gradi in condizioni di combustione a secco o di riscaldamento in fase-gassosa. L'ossigeno nell'atmosfera reagisce con gli elementi di ferro, cromo e nichel sulla superficie metallica per generare scaglie di ossido. Lo strato di ossido è sciolto ed è facile da staccare continuamente, con conseguente assottigliamento progressivo della parete del tubo, infragilimento del materiale e danni locali dovuti alla perforazione. Questo guasto appare spesso nella sezione esposta sopra il livello del liquido delle apparecchiature di riscaldamento del liquido e delle tubazioni di riscaldamento del forno a secco.
1. Principio della reazione di ossidazione
A temperatura normale, l'acciaio inossidabile 316 forma una pellicola passiva compatta di ossido di cromo per bloccare l'ossidazione. Quando la temperatura aumenta bruscamente e supera la temperatura critica di ossidazione, la pellicola protettiva originale viene distrutta. Cromo, ferro e nichel subiscono in sequenza reazioni di ossidazione per generare ossidi misti tra cui Cr₂O₃, FeO e Fe₂O₃. La scaglia di ossido appena formata presenta una grande differenza di coefficiente di dilatazione termica rispetto al metallo di base. Durante i processi alternati freddo e caldo, lo strato di ossido si rompe e cade, esponendo la matrice metallica fresca. La matrice viene ripetutamente ossidata e sfogliata e lo spessore della parete del tubo diminuisce di anno in anno. Nell'aria ad alta-temperatura contenente vapore acqueo, le molecole d'acqua penetrano nello strato di ossido e accelerano l'ossidazione interna lungo i bordi dei grani, causando danni da ossidazione intergranulare.
2. Posizioni di occorrenza tipica
Sezione superiore esposta del tubo della linea del livello del liquido: combustione a secco a lungo- termine in aria calda senza raffreddamento medio, la temperatura superficiale supera di gran lunga la parte immersa;
Estremità dei tubi di riscaldamento e terminali dei cavi: una scarsa dissipazione del calore porta al surriscaldamento locale e allo scolorimento dovuto all'ossidazione;
Tubi riscaldanti per il riscaldamento del forno: completamente esposti a-ambiente con gas ad alta temperatura senza isolamento del liquido.
3. Principali condizioni di accelerazione
Combustione a secco prolungata senza immersione nel liquido, nessuna dissipazione di calore media che porta a una temperatura superficiale ultra-elevata;
Ambiente con gas di scarico ad elevata umidità o contenente zolfo-che corrode e distrugge la pellicola protettiva di ossido;
Cicli termici di avvio-arresto frequenti, che provocano il distacco e la rigenerazione ripetuta degli strati di ossido;
Graffi e film di passivazione danneggiano la superficie del tubo, perdendo la barriera antiossidante iniziale.
4. Misure di prevenzione e controllo multi-dimensionali
① Installare la protezione dell'interblocco del livello del liquido
Configura il dispositivo di spegnimento-del collegamento per il rilevamento del livello del liquido. Una volta che il livello del liquido è inferiore all'altezza di immersione sicura, interrompere immediatamente l'alimentazione per eliminare completamente la combustione a secco e l'ossidazione della fase gassosa-ad alta temperatura-.
② Ottimizza il design della densità di potenza
Adattare ragionevolmente la potenza di riscaldamento alle condizioni di dissipazione del calore, evitare un carico termico eccessivo in un singolo punto, evitare che la temperatura di surriscaldamento locale superi il limite di antiossidazione del materiale 316.
③ Rafforzare il trattamento antiossidante della superficie-
Eseguire la passivazione integrale o l'elettrolucidatura per migliorare la compattezza e la stabilità alle alte-temperature del film superficiale ricco di cromo-; per condizioni di lavoro con riscaldamento a gas a lungo termine-, è possibile applicare sulla parete esterna un rivestimento antiossidante-ad alta temperatura-.
④ Isolare l'ambiente con gas corrosivo
Aggiungere un manicotto esterno sigillato o una protezione con gas inerte per i tubi di riscaldamento che funzionano in gas di scarico ad alta-temperatura contenenti zolfo e umidi, ridurre il contatto diretto tra la matrice e l'atmosfera ossidativa.
⑤ Miglioramento della qualità del materiale
Per condizioni di lavoro esposte a lungo termine-alle alte-temperature, sostituire l'acciaio inossidabile 316 con l'acciaio inossidabile 310S-resistente alle alte-temperature, che ha un contenuto di cromo-nichel più elevato ed eccellenti prestazioni-anti-di ossidazione e anti-pelatura alle alte temperature.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di controllo | Grado di corrosione per ossidazione | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Nessuna protezione dal livello del liquido + combustione a secco-a lungo termine | Grave ossidazione e desquamazione | Severamente vietato nella progettazione delle apparecchiature |
| Interblocco del livello del liquido + configurazione di alimentazione standard | Di base nessuna ossidazione evidente | Schema standard convenzionale del riscaldamento a liquido |
| Passa all'isolamento in acciaio per alte temperature-310S + gas | Antiossidazione-stabile a lungo termine- | Forni ad alta-temperatura e apparecchiature per il riscaldamento a gas |
Conclusione
L'ossidazione ad alta-temperatura dei tubi riscaldanti 316 è essenzialmente il consumo continuo di elementi metallici da parte dell'ossigeno atmosferico in condizioni di surriscaldamento. Il mezzo più fondamentale è eliminare il surriscaldamento della combustione a secco dal collegamento di controllo elettrico. In combinazione con il trattamento di protezione della superficie e la sostituzione mirata del materiale per condizioni di lavoro speciali, è possibile evitare efficacemente la perdita causata dall'assottigliamento e dal distacco dell'ossidazione ad alta temperatura- dei tubi di riscaldamento.
