La pellicola passiva ricca di cromo-formata naturalmente sulla superficie dei tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 presenta uno spessore su scala nanometrica, che è soggetto a danni locali dovuti alla penetrazione di ioni cloruro, fatica da cicli termici, abrasione dei fluidi ed erosione dovuta alla pulizia chimica durante il servizio a lungo-termine. Una volta avvenuta la rottura parziale, si avvierà una rapida vaiolatura localizzata o una corrosione interstiziale che si espanderà gradualmente fino a causare perdite nell'apparecchiatura. La tradizionale regolamentazione della qualità dell'acqua e il regolare decapaggio-riparazione della passivazione possono solo ripristinare periodicamente la protezione della superficie, ma non possono rafforzare continuamente la stabilità del film passivo nei mezzi operativi. Gli inibitori passivanti possono adsorbirsi sui difetti del film passivo, riparare microfessure e aree carenti di cromo- in tempo reale, aumentare ulteriormente la densità del film e il potenziale di vaiolatura critica e costruire un sistema protettivo sinergico che combina il film passivo nativo con uno strato di inibizione adsorbito. Molte aziende si affidano solo a inibitori convenzionali di incrostazione e corrosione senza adottare inibitori di tipo passivante-, con conseguenti frequenti guasti del film passivo e guasti prematuri per corrosione dei tubi di riscaldamento in ambienti industriali ad alto-cloruro. Pertanto, la selezione razionale e il dosaggio standardizzato degli inibitori della passivazione rappresentano un metodo tecnico economico ed efficiente per rafforzare dinamicamente la capacità anti-corrosione dei film passivi in acciaio inossidabile.
Gli inibitori passivanti migliorano la protezione passiva del film principalmente attraverso tre meccanismi sinergici di riparazione dei difetti, adsorbimento superficiale e arricchimento selettivo. In primo luogo, i componenti passivanti nel mezzo si raccolgono preferenzialmente nei micro-pori della pellicola passiva, nei difetti di graffiatura e nelle zone impoverite di cromo-ai bordi dei grani, integrano elementi di cromo e ossigeno per riparare strutture protettive incomplete e bloccare i canali di penetrazione degli ioni cloruro. In secondo luogo, i gruppi funzionali polari delle molecole inibitrici formano un denso film di adsorbimento idrofobico che copre la superficie dell'acciaio inossidabile, che respinge gli anioni corrosivi come cloruro e solfato, riduce la probabilità di contatto tra l'elettrolita e il substrato metallico e rallenta la velocità della reazione di dissoluzione anodica. In terzo luogo, tali inibitori possono stabilizzare lo stato passivo dell'acciaio inossidabile, inibire la transizione dallo stato passivo allo stato di dissoluzione attivo in caso di fluttuazioni di temperatura e cambiamenti di concentrazione media ed evitare l'attivazione locale del film passivo e l'inizio della vaiolatura. Gli inibitori di corrosione ordinari rallentano solo la velocità della reazione elettrochimica, mentre gli inibitori passivanti possono ottimizzare continuamente la struttura del film passivo nativo e realizzare una protezione dinamica in-situ.
Questo studio propone quattro strategie applicative standardizzate per la passivazione degli inibitori su tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316. Innanzitutto, selezionare i tipi di inibitori passivanti in base al pH medio, alla concentrazione di cloruri e alla temperatura operativa. Per l'acqua circolante chiusa neutra e debolmente alcalina, sono preferiti gli inibitori compositi passivanti privi di fosforo-cromato organico-che presentano una forte capacità di formazione di film-, una buona biodegradabilità e compatibilità con i comuni biocidi. Per le acque reflue galvaniche ad alto-cloruro e i mezzi di processo costieri, vengono adottati inibitori passivanti a base di terre rare-che possono arricchire i difetti del film passivo per formare macchie protettive stabili di ossido di terre rare e migliorare significativamente la resistenza al cloruro. Per gli ambienti industriali debolmente acidi, gli inibitori passivanti dell'imidazolina vengono selezionati per realizzare contemporaneamente la protezione dall'adsorbimento e la riparazione passiva del film, mentre le condizioni operative ad alta-temperatura richiedono agenti passivanti organici a catena lunga-resistenti al calore-per prevenire la decomposizione termica degli inibitori e il guasto della protezione.
In secondo luogo, impostare la concentrazione iniziale di formazione del film-e le specifiche di dosaggio supplementare regolare. Prima di mettere formalmente in funzione i tubi riscaldanti, aggiungere inibitori passivanti a una concentrazione iniziale elevata di 50–80 mg/L e mantenere il funzionamento in circolazione per 24–48 ore per completare la formazione del film composito di passivazione e adsorbimento sulla superficie del tubo. Dopo la formazione del pre-film, ridurre la concentrazione residua all'intervallo di mantenimento di 20–40 mg/L attraverso un'integrazione quantitativa regolare. Monitoraggio in tempo reale-della concentrazione residua dell'inibitore nel mezzo circolante; quando il valore rilevato è inferiore alla soglia di sicurezza, reintegrare tempestivamente l'agente per evitare una riparazione incompleta del film passivo causata da un dosaggio insufficiente di inibitore. È necessario evitare rigorosamente un dosaggio eccessivo per evitare la deposizione di fanghi organici e la corrosione interstiziale sotto-depositi sulla superficie del tubo di riscaldamento.
In terzo luogo, standardizzare il supporto al controllo collaborativo della qualità dell’acqua per garantire l’efficienza della passivazione. Controllare rigorosamente i solidi sospesi nel mezzo inferiore a 30 mg/l e rimuovere preventivamente gli inquinanti derivanti dall'olio, poiché i contaminanti particolati adsorbiranno le molecole di inibitori della passivazione e ridurranno la concentrazione dell'agente efficace per la formazione della pellicola sulla superficie metallica. Mantenere il pH medio tra 7,0 e 9,0; un'acidità troppo bassa limiterà le prestazioni di adsorbimento e di formazione della pellicola-della maggior parte degli inibitori passivanti, mentre un'alcalinità eccessiva provoca facilmente la cristallizzazione del sale che copre la superficie del pezzo e ostacola la riparazione della pellicola passiva. Utilizzare regolarmente disperdenti per inibire l'accumulo di incrostazioni e fanghi, garantendo che la superficie del tubo di riscaldamento sia sempre in uno stato pulito per una riparazione continua della passivazione.
In quarto luogo, formulare un'ispezione periodica delle prestazioni del film passivo e meccanismi di ottimizzazione dello schema di inibitori. Testare regolarmente il potenziale critico di vaiolatura e la resistenza alla polarizzazione della superficie del tubo riscaldante tramite rilevamento elettrochimico in loco-per valutare l'effetto protettivo della pellicola passiva composita. Se le prestazioni della passivazione diminuiscono in modo significativo, aumentare la concentrazione di mantenimento dell'inibitore in modo appropriato o passare a varietà di agenti passivanti alternativi per evitare guasti dell'inibitore causati dall'uso singolo a lungo termine. Dopo ogni manutenzione di pulizia chimica, è necessario ripetere il processo di pre{5}}pellicola degli inibitori di passivazione per riparare la pellicola passiva danneggiata dalla pulizia acida e ripristinare le prestazioni anticorrosive complessive della superficie del tubo riscaldante.
La verifica industriale sul campo mostra che i tubi riscaldanti protetti da inibitori passivanti possono mantenere intatto il film passivo per lungo tempo in condizioni di lavoro ad alto-cloruro e la durata di servizio è estesa di oltre 1,9 volte rispetto ai sistemi che utilizzano inibitori comuni convenzionali. In conclusione, la selezione-adattiva degli inibitori passivanti, il dosaggio standardizzato del pre-film e di mantenimento, l'ottimizzazione collaborativa della qualità dell'acqua e il rilevamento regolare dell'effetto protettivo possono realizzare un rinforzo dinamico continuo del film passivo nativo-ricco di cromo. Questa tecnologia anticorrosione ausiliaria-ritarda efficacemente la degradazione e il cedimento della pellicola passiva, riduce notevolmente l'incidenza della corrosione localizzata e fornisce un metodo di protezione sostenibile a basso-costo per il funzionamento sicuro a lungo-termine dei tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 in vari ambienti industriali complessi.
