Il fallimento da tensocorrosione si riferisce a tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 che sopportano stress di lavorazione residui permanenti, stress di trazione dell'assemblaggio e carico di pressione interno per un lungo periodo mentre sono esposti a cloruro-contenente un mezzo corrosivo. L'effetto combinato dello stress di trazione e dell'ambiente corrosivo specifico rompe localmente il film passivo superficiale. Le microfessure germinano lungo i bordi dei grani o in direzioni transgranulari e si espandono rapidamente sotto l'azione sinergica di stress e corrosione. Infine, penetrando attraverso-le pareti si formano crepe che portano alla rottura improvvisa della tubazione e a perdite medie. Questo guasto è caratterizzato da una forte improvvisa e da un pericolo nascosto, essendo una delle principali modalità di guasto distruttivo delle tubazioni di riscaldamento a pressione in acciaio inossidabile in condizioni di servizio con ioni alogeni.
1. Meccanismo passivo di rottura del film e di propagazione delle cricche
Una pellicola di passivazione completa-ricca di cromo può isolare la corrosione elettrochimica, ma lo stress da trazione causerà minuscoli gradini di scivolamento sulla superficie metallica che strapperanno lo strato protettivo. Gli ioni cloruro vengono adsorbiti preferenzialmente nelle posizioni danneggiate ed erodono la matrice per formare le prime tacche di corrosione. Lo stress di trazione si concentra sulla punta dell'intaglio per aprire continuamente l'imboccatura della fessura, e il mezzo corrosivo permea la punta della fessura per accelerare la dissoluzione anodica. La fessura si propaga alternativamente sotto sollecitazione meccanica ed erosione chimica senza evidente assottigliamento uniforme della parete sulla superficie esterna del tubo. A differenza della crescita delle cricche da fatica guidata dal carico ciclico, la fessurazione da tensocorrosione può espandersi sotto la sola sollecitazione di trazione statica una volta che il mezzo corrosivo e le condizioni di stress sono soddisfatti.
2. Posizioni tipiche soggette a danni da corrosione da sforzo
Sezioni di tubo piegate a freddo con elevata sollecitazione di trazione residua dopo la piegatura;
Cordoni di saldatura e zone-alterate dal calore con stress termico di saldatura e struttura metallografica irregolare;
Aree di connessione della flangia con eccessiva forza di pre{0}}serraggio dei bulloni che genera sollecitazione di trazione dell'assieme;
Aree di accumulo di sedimenti sul fondo della tubazione orizzontale in cui gli ioni cloruro si concentrano localmente;
Sezioni di tubazione fissate da supporti rigidi che comportano sollecitazioni vincolanti e vincoli di deformazione.
3. Fattori fondamentali che inducono l'accelerazione del cedimento da cracking
Il mezzo di processo contiene ioni cloruro senza filtrazione e pretrattamento per la rimozione degli ioni;
Non viene eseguita alcuna ricottura di distensione dopo la piegatura, la saldatura e la lavorazione del tubo per eliminare lo stress residuo;
La coppia di fissaggio dei bulloni supera lo standard di progettazione, introducendo un'eccessiva sollecitazione di trazione del gruppo;
Il layout della tubazione è privo di giunti di dilatazione e la deformazione da dilatazione termica è costretta a produrre stress termico;
Lo-standby di spegnimento a lungo termine comporta un'evaporazione media e un arricchimento della cristallizzazione del sale cloruro sulla parete interna del tubo.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Installare apparecchiature di filtraggio medio e declorazione nella parte anteriore del sistema
Ridurre fondamentalmente la concentrazione di ioni alogeni per interrompere la fonte del mezzo di corrosione.
② Effettuare un trattamento termico integrale di distensione dopo il processo di piegatura e saldatura
Eliminare lo stress residuo interno dalla fase di lavorazione del materiale.
③ Adottare un fissaggio standardizzato con chiave dinamometrica per controllare la forza di pre-serraggio del bullone entro l'intervallo specificato
Evitare di introdurre ulteriori sollecitazioni di trazione nell'assemblaggio.
④ Disporre giunti di dilatazione e supporti flessibili nel sistema di tubazioni per rilasciare lo stress da dilatazione termica
Prevenire lo stress da vincolo causato dalla deformazione della temperatura.
⑤ Implementare una regolare pulizia interna e uno spurgo per prevenire la precipitazione di sale e l'arricchimento locale di ioni
Esegui regolarmente il rilevamento dei difetti penetranti sulle parti vulnerabili-ad alto stress per individuare in anticipo le microfessurazioni.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di elaborazione e funzionamento | Rischio di fessurazioni da corrosione da stress | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Alto-cloruro medio + nessuna riduzione dello stress + installazione con vincoli rigidi | Si verifica una rottura improvvisa-della parete durante il funzionamento-a medio termine | Aggiungere un dispositivo di purificazione medio e aggiornare la struttura di eliminazione dello stress |
| Trattamento di declorazione medio + sollievo dallo stress post-lavorazione + layout flessibile di rilascio dello stress | Sopprime efficacemente l'inizio della cricca e l'espansione direzionale | Specifiche di progettazione standard per condotte di pressione di riscaldamento in acciaio inossidabile 316 |
| Monitoraggio online in tempo reale- degli ioni cloruro + rilevamento periodico di difetti non{2}distruttivi + controllo dello stress dell'intero-processo | Rischi per la sicurezza estremamente bassi di scoppio improvviso del tubo e perdite medie | Schema preferito per progetti di reti di tubazioni di riscaldamento a pressione-a ciclo lungo e a ciclo lungo dell'industria chimica |
Conclusione
La fessurazione da tensocorrosione del tubo di riscaldamento in acciaio inossidabile 316 è indotta congiuntamente dallo stress da trazione e dal mezzo corrosivo del cloruro, con conseguente rapida penetrazione della fessura e frattura della tubazione. I principali mezzi di prevenzione includono la rimozione degli ioni cloruro dal mezzo, l'eliminazione dello stress residuo di lavorazione e assemblaggio, il rilascio dello stress da vincolo di dilatazione termica, l'evitamento dell'arricchimento locale di sale e il rafforzamento del rilevamento regolare dei difetti delle parti chiave. La gestione a ciclo chiuso dell'intero-processo-della produzione di lavorazione delle tubazioni, la progettazione del layout del sistema e la manutenzione operativa quotidiana possono eliminare l'arresto della produzione e gli incidenti di sicurezza causati dalla rottura per corrosione da stress dei tubi di riscaldamento in acciaio inossidabile.
