Il cedimento per tensocorrosione (SCC) si riferisce all'effetto simultaneo dello stress residuo da trazione all'interno del tubo in acciaio inossidabile 316 e del mezzo corrosivo contenente cloruro-. Piccole fessure transgranulari o intergranulari iniziano sulla superficie del tubo e si espandono rapidamente lungo la direzione della sollecitazione, penetrando infine nella parete del tubo e causando improvvise perdite o rotture. Questo cedimento è caratterizzato da forte occultamento e improvvisa ed è una delle modalità di cedimento più distruttive delle tubazioni di riscaldamento in acciaio inossidabile austenitico che servono in ambienti umidi contenenti cloruro.
1. Meccanismo di evoluzione della tensocorrosione
L'acciaio inossidabile 316 forma una pellicola passiva stabile di ossido di cromo nel normale ambiente di servizio. Quando sulla superficie del materiale è presente uno stress di trazione e gli ioni cloruro si riuniscono per rompere il film passivo, si formano microcelle di dissoluzione anodica locale. La tensione di trazione apre continuamente l'apice della fessura, consentendo al mezzo corrosivo di invadere l'interno della fessura e mantenere l'ambiente corrosivo occluso. Le crepe si propagano alternativamente lungo i bordi dei grani o lungo i grani cristallini sotto l'accoppiamento di corrosione elettrochimica e sollecitazione di trazione meccanica. A differenza della corrosione uniforme o del danno da stress singolo, l’SCC non può verificarsi solo con stress o mezzo corrosivo e appartiene al tipico cedimento sinergico del carico meccanico e dell’erosione chimica.
2. Posizioni tipiche soggette a SCC
Zone di saldatura e zone termicamente-alterate con elevata sollecitazione di trazione residua di saldatura;
Gomiti piegati a freddo-e sezioni di tubi sagomati che mantengono la tensione residua in formazione;
Segmenti di tubazione fissati rigidamente con dilatazione termica vincolata per generare ulteriore sollecitazione di trazione;
Aree di condensazione delle pareti esterne dove si depositano continuamente ioni cloruro provenienti da polveri e nebbie saline;
Aree di surriscaldamento locale con campo di temperatura irregolare che porta alla concentrazione di stress termico.
3. Fattori chiave che inducono l’accelerazione della SCC
L'ambiente medio o esterno contiene ioni cloruro come nebbia salina, acqua di raffreddamento e acque reflue di processo;
Saldatura, piegatura a freddo e assemblaggio producono grandi sollecitazioni di trazione residue senza trattamento di distensione;
Il layout della tubazione è privo di giunti di dilatazione e supporti, con conseguente accumulo di stress termico dopo l'aumento della temperatura;
Il rivestimento anticorrosivo esterno-danneggiato provoca l'adesione a lungo termine-della rugiada e l'arricchimento di ioni sulla superficie del tubo;
La fluttuazione della temperatura a lungo-termine intensifica lo stress alternato e accelera il tasso di crescita delle cricche.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Elimina lo stress di trazione residuo tramite il trattamento di ricottura post-saldatura e post-piegatura
Rilascia lo stress di formatura e saldatura per eliminare la fonte di rottura meccanica.
② Ottimizzare il layout della tubazione per aggiungere compensatori di espansione e supporti scorrevoli
Evitare vincoli rigidi per rilasciare liberamente lo stress da espansione termica.
③ Isolare il cloruro-contenente la nebbia salina media e ambientale
Migliora il rivestimento anti-corrosione delle pareti esterne e l'isolamento impermeabile per prevenire la ritenzione di condensa.
④ Controllare rigorosamente il contenuto di cloruro nel mezzo di riscaldamento circolante
Configurare un sistema di filtraggio medio e di rimozione degli ioni per ridurre la concentrazione di ioni corrosivi.
⑤ Effettuare regolarmente il rilevamento di particelle magnetiche e difetti a ultrasuoni su parti-concentrate di stress
Individuazione precoce delle microfessure prima della rottura della penetrazione.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di elaborazione e funzionamento | Rischio di fallimento dell'SCC | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Stress residuo non trattato + ambiente ricco di cloruro-+ nessuna protezione del rivestimento | Penetrazione rapida della fessura e rottura improvvisa nel medio termine | Interrompere immediatamente le operazioni per alleviare lo stress e per la ristrutturazione anti-corrosione |
| Trattamento termico antistress + struttura di compensazione dello stress + purificazione media | Limita efficacemente l'inizio e l'espansione delle cricche da tensocorrosione | Specifiche standard di progettazione e costruzione per condotte di riscaldamento in acciaio inossidabile |
| Assemblaggio a basso-stress + isolamento anti-corrosivo completo + test periodici non-distruttivi | Pericolo nascosto di SCC estremamente basso | Schema preferito per condizioni di lavoro costiere e contenenti cloruro-contenente grave corrosione |
Conclusione
La fessurazione da tensocorrosione dei tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 è indotta dall'azione combinata dello stress da trazione e della corrosione da ioni cloruro, formando cricche penetranti auto-propaganti. Le idee fondamentali per la prevenzione sono l'eliminazione dello stress residuo e dello stress da vincolo termico, la riduzione del contatto degli ioni cloruro con il corpo del tubo e il rafforzamento del rilevamento regolare dei difetti delle parti chiave soggette a sollecitazioni. La gestione-a circuito chiuso della formazione del materiale, dell'installazione della tubazione, del controllo del mezzo e dell'ispezione quotidiana possono prevenire efficacemente rotture fragili e incidenti dovuti a perdite causati dalla tensocorrosione dei tubi di riscaldamento.
