La tensocorrosione è una modalità di rottura fragile fatale in cui lo stress residuo di trazione o lo stress di assemblaggio esterno si accoppia con mezzi corrosivi contenenti ioni cloruro. Le microfessure transgranulari o intergranulari iniziano improvvisamente e si propagano rapidamente attraverso la parete del tubo senza evidente assottigliamento della corrosione superficiale, portando a improvvise perdite di scoppio dei tubi di riscaldamento sotto pressione di esercizio. Questo guasto è fortemente occultato e improvviso, essendo uno dei pericoli nascosti più distruttivi per le apparecchiature di scambio di calore in acciaio inossidabile in condizioni di lavoro contenenti cloro-.
1. Meccanismo di cedimento accoppiato di stress e corrosione
All'interno del corpo del tubo sono presenti sollecitazioni di trazione derivanti dalla piegatura, dal restringimento della saldatura, dal bloccaggio forzato dell'assemblaggio e dalla deformazione ciclica termica. Gli ioni cloruro nel mezzo vengono adsorbiti e si concentrano sui difetti del film passivo, rompendo lo strato protettivo di ossido di cromo per formare piccoli alveoli di corrosione. Lo stress si concentra alla radice e strappa continuamente la pellicola passiva appena rigenerata. La punta della fessura mantiene uno stato di dissoluzione anodica altamente attivo sotto stress di trazione, spingendo le crepe ad espandersi lungo i bordi dei grani o attraverso i grani a una velocità estremamente elevata. Una volta che le crepe penetrano nello spessore della parete, si verifica una rottura istantanea. Anche uno stress molto inferiore al limite di snervamento del materiale può indurre SCC in un ambiente di arricchimento di cloro a lungo termine.
2. Aree tipiche suscettibili alla fessurazione da tensocorrosione
Cordoni di saldatura e zone-alterate dal calore con sollecitazione di trazione residua di saldatura;
Sezioni piegate a U-che mantengono un elevato stress residuo durante la lavorazione a freddo;
Posizioni della flangia e del morsetto del tubo con forza di pre-serraggio dei bulloni eccessiva-;
Linee di fluttuazione del livello del liquido dove i sali di cloruro si depositano e si arricchiscono continuamente;
Segmenti di tubo fissati rigidamente e soggetti a dilatazione e contrazione termica.
3. Fattori chiave che inducono l'accelerazione
Mezzo con elevata concentrazione di ioni cloruro e temperatura elevata;
Tensioni residue non alleviate dai processi di lavorazione, piegatura e saldatura;
Fissaggio con coppia eccessiva-che causa ulteriore sollecitazione di trazione esterna;
Evaporazione e concentrazione della soluzione contenente cloro-sulla superficie locale del tubo;
Graffi superficiali e rientranze che agiscono come fonti di inizio di crepe.
4. Misure di prevenzione dei collegamenti interi-multidimensionali-
① Elimina lo stress residuo tramite il trattamento termico post-lavorazione
Eseguire una ricottura integrale di distensione dopo la piegatura e la saldatura per ridurre lo stress di trazione interno del pezzo.
② Standardizzare la coppia di assemblaggio e il fissaggio flessibile
Utilizzare chiavi dinamometriche per controllare la forza di serraggio; adottare supporti scorrevoli per riservare spazio di dilatazione termica ed evitare sollecitazioni di vincolo forzato.
③ Ridurre l'arricchimento di cloruro nel mezzo di lavoro
Installare dispositivi di addolcimento e filtraggio dell'acqua per ridurre il contenuto di cloruro; pulire regolarmente i depositi di calcare sulla superficie del tubo.
④ Ottimizza la qualità del materiale per ambienti difficili contenenti cloro
Passa all'acciaio inossidabile 316L o duplex con resistenza SCC superiore in condizioni di elevato-cloruro e alte-temperature.
⑤ Elimina la concentrazione di stress sui difetti superficiali
Adottare l'elettrolucidatura per rimuovere segni di utensili, graffi e cavità per eliminare i punti di nucleazione delle crepe.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Condizioni di elaborazione e servizio | Livello di rischio SCC | Piano di ottimizzazione consigliato |
|---|---|---|
| Formatura a freddo + assenza di distensione + medio elevato di cloruro | Rischio estremamente elevato di rotture improvvise | Alleviamento dello stress o aggiornamento materiale obbligatorio |
| Trattamento antistress + assemblaggio standardizzato + controllo della qualità dell'acqua | Inibisce efficacemente le fessurazioni da tensocorrosione | Processo standard per la produzione di tubi riscaldanti |
| Substrato in acciaio duplex + struttura di supporto flessibile | Forti prestazioni-anti-SCC a lungo termine | Opzione prioritaria per le condizioni di lavoro contenenti-cloro a temperatura elevata- |
Conclusione
La rottura da tensocorrosione dei tubi riscaldanti 316 è il risultato dell'effetto sinergico dello stress da trazione e della corrosione da ioni cloruro. La logica principale della prevenzione è eliminare le sollecitazioni di trazione interne ed esterne, controllare l'arricchimento di cloruro sulla superficie del materiale, rimuovere le fonti di crepe dovute a difetti superficiali e selezionare materiali di base resistenti alla corrosione-. Un rigoroso controllo del processo di produzione, installazione e funzionamento può sostanzialmente evitare rotture improvvise causate da tensocorrosione.
