Med hladnim upogibanjem, žigosanjem, varjenjem in strojno obdelavo grelne cevi iz nerjavečega jekla 316 neizogibno zadržijo preostalo natezno napetost znotraj materiala. Ko so takšne komponente potopljene v industrijski medij-, ki vsebuje-klorid, deluje preostala natezna napetost skupaj s korozivnimi ioni, da sproži razpoke zaradi napetostne korozije (SCC). Ta način okvare vključuje skrito iniciacijo, hitro širjenje razpoke in brez očitnega opozorila o plastični deformaciji. Mikro-razpoke vzklijejo iz površinskih luknjičastih napak, se raztezajo vzdolž meja zrn ali transgranularno in sčasoma povzročijo nenadno pretrganje cevi in puščanje medija. Številni proizvajalci so pozorni le na dimenzijsko natančnost in kakovost videza po oblikovanju, ne upoštevajo pa zaznavanja in odprave preostale napetosti. V visokotemperaturnih okoljih,-ki vsebujejo sol, se območja koncentracije napetosti hitro razvijejo v točke odpovedi SCC, kar povzroča pogoste varnostne nesreče in izgube pri zaustavitvi proizvodnje. Zato je učinkovit nadzor preostale napetosti bistvenega pomena za preprečevanje razpok zaradi napetostne korozije in zagotavljanje dolgoročne -strukturne varnosti grelnih cevi.
Mehanizem napetostno korozijskega-pokanja, ki ga povzroči klorid, je v sinergističnem učinku natezne napetosti in elektrokemične korozije. Kloridni ioni porušijo celovitost površinskega pasivnega filma, -bogatega s kromom, in tvorijo lokalne anodne luknje za raztapljanje. Preostala natezna napetost se koncentrira na konici jamice, nenehno odpira drobne reže v razpokah in ovira samo-popravilo pasivnega filma. Sveža kovina v razpokah se anodno raztaplja, zaradi česar se razpoke postopoma širijo. Hladno{7}}obdelane grelne cevi imajo višjo preostalo natezno napetost, kar bistveno zmanjša kritično koncentracijo klorida in temperaturni prag za SCC. Območja,-prizadeta zaradi vročine zvara, so tudi tipična območja z-visokim tveganjem, kjer neenakomerni toplotni cikli vodijo do hudega kopičenja napetosti in preobčutljivosti materiala, kar dodatno pospešuje nastanek razpok.
Ta raziskava predlaga štiri sistematične tehnične ukrepe za omejitev SCC: žarjenje za zmanjšanje preostale napetosti, optimizirane parametre hladnega oblikovanja, površinsko tlačno ojačitev in lokalizirano izolacijo tveganja korozije.
Prvič, nizko{0}}temperaturno žarjenje za razbremenitev napetosti je sprejeto za hladno-ukrivljene, varjene in tanko{2}}stenske grelne cevi. Obdelovanci se segrejejo na 250–350 stopinj in se držijo 60–120 minut pred počasnim hlajenjem peči. Ta postopek lahko sprosti večino preostale natezne napetosti pri obdelavi in varjenju, ne da bi spremenil mehanske lastnosti in odpornost proti koroziji nerjavečega jekla 316. Za komponente s kompleksno deformacijo oblikovanja lahko obdelava z žarjenjem v raztopini pri 1050 stopinjah temeljito odpravi napetost in preobčutljivost pri varjenju, kar je primerno za težke delovne pogoje pri visokih-temperaturah klorida.
Drugič, postopki hladnega oblikovanja so optimizirani za zmanjšanje začetnih ravni stresa. Najmanjši upogibni polmer ne sme biti manjši od trikratnega zunanjega premera cevi, da se prepreči prekomerna natezna obremenitev na zunanji površini loka. Več{2}}postopno upogibanje nadomešča enkratno-ostro oblikovanje za razpršitev porazdelitve napetosti in preprečevanje lokalne koncentracije napetosti. Varjenje uporablja segmentirano varjenje z nizkim vnosom toplote s prisilnim hitrim hlajenjem, ki zoži visoko-prizadeto toplotno-območje in se izogne superpoziciji toplotne obremenitve in oblikovanju preostale napetosti.
Tretjič, za pretvorbo površinske natezne napetosti v enakomerno tlačno napetost se uporablja obdelava s površinskim streljanjem. Majhni-jekleni sunki visoke hitrosti bombardirajo zunanjo steno cevi in tvorijo gosto plastično deformirano plast. Površinska tlačna napetost lahko učinkovito zadrži odpiranje in širjenje konic mikro-razpok, kar v bistvu prekine potrebne natezne pogoje za SCC. Ta tehnologija je še posebej primerna za upogibne odseke, varjene šive in druga-nevarna mesta koncentracije napetosti.
Četrtič, nadzor okoljskih parametrov zmanjša gonilno silo SCC. Ustrezno znižajte delovno temperaturo medija in se izogibajte dolgotrajni-delovanju nad 60 stopinj v visoko-kloridnih okoljih. Redno čiščenje zmanjša koncentracijo kloridnih ionov v krožeči tekočini in prepreči lokalno obogatitev ionov pod usedlinami. Izboljšana površinska pasivizacija zgosti zaščitno folijo, da upočasni začetek luknjanja na območjih koncentracije napetosti.
Pospešeni simulacijski testi SCC kažejo, da se v ogrevalnih ceveh po razbremenitvi napetosti in obdelavi s strelnim strganjem po več tisoč urah visoko-temperaturnega testiranja s kloridom ne pojavi širjenje razpok. V nasprotju s tem neobdelani hladno{2}}oblikovani vzorci povzročijo prodorne napetostne razpoke v kratkem preskusnem obdobju. Podatki o industrijski uporabi potrjujejo, da standardizirani ukrepi za nadzor napetosti zmanjšajo stopnjo napak SCC grelnih cevi za več kot 77 %. Skratka, odprava preostale natezne napetosti, optimizacija postopkov preoblikovanja in varjenja, uvedba površinske tlačne napetosti in izboljšanje pogojev delovnega medija lahko učinkovito preprečijo razpoke zaradi napetostne korozije, ki jih povzroča klorid-. Ti celotni-ukrepi za nadzor procesa blokirajo sinergijsko pot odpovedi zaradi napetosti in korozije, kar močno izboljša varnostno življenjsko dobo grelnih cevi iz nerjavečega jekla 316 v težkih industrijskih okoljih.
