Katere ključne kazalnike nadzora nečistoč je treba nastaviti za surovine, da bi povečali odpornost grelnih cevi iz nerjavečega jekla 316 proti jamičasti koroziji?
Električne grelne cevi iz nerjavečega jekla 316 se pogosto uporabljajo pri kemičnem ogrevanju, čiščenju odpadne vode in pomorski industriji zaradi svoje osnovne odpornosti proti kloridni koroziji. Kljub temu se poškodba zaradi jamičaste korozije še vedno pogosto pojavlja v visoko-slanosti in kislih industrijskih okoljih, tudi pri kvalificiranih komercialnih cevih iz nerjavečega jekla 316. Veliko število podatkov o analizi napak kaže, da večina lokaliziranih luknjičastih napak ni posledica nezadostne nazivne sestave zlitine, temveč prekomernih sledov nečistoč in neenakomerne segregacije komponent v surovem jeklenem materialu. Drobni vključki nečistoč postanejo točke aktivacije elektrokemične korozije, ki lahko zlahka povzročijo razgradnjo pasivnega filma in hitro širjenje jamice pod erozijo kloridnih ionov. Zato je vzpostavitev znanstvenih in strogih indikatorjev za nadzor nečistoč surovin glavni predpogoj za temeljito izboljšanje odpornosti proti jamičasti koroziji grelnih cevi iz nerjavečega jekla 316 in stabilizacijo njihove dolgoročne-delovalne zanesljivosti.
Pri standardih za tradicionalno nabavo surovin in inšpekcijskih standardih za nerjavno jeklo 316 se indikatorji zaznavanja osredotočajo predvsem na vsebnost glavnih elementov zlitin, vključno s kromom, nikljem in molibdenom, medtem ko je nadzor sledov nečistoč razmeroma ohlapen. Običajne škodljive nečistoče v jeklenih surovinah vključujejo predvsem žveplo, fosfor, kisik in ostanke težkih kovin. Elementi žvepla zlahka tvorijo vključke manganovega sulfida med taljenjem in valjanjem jekla. Ti ne-kovinski vključki imajo slab potencial za ujemanje z matriko iz nerjavečega jekla, ki bo tvorila mikro galvanske člene v jedkih medijih. Kloridni ioni bodo nenehno razjedali matriko okoli vključkov in sčasoma oblikovali očitne luknjičaste luknje. Podobno bo prekomerna vsebnost fosforja zmanjšala kompaktnost meje zrn nerjavečega jekla, uničila kontinuiteto površinskega pasivnega filma in znatno zmanjšala prag luknjičaste korozije grelnih cevi v visoko-kloridnih okoljih.
Ta študija povzema tri glavne kazalnike za nadzor nečistoč, primerne za surovine proti-korozijskih ogrevalnih cevi s primerjalnimi korozijskimi testi in analizo mikrostrukture materiala. Prvič, vsebnost žvepla je treba strogo nadzorovati pod 0,008 %. Taljenje z nizko vsebnostjo-žvepla lahko učinkovito zmanjša nastajanje sulfidnih vključkov in odpravi glavni inducirani vir jamičaste korozije. Drugič, mejna vrednost fosforja je nastavljena znotraj 0,03 %, kar preprečuje krhkost meja zrn in strukturne napake pasivnega filma, ki jih povzroča segregacija fosforja. Tretjič, skupno vsebnost kisika in stopnjo vključkov preostalega oksida je treba strogo razvrstiti, preveliki vključki oksida, večji od 5 μm, pa so prepovedani, da se preprečijo korozijski kanali z mikro napakami na površini cevi. Poleg tega je treba vsebnost ostankov ogljika v sledovih stabilizirati znotraj standardnega območja, da se prepreči preobčutljivost za interkristalno korozijo med kasnejšim upogibanjem cevi in visoko{10}}temperaturno obdelavo.
Primerjalni preskusi preverjanja potrjujejo, da grelne cevi iz nerjavečega jekla 316, pregledane z optimiziranim standardom za nadzor nečistoč, kažejo znatno izboljšano odpornost proti koroziji. V-izmeničnih testih s kloridno soljo v razpršilu z visoko koncentracijo je čas iniciacije luknjičaste luknje optimiziranih cevi za surovine zakasnjen za več kot 60 % v primerjavi s cevmi za običajne surovine, globina in gostota pa se močno zmanjšata. Elektrokemično testiranje kaže, da se potencial luknjičaste luknje optimiziranih materialov poveča za 120 mV, kar kaže na večjo odpornost na erozijo kloridnih ionov. V dejanski industrijski uporabi lahko ogrevalne cevi s strogim nadzorom nečistoč vzdržujejo stabilno delovanje več kot 16 mesecev v obalnih okoljih z visoko-slano odpadno vodo, medtem ko običajne cevi pogosto trpijo zaradi jamičastega puščanja v 5 do 8 mesecih.
Skratka, skladnost glavnih legiranih elementov ne more v celoti zagotoviti učinkovitosti proti-pittingu grelnih cevi iz nerjavečega jekla 316. Strog nadzor sledov škodljivih nečistoč, kot so vključki žvepla, fosforja in oksidov, je ključno tehnično sredstvo za odpravo inherentnih napak materiala in izboljšanje odpornosti proti jamičasti koroziji. Oblikovanje ciljnih standardov za pregledovanje nečistoč surovin za proti-korozijske grelne cevne izdelke lahko učinkovito reši problem nedosledne korozijske odpornosti serijskih izdelkov, izboljša okoljsko prilagodljivost 316 grelnih cevi iz nerjavečega jekla v težkih delovnih pogojih,-ki vsebujejo klorid, in zmanjša stroške zamenjave opreme in vzdrževanja v industrijskih proti-korozijskih sistemih.
