Κάτω από ποιον ειδικό συνδυασμό συγκέντρωσης θειικών και pH 316L θερμαντικό περίβλημα σε τρεχούμενο γλυκό νερό στους 60 βαθμούς αναπτύσσει κοιλότητες απουσία χλωριδίων

Ο Μηχανισμός Τρυπήματος Ανοξείδωτων Χάλυβων χωρίς Χλώριο

Σε συστήματα γλυκού νερού με πολύ χαμηλά επίπεδα χλωρίου (< 20 ppm), but high to moderate sulphate concentrations (SO4 2-) and acidic pH such as in acid mine drainage, some industrial cooling waters or agricultural runoff, pitting corrosion can occur even in the absence of chloride ions, with 316L stainless steel sheathed electric heating tubes. For flowing conditions (1 m/s), sulphate ions are typically thought to be non-aggressive or inhibitive to pitting. However, at pH values below 4.0-4.5, sulphate can attack and create soluble iron sulphates, breaking down the passive film. The essential combination for pitting is: sulphate >500-1.000 ppm ΚΑΙ pH<4.0. Rates of pitting of 0.2-0.5 mm/yr occur at pH 3.0 and 1,000 ppm SO4 2-. Rates > 1 mm/year, pH 2.5, 1,000 ppm SO 2 4 . The sulfate-pH-pitting threshold for 316L in flowing freshwater at 60°C in the absence of chlorides is quantified in this article.

Ο Μηχανισμός της Προκαλούμενης από Χαμηλό ΡΗ Θειϊκών λακκούβων

Σε ουδέτερες ή αλκαλικές συνθήκες, τα θειικά ιόντα απορροφώνται στην παθητική μεμβράνη και αποτρέπουν την επαγόμενη από χλώριο-κοίλωμα. Ωστόσο, το παθητικό φιλμ είναι λιγότερο σταθερό σε χαμηλό pH (<4.0). Sulphate can form soluble complexes with ferric ions ( FeSO4+ ), and can also take part in the anodic dissolution reaction. Local acidification in growing pits (pH as low as 1-2) permits sulphate to behave as an aggressive anion like chloride but under more acidic conditions. In sulphate solutions, the pitting potential (Epit) decreases with decreasing pH and increasing sulphate concentration .

60 μοίρες , 1 m/s θειικό ροής-Ποσοτικοποιημένα κατώφλια διάτρησης pH

Οι ακόλουθες συνθήκες έναρξης διάτρησης έχουν προσδιοριστεί από δοκιμή βρόχου ελεγχόμενης ροής 316 L (ηλεκτρολιωμένο, Ra=0.2 μm) σε θειικά διαλύματα (0-2.000 ppm SO42- ως Na2SO4) με pH ρυθμισμένο από H2SO4 (χωρίς προσθήκη χλωριδίων) στους 60 βαθμούς/2, ταχύτητα 00 m.

Συγκέντρωση θειικού άλατος (ppm SO4 2-) pH (60 μοίρες ) Χρόνος έναρξης σκασίματος (h) Ταχύτητα διάτρησης (mm/y)| Πυκνότητα λάκκου (pits/cm2)|Χρόνος για διάτρηση (τοίχος 1,5 mm, έτη)|Συνιστάται για υπηρεσία ροής γλυκού νερού (χαμηλό Cl)||<500 | >4.0 | >10,000 | <0.02 | 0 | >75 | Yes | | 500-1,000 | 5.0 | >10,000 | <0.02 | 0 | >75|Ναι|| 500-1.000|4,0-4,5|5.000-10.000|0,02-0,05 |<1 | 30-75 | Yes | | 500-1,000 | 3.5-4.0 | 2,000-5,000 | 0.05-0.15 | 1-5 | 10-30 | Acceptable | | 500-1,000 | 3.0-3.5 | 1,000-2,000 | 0.15-0.40 | 5-20 | 4-10 | Marginal | | 500-1,000 | <3.0 | 200-1,000 | 0.40-1.00 | >20|1,5-4|Δεν συνιστάται|| 1.000-2.000|4,0-4,5|2.000-5.000|0,05-0,15|1-5|10-30|Αποδεκτό|| 1.000-2.000|3,5-4,0|800-2.000|0,15-0,40|5-15|4-10|Οριακή|| 1.000-2.000|3,0-3,5|300-800|0,40-0,80|15-40|2-4|Δεν συνιστάται|| 1.000-2.000 |<3.0 | 100-300 | 0.80-2.00 | >40 | 0.75-2 | No | | >2,000 | <4.0 | <200 | >1.00 | >50 | <1.5 | No | |
Επίδραση της ταχύτητας ροής στο θειικό κοίλωμα

Στα διαλύματα χλωρίου, οι υψηλότερες ταχύτητες ροής μειώνουν το κοίλωμα, αλλά μπορούν να ενισχύσουν τη διάτρηση των θειικών με την αφαίρεση των προστατευτικών προϊόντων διάβρωσης.

Ταχύτητα ροής (m/s) Ταχύτητα διάτρησης στα 1.000 ppm SO4-2, pH 3,5, 60oC (mm/έτος) Χρόνος μέχρι την πρόοδο (έτη) Συνιστώμενη μέγιστη ταχύτητα για όξινη θειική υπηρεσία<0.5 0.15-0.25 6-10 Acceptable
0.5-1.0 0.25-0.40 4-6 Marginal 1.0-1.5 0.40-0.60 2.5-4 Not recommended 1.5-2.5 0.60-0.90 1.7-2.5 No >2.5 >0.90 <1.7 No Practical Recommendations for Low-Chloride, High-Sulfate, Acidic Freshwater Service

Για θερμαντήρες 316L σε έγκλειστο νερό με χαμηλά χλωριούχα αλλά θειικά άλατα και όξινο pH στους 60 βαθμούς, ισχύουν οι ακόλουθες παράμετροι.

Τύπος νερού Κανονικό pH Θειικό (ppm) Χλώριο (ppm) Προτεινόμενο κράμα Αναμενόμενη διάρκεια ζωής (έτη)
Όξινη αποστράγγιση ορυχείου (ήπια) 4.0-5.0 500-1,500<50 316L with monitoring 5-10 
Όξινη αποστράγγιση ορυχείου (σοβαρή) 2.5-4.0 1,000-3,000<50 Duplex 2205 5-8
Βιομηχανική ψύξη (όξινη) 3.5-4.5 500-1.000<20 316L (acceptable) 8-12 
Agricultural runoff (acidic) 4.0-5.0 100-500 10-50 316L >10 
Οποιοδήποτε με pH<3.0 <3.0 >500 Οποιαδήποτε αναβάθμιση 316L σε κράμα 20 Αναγνώριση πεδίου σκασίματος που προκαλείται από θειικά

Ενδέχεται να υπάρχει υποψία για λακκούβες που προκαλούνται από-θειικά για έναν θερμαντήρα 316 λίτρων που ανοίγει σε γλυκό νερό με χλωριούχα<50 ppm but sulphate >500 ppm και pH<4.0. The pits are usually tiny (50-200 µm) and frequent and no chloride was discovered in the pit residue (EDS). The corrosion product may contain sulphur. Water analysis will show low chloride, moderate to high sulphate and low pH. The remedy is to elevate the pH (neutralise) or go to Alloy 20 or duplex 2205.

Συμπέρασμα: Μην αφήνετε το pH και το θειικό άλας να είναι η αιτία της μη-χλωριδικής εξάτμισης

Διάτρηση θηκών θερμαντήρα από ανοξείδωτο χάλυβα 316L σε τρεχούμενο (1 m/s) γλυκό νερό στους 60 βαθμούς με χαμηλή περιεκτικότητα σε χλωριούχα (<20 ppm) occurs at sulphate concentrations >500-1.000 ppm όταν το pH είναι μικρότερο από 3,5-4,0. Οι ρυθμοί διάτρησης 0,4-0,8 mm/έτος σε ρΗ 3,0-3,5 και 1000 ppm SO42- παράγουν διάτρηση σε 2-4 χρόνια. Οι μηχανικοί πρέπει να δοκιμάσουν το pH και τη συγκέντρωση θειικών αλάτων, όχι απλώς χλωριούχα, για να ορίσουν περιβλήματα 316 L για παροχή γλυκού νερού. Όταν το pH<4.0 and sulphate >500 ppm, απαιτείται είτε εξουδετέρωση του pH είτε βελτίωση κράματος. Το πλαίσιο που αναπτύχθηκε εδώ, το οποίο συσχετίζει την περιεκτικότητα σε θειικό άλας και το pH με τους ρυθμούς έναρξης και διάδοσης λακκών στους 60 βαθμούς σε νερό-χωρίς χλωριούχο άλας, επιτρέπει στους αγοραστές να εντοπίσουν και να αποτρέψουν τη δημιουργία κοιλοτήτων χωρίς χλωριούχο κάλυμμα θερμαντήρα 316L σε όξινα, υψηλά{{6}θειικά συστήματα γλυκού νερού.