สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมทางทะเลและชายฝั่งถือเป็นสถานการณ์ที่ท้าทายที่สุดสำหรับอุปกรณ์ทำความร้อนด้วยโลหะ ไอออนคลอไรด์ความเข้มข้นสูง-ในน้ำทะเลและสเปรย์เกลืออาจทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกอย่างรุนแรงกับวัสดุสแตนเลสส่วนใหญ่ เนื่องจากเป็นวัสดุต้านทานการกัดกร่อน-ที่ใช้กันทั่วไป ท่อทำความร้อนที่ทำจากสเตนเลส 316 จึงมีความต้านทานคลอไรด์ในระดับหนึ่ง แต่ต้องเข้าใจขอบเขตด้านประสิทธิภาพและวิธีการใช้งานที่ถูกต้องอย่างชัดเจนในการใช้งานทางทะเลเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร
ความท้าทายหลักในการกัดกร่อนของสภาพแวดล้อมทางทะเลมาจากคลอไรด์ไอออน ไอออนคลอไรด์มีความสามารถในการซึมผ่านสูงและสามารถทำลายฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิวสแตนเลสได้เฉพาะที่ ทำให้เกิดหลุมกัดกร่อนเล็กๆ ที่พัฒนาเข้าไปด้านในอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ รอยแยก เช่น การเชื่อมต่อท่อ ข้อต่อหน้าแปลน และตำแหน่งการสะสมของตะกรัน มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนของรอยแยกได้ง่ายกว่าเนื่องจากการเสริมสมรรถนะของไอออนคลอไรด์ในท้องถิ่น ที่อุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการกัดกร่อนของคลอไรด์ไอออนจะเร่งขึ้นอย่างมาก และอาจเกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นได้ภายใต้ความเค้นดึง สำหรับเหล็กสแตนเลส 316 โดยทั่วไปความเข้มข้นของไอออนคลอไรด์ที่ปลอดภัยในระยะยาว-ที่แนะนำจะต่ำกว่า 200 ppm ที่อุณหภูมิห้อง และเกณฑ์นี้จะลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
ในแง่ของการเลือกวัสดุสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล สแตนเลส 316 ธรรมดาเหมาะสำหรับสถานการณ์-คลอไรด์และอุณหภูมิต่ำ-ต่ำเท่านั้น เช่น ระบบทำความร้อนชายฝั่งที่มีน้ำประปาที่ผ่านการบำบัด และการแลกเปลี่ยนความร้อนน้ำทะเลโดยอ้อมด้วยอุณหภูมิต่ำ สำหรับการสัมผัสโดยตรงกับน้ำทะเลหรือน้ำเกลือที่มีความเค็มสูง- แนะนำให้ใช้แบบคาร์บอนต่ำ 316L- ก่อน ซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนของการเชื่อมได้ดีกว่า หากการกัดกร่อนมีความรุนแรงมากขึ้น ควรพิจารณาใช้วัสดุเกรดสูงกว่า- เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 หรือท่อไทเทเนียม ในงานวิศวกรรมจริง องค์กรหลายแห่งใช้สเตนเลส 316 โดยไม่ตั้งใจในการให้ความร้อนจากน้ำทะเลโดยตรง ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในบ่อภายในเวลาไม่กี่เดือน ซึ่งเกิดจากขอบเขตวัสดุที่ไม่ชัดเจน
สำหรับท่อทำความร้อนที่ทำจากสเตนเลสสตีล 316 ที่ต้องใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ปานกลาง สามารถใช้มาตรการเสริมการป้องกันการกัดกร่อน-ได้หลากหลาย ขั้นแรก ปรับปรุงเกรดการรักษาพื้นผิว การขัดด้วยไฟฟ้าสามารถได้ฟิล์มพาสซีฟที่นุ่มนวลและหนาแน่นขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้อย่างมากเมื่อเทียบกับพื้นผิวการดองทั่วไป ประการที่สอง ปรับการออกแบบโครงสร้างให้เหมาะสมเพื่อลดช่องว่างและมุมตาย หลีกเลี่ยงการเกิดตะกรันและการสะสมตัวของตะกอน และลดความเสี่ยงของการกัดกร่อนของรอยแยก ประการที่สาม เสริมสร้างการจัดการการดำเนินงาน ควบคุมอุณหภูมิในการทำงานไม่ให้สูงเกินไป ทำความสะอาดและขจัดตะกรันอย่างสม่ำเสมอ และดำเนินการบำบัดฟิล์มเสริม ประการที่สี่ มาตรการป้องกันเคมีไฟฟ้า เช่น การป้องกันแคโทด สามารถใช้กับชิ้นส่วนสำคัญเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนให้ดียิ่งขึ้น
ในสภาพแวดล้อมบรรยากาศทางทะเล ท่อทำความร้อนสแตนเลส 316 แสดงประสิทธิภาพที่ดีขึ้น สำหรับอุปกรณ์กลางแจ้งบนแพลตฟอร์มชายฝั่งและเรือ วัสดุ 316 สามารถต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศด้วยสเปรย์เกลือได้ดี และมีอายุการใช้งานนานกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 มาก ในสถานการณ์นี้ การทำความสะอาดและบำรุงรักษาพื้นผิวเป็นประจำสามารถรักษารูปลักษณ์และประสิทธิภาพที่ดีไว้ได้เป็นเวลานาน
ตารางที่ 1 ข้อมูลอ้างอิงการเลือกวัสดุสำหรับสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนของคลอไรด์ที่แตกต่างกัน
表格
| ระดับสภาพแวดล้อมคลอไรด์ | ช่วงความเข้มข้นของคลอไรด์ | วัสดุที่แนะนำ | อายุการใช้งานที่คาดหวัง |
|---|---|---|---|
| ต่ำ | <50 ppm (treated fresh water) | 316 / 316L | 5-10 ปี |
| ปานกลาง | 50–200 ppm (น้ำกร่อย) | 316L + การขัดด้วยไฟฟ้า | 2–4 ปี |
| สูง | 200–1000 ppm (น้ำทะเลเจือจาง) | ดูเพล็กซ์สแตนเลส 2205 | 3–6 ปี |
| รุนแรง | >10,000 ppm (น้ำทะเล น้ำเกลือ) | ท่อไทเทเนียม | 20+ ปี |
การเลือกวัสดุที่เหมาะสมและมาตรการป้องกันการกัดกร่อน-ที่กำหนดเป้าหมายสามารถทำให้ท่อความร้อนที่ทำจากสเตนเลสสตีล 316 มีค่าตามที่กำหนดในสภาพแวดล้อมทางทะเลและ-คลอไรด์สูง
