แม้ว่าสแตนเลส 316 จะมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีวันเสียหายภายใต้สภาวะการทำงานใดๆ ในการใช้งานทางวิศวกรรมจริง เนื่องจากการเลือกใช้วัสดุที่ไม่เหมาะสม การประมวลผลที่ผิดปกติ หรือสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง ความล้มเหลวในการกัดกร่อนต่างๆ มักเกิดขึ้น นำไปสู่การรั่วไหลก่อนเวลาอันควรหรือความเสียหายของท่อทำความร้อน การทำความเข้าใจลักษณะและสาเหตุของโหมดความล้มเหลวในการกัดกร่อนทั่วไป และการกำหนดมาตรการป้องกันแบบกำหนดเป้าหมาย สามารถลดอัตราความล้มเหลวของท่อทำความร้อนสแตนเลส 316 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของการทำงานของอุปกรณ์
การกัดกร่อนแบบรูพรุนเป็นรูปแบบความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดของท่อทำความร้อนที่ทำจากสเตนเลสสตีล 316 โดยปกติจะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ไอออน เช่น น้ำทะเล น้ำเกลือ และน้ำเสียทางอุตสาหกรรมที่มีคลอไรด์สูง- ไอออนของคลอไรด์จะทำลายฟิล์มเฉื่อยบนพื้นผิวโลหะ ทำให้เกิดหลุมกัดกร่อนเล็กๆ ที่ค่อยๆ ลึกเข้าไปด้านใน และในที่สุดก็นำไปสู่การเจาะผนังท่อ การกัดกร่อนแบบรูก้นลึกนั้นถูกซ่อนไว้อย่างมาก และตรวจพบได้ยากในระยะแรกด้วยการตรวจสอบรูปลักษณ์ภายนอก มาตรการป้องกันหลัก ได้แก่ การควบคุมความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนในตัวกลางทำงาน การใช้การขัดด้วยไฟฟ้าเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิว และการเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนอย่างเหมาะสม
การกัดกร่อนตามรอยแยกส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ข้อต่อการเชื่อม การเชื่อมต่อหน้าแปลน และตำแหน่งการสะสมตะกรันของท่อทำความร้อน ในพื้นที่ช่องว่างแคบเหล่านี้ ตัวกลางไม่สามารถไหลได้ง่าย และปริมาณออกซิเจนในท้องถิ่นไม่เพียงพอ ซึ่งทำลายความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟ และสร้างกลไกการกัดกร่อนของเซลล์ความเข้มข้นของออกซิเจน ยิ่งมีช่องว่างนานเท่าใด การกัดกร่อนก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น มาตรการป้องกันการกัดกร่อนตามรอยแยก ได้แก่ การปรับการออกแบบโครงสร้างให้เหมาะสมเพื่อลดช่องว่าง การใช้การเชื่อมแบบเจาะเต็มรูปแบบและการขัดผิวหลังการเชื่อม- และการทำความสะอาดขนาดพื้นผิวเป็นประจำเพื่อหลีกเลี่ยงช่องว่างการทับถม
การกัดกร่อนตามขอบเกรนส่วนใหญ่จะปรากฏในบริเวณที่ได้รับความร้อน-ของท่อทำความร้อนแบบเชื่อม เมื่อสแตนเลส 316 อยู่ในช่วงอุณหภูมิการแพ้ที่ 450–850 องศาเป็นเวลานาน โครเมียมคาร์ไบด์จะตกตะกอนที่ขอบเขตของเกรน ส่งผลให้โครเมียมหมดสิ้นลงใกล้กับขอบเขตของเกรน และลดความต้านทานการกัดกร่อน ในกรณีที่รุนแรง ขอบเกรนจะสึกกร่อนและวัสดุจะสูญเสียความแข็งแรง วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการใช้สเตนเลสสตีล 316L รุ่นคาร์บอนต่ำ- หรือดำเนินการบำบัดสารละลายหลังการเชื่อมเพื่อให้องค์ประกอบโครเมียมมีการกระจายตัวสม่ำเสมอ
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นถือเป็นโหมดความล้มเหลวที่อันตรายที่สุด ซึ่งก็คือการแตกหักแบบเปราะของวัสดุภายใต้การกระทำร่วมกันของความเค้นดึงและตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเฉพาะ สำหรับสแตนเลส 316 สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ความดันสูง และความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนสูงมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นให้เกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น และกระบวนการล้มเหลวนั้นเกิดขึ้นอย่างกะทันหันและเป็นการทำลายล้าง มาตรการป้องกันได้แก่ การลดความเค้นตกค้างระหว่างการติดตั้ง การเลือก-วัสดุที่ระบายความเค้น การควบคุมปริมาณคลอไรด์ไอออนในตัวกลางที่ใช้งานอย่างเข้มงวด และหลีกเลี่ยง-การทำงานที่อุณหภูมิสูงเกิน-ในระยะยาว
ตารางที่ 1 โหมดความล้มเหลวในการกัดกร่อนหลักสี่โหมดของท่อทำความร้อนสแตนเลส 316
表格
| โหมดความล้มเหลว | สาเหตุหลัก | สภาพการทำงานที่มีความเสี่ยงสูง- | มาตรการป้องกันแบบกำหนดเป้าหมาย |
|---|---|---|---|
| การกัดกร่อนของรูพรุน | คลอไรด์ไอออนจะทำลายฟิล์มพาสซีฟในท้องถิ่น | น้ำทะเล น้ำเกลือ น้ำเสียที่มีคลอไรด์สูง- | ควบคุมความเข้มข้นของ Cl⁻ ทู่การขัดด้วยไฟฟ้า |
| การกัดกร่อนของรอยแยก | เซลล์ความเข้มข้นของออกซิเจนในช่องว่างแคบ | รอยเชื่อม หน้าแปลน ใต้-พื้นที่ฝาก | ปรับโครงสร้างให้เหมาะสม ขัดรอยเชื่อม ทำความสะอาดสเกลสม่ำเสมอ |
| การกัดกร่อนตามขอบเกรน | การตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์ที่ขอบเกรน | ความร้อนจากการเชื่อม-โซนที่ได้รับผลกระทบ การใช้อุณหภูมิปานกลาง-ในระยะยาว | ใช้วัสดุ 316L ดำเนินการบำบัดสารละลายหลังการเชื่อม |
| การกัดกร่อนจากความเครียด | ความเค้นดึง + สภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์อุณหภูมิสูง-สูง | หม้อต้มแรงดันสูง-น้ำเกลือเข้มข้นอุณหภูมิสูง- | ลดความเครียดในการติดตั้ง ควบคุม Cl⁻ และอุณหภูมิอย่างเคร่งครัด |
การเรียนรู้กฎความล้มเหลวในการกัดกร่อนและดำเนินมาตรการป้องกันล่วงหน้าจะช่วยเพิ่มศักยภาพในการให้บริการของท่อทำความร้อนสแตนเลส 316 และลดความเสี่ยงในการใช้งานอุปกรณ์
