เมื่อท่อทำความร้อนที่ทำจากสเตนเลสสตีล 316 ทำงาน-ในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-ในสภาพแวดล้อมแบบแอโรบิกที่มีอุณหภูมิสูง ฟิล์มพาสซีฟที่มีโครเมียมขนาดกะทัดรัด-บนพื้นผิวด้านนอกจะค่อยๆ ออกซิไดซ์ ทำให้ข้นขึ้น แตกร้าว และลอกออก โลหะพื้นฐานที่สดใหม่จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนต่อไปเพื่อสร้างสะเก็ดโครเมียมออกไซด์ของเหล็กหลวม- ภายใต้การหมุนเวียนด้วยความร้อนและการทำความสะอาดปานกลาง ชั้นออกไซด์จะหลุดออกเป็นแผ่น ส่งผลให้ผนังท่อบางลงอย่างต่อเนื่อง ขนาดที่มากเกินไปจะลดประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน ปิดกั้นทางเดินของท่อ และแม้แต่กระตุ้นให้เกิดความร้อนสูงเกินไป การเจาะ และการรั่วไหลของท่อทำความร้อนในท้องถิ่น ความเสียหายจากออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-ดังกล่าวมักปรากฏในอุปกรณ์ทำความร้อนที่สัมผัสกับอากาศร้อน ก๊าซไอเสีย และสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนแบบเปิด
1. กลไกการเกิดออกซิเดชันและสเกลที่อุณหภูมิสูง-
ฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่บางและหนาแน่นจะแยกสารตั้งต้นออกจากออกซิเจนที่อุณหภูมิห้อง เมื่ออุณหภูมิในการทำงานเกินช่วงออกซิเดชันที่ละเอียดอ่อน ความเร็วการแพร่กระจายของไอออนของโลหะและอะตอมของออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว องค์ประกอบของโครเมียมจะเคลื่อนตัวออกไปด้านนอกเพื่อสร้างฟิล์มออกไซด์ แต่ฟิล์มจะหนาขึ้นและสูญเสียความเหนียวไป การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกันระหว่างสเกลออกไซด์และเมทริกซ์เหล็กทำให้เกิดความเครียดภายใน ซึ่งนำไปสู่การแตกร้าวและการหลุดของชั้นป้องกัน เหล็กที่ถูกเปิดเผยจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นทุติยภูมิจนเกิดเป็นชั้นสนิมหนา ชั้นออกไซด์ที่หลวมไม่สามารถปิดกั้นการแทรกซึมของออกซิเจนได้ ดังนั้นออกซิเดชั่นจะบุกรุกเข้าไปด้านในทีละชั้นและใช้วัสดุผนังท่ออย่างต่อเนื่อง ความล้มเหลวนี้แตกต่างจากการกัดกร่อนด้วยเคมีไฟฟ้า โดยมีสาเหตุหลักมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีภายใต้อุณหภูมิสูง
2. ตำแหน่งทั่วไปที่มีแนวโน้มที่จะเกิดสเกลออกซิเดชัน
ผนังด้านนอกของท่อทำความร้อนสัมผัสโดยตรงกับอากาศร้อน-อุณหภูมิสูง ก๊าซไอเสีย และการแผ่รังสีจากเตาเผา
ผนังด้านในของท่อส่ง-ไอน้ำอุณหภูมิสูงและออกซิเจน-ที่ประกอบด้วยตัวกลางในกระบวนการผลิต
รอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-ด้วยโครงสร้างทางโลหะวิทยาที่ไม่สม่ำเสมอและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันต่ำ
เส้นระดับของเหลวที่มีการสลับก๊าซ-ของเหลว โดยที่ออกซิเดชั่นจะเข้มข้นขึ้นในส่วนเฟสของก๊าซ-
ส่วนท่อที่ไม่มีชั้นเคลือบป้องกันการกัดกร่อน-ภายนอกทำงานในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง-แบบเปิดเป็นเวลานาน
3. ปัจจัยสำคัญที่เร่งให้เกิดความเสียหายจากการเกิดออกซิเดชัน
อุณหภูมิการใช้งานระยะยาว-เกินอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องที่แนะนำของเหล็กกล้าไร้สนิม 316
ปริมาณออกซิเจนและความชื้นสูงในบรรยากาศโดยรอบหรือตัวกลางภายใน
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและลดลงบ่อยครั้งส่งผลให้ฟิล์มออกไซด์หลุดร่อนจากความเครียดจากความร้อนซ้ำๆ
รอยขีดข่วนบนพื้นผิวและความเสียหายทางกลทำลายฟิล์มพาสซีฟดั้งเดิมและกระตุ้นให้เกิดออกซิเดชันพิเศษ
ขาดการบำรุงรักษาการขจัดตะกรันเป็นประจำ โดยมีคราบหนาสะสมจนทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นและการสูญเสียวัสดุ
4. มาตรการทางเทคนิคการป้องกันลิงก์-ทั้งมิติ-หลายมิติ
① จำกัดอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องระยะยาว-อย่างเคร่งครัด
ตั้งค่าอินเตอร์ล็อกอุณหภูมิด้านบนเพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานเกิน-อุณหภูมิที่เกินขีดจำกัด-การป้องกันออกซิเดชันของวัสดุ
② ปิดสภาพแวดล้อมภายนอกเพื่อตัดการสัมผัสออกซิเจน
ห่อฉนวนกันความร้อนและหุ้ม-ป้องกันการเกิดออกซิเดชันบนผนังด้านนอกเพื่อแยกการกัดกร่อนของอากาศและก๊าซไอเสีย
3 เติมสารกำจัดออกซิแดนท์เพื่อประมวลผลสื่อ
ฉีดสารรีดิวซ์เพื่อลดออกซิเจนละลายภายในท่อและชะลอปฏิกิริยาออกซิเดชันภายใน
④ ทำการดองและขจัดตะกรันด้วยสารเคมีเป็นระยะๆ
กำจัดตะกรันออกไซด์หนาออกเป็นประจำเพื่อป้องกันการสะสมความร้อนและการกัดกร่อนของเมทริกซ์เพิ่มเติม
⑤ ดำเนินการบำบัดพื้นผิวก่อนนำไปใช้งาน
สร้างฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอ-เพื่อเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-ในช่วงเริ่มต้น
5. ตารางเปรียบเทียบผลการป้องกัน
表格
| เงื่อนไขการบริการและโหมดการป้องกัน | ความเสี่ยงจากการเกิดออกซิเดชัน | แผนการเพิ่มประสิทธิภาพที่แนะนำ |
|---|---|---|
| ท่อเปลือย + เปิดสูง-สภาพแวดล้อมแบบแอโรบิกที่มีอุณหภูมิสูง | การปรับขนาดความหนาอย่างรวดเร็วและการทำให้ผนังบางลง | เพิ่มการหุ้มด้านนอกและดำเนินการควบคุมอุณหภูมิแบบจำกัดทันที |
| ทู่พื้นผิว + การควบคุมอุณหภูมิ + การขจัดตะกรันเป็นระยะ | ชะลอการสะสมออกซิเดชันอย่างมีประสิทธิภาพ | ข้อกำหนดการทำงานและการบำรุงรักษามาตรฐาน |
| การหุ้มฉนวนแบบปิดผนึก + การบำบัดด้วยดีออกซิเดชั่นปานกลาง | แนวโน้มออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงน้อยที่สุด- | รูปแบบที่ต้องการสำหรับสภาพการทำงานที่ให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง-ในระยะยาว- |
บทสรุป
ระดับออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-ของท่อทำความร้อน 316 หลอดเกิดขึ้นจากการแพร่กระจายแบบเร่งของออกซิเจนและองค์ประกอบโลหะภายใต้อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดการเจริญเติบโตและการหลุดลอกของชั้นออกไซด์อย่างต่อเนื่องและการใช้วัสดุเมทริกซ์ วิธีการควบคุมหลัก ได้แก่ การจำกัดอุณหภูมิในการทำงานเพื่อลดจลนศาสตร์ของการเกิดออกซิเดชัน การแยกออกซิเจนผ่านการป้องกันแบบปิดผนึก การกำจัดออกซิเจนที่ละลายในตัวกลาง การรักษาความสมบูรณ์ของฟิล์มแบบพาสซีฟ และการกำจัดตะกรันที่สะสมอยู่อย่างสม่ำเสมอ การควบคุมพารามิเตอร์การทำงาน การป้องกันภายนอก และการบำรุงรักษาตามปกติอย่างครอบคลุมสามารถหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของท่อทำความร้อนที่เกิดจากการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-ระยะยาว-ได้
