Porucha praskania koróziou pod napätím (SCC) sa vzťahuje na titánové vykurovacie rúrky nesúce trvalé namáhanie v ťahu pri prevádzke v korozívnych médiách -obsahujúcich halogénové ióny. Pod synergickým účinkom mechanického namáhania a elektrochemickej korózie klíčia na povrchu potrubia drobné zdroje trhlín a praskliny sa rýchlo rozširujú pozdĺž špecifických kryštálových rovín bez zjavnej plastickej deformácie. Keď trhliny preniknú do steny potrubia, dôjde k náhlemu úniku média alebo krehkému prasknutiu potrubia. Tento spôsob zlyhania má silné utajenie a náhle sa objavuje najmä v titánových tlakových potrubiach slúžiacich v chloridových, bromidových a metanolových -prostrediach obsahujúcich korozívne prostredie.
1. Mechanizmus generovania a šírenia praskania korózie napätím
Titán vytvára za normálnych podmienok stabilný pasivačný film TiO₂, aby izoloval matricu od korozívneho prostredia. Keď na povrchu materiálu existuje ťahové napätie, na pasivačnej vrstve vznikajú mikrotrhliny. Chloridové ióny v médiu prenikajú do špičiek prasklín cez rozbitý film a spúšťajú lokálne anodické rozpúšťanie titánového substrátu. Ťahové napätie nepretržite otvára medzeru trhliny, aby sa odkryl čerstvý kovový povrch, čo umožňuje korozívnemu médiu pokračovať v erózii špičky trhliny. Trhliny sa rozširujú dovnútra pozdĺž transgranulárnych alebo intergranulárnych dráh stabilnou rýchlosťou. Na rozdiel od štrbinovej korózie a galvanickej korózie, ktorým dominuje jednoduché rozpúšťanie materiálu, sa SCC spolieha na spojenie pevného ťahového napätia a špecifického korozívneho média a poškodenie sa vyvíja skôr vo forme smerového šírenia trhlín než rovnomernej alebo jamkovej straty materiálu.
2. Typické polohy náchylné na poškodenie SCC
zvarové spoje a tepelne{0}}ovplyvnené oblasti s vysokým zvyškovým ťahovým napätím pri zváraní;
Za studena-ohýbané kolená rúr s trvalým zvyškovým napätím vo vnútri matrice;
Časti potrubia pevne upevnené podperami, kde je tepelná rozťažnosť obmedzená na generovanie dodatočného ťahového napätia;
Časti závitového spojenia s lokálnou koncentráciou napätia v koreňoch závitu;
Časti potrubia pod vnútorným tlakom nesúce-dlhodobé napätie v ťahu.
3. Faktory vyvolávajúce jadro urýchľujúce zlyhanie SCC
Médium obsahuje chloridové, bromidové alebo metanolové zložky, ktoré vyvolávajú korózne praskanie titánu;
Procesy zvárania, ohýbania a montáže zanechávajú veľké zvyškové ťahové napätie bez úpravy na odľahčenie napätia;
Nadmerný vnútorný pracovný tlak zvyšuje obvodové ťahové napätie steny potrubia nad bezpečnú hranicu;
Lokálne škrabance a povrchové defekty sa pri pôsobení napätia stávajú preferenčnými bodmi iniciácie trhlín;
Žiadne žíhanie na uvoľnenie napätia po vytvorení potrubia, čo vedie k pretrvávajúcej akumulácii vnútorného napätia.
4. Úplné-technické opatrenia na prevenciu a kontrolu prepojenia
① Prísne potvrďte kompatibilitu média vo fáze návrhu, vyhnite sa titánovému materiálu pre médium so silným indukčným výkonom SCC
Vyberte alternatívne zliatinové materiály, aby ste zásadne eliminovali zdroj korózie.
② Vykonajte integrálne tepelné spracovanie na uvoľnenie napätia pre zvárané a ohýbané komponenty titánových rúrok
Odstráňte zvyškové napätie v ťahu po tvárnení a zváraní vo vnútri materiálu.
③ Optimalizujte rozloženie podpery potrubia, nastavte dilatačné škáry a posuvné podpery
Uvoľnite tepelné namáhanie a znížte dodatočné ťahové zaťaženie tela rúry.
④ Počas výstavby prísne chráňte povrch potrubia, lešte a eliminujte škrabance a mechanické poškodenia
Odrežte preferované miesta iniciácie trhlín na povrchu.
⑤ Obmedzte dlhodobý{0}}projektový pracovný tlak, aby ste znížili úroveň ťahového napätia obruče v stene potrubia
Znížte mechanickú hnaciu silu na expanziu trhlín.
5. Tabuľka porovnávania účinkov prevencie
表格
| Režim dizajnu a spracovania | Riziko SCC | Návrh aplikácie |
|---|---|---|
| Stredný nesúlad + žiadne uvoľnenie napätia + pevná pevná inštalácia | K penetračnému praskaniu dochádza počas strednodobej-pretržitej prevádzky | Vymeňte za vhodné zliatinové potrubné armatúry a implementujte transformáciu eliminácie napätia |
| Stredné overenie kompatibility + post-odstránenie stresu + flexibilné rozloženie podpory | Účinne potláča iniciáciu trhlín a expanziu korózie pod napätím | Štandardná výrobná špecifikácia pre titánové tlakové vykurovacie potrubia |
| Nízko{0}}napäťový proces formovania + online monitorovanie stresu + pravidelné zisťovanie chýb vírivými prúdmi | Extrémne nízke bezpečnostné riziko náhleho prasknutia | Preferovaná schéma pre kľúčové procesné vykurovacie zariadenie titánový potrubný systém |
Záver
Korózne praskanie titánových vykurovacích rúrok napätím je spoločne poháňané pretrvávajúcim ťahovým napätím a špecifickým korozívnym médiom obsahujúcim halogén-, ktoré porušuje pasivačný film a podporuje smerové šírenie trhlín. Medzi prostriedky prevencie jadra patrí skríning prispôsobenia sa materiálu-, eliminácia zvyškového napätia prostredníctvom tepelného spracovania, optimalizácia konštrukcie potrubia na uvoľnenie obmedzujúceho napätia, eliminácia zdrojov povrchových defektov a kontrola zaťaženia pracovným tlakom. Správa celého-uzavretého{5}}cyklu procesu výberu materiálu, spracovania komponentov, usporiadania inštalácie a pravidelnej kontroly môže zabrániť náhlym prasknutiam a netesnostiam spôsobeným koróznym praskaním titánových vykurovacích rúrok.
