Поширене явище корозії посудин під тиском

Як усім відомо, стерилізатор – це закрита посудина під тиском, зазвичай виготовлена ​​з нержавіючої або вуглецевої сталі. У Китаї експлуатується близько 2,3 мільйона посудин під тиском, серед яких особливо помітною є корозія металу, що стало основною перешкодою та причиною несправностей, що впливають на довгострокову стабільну роботу посудин під тиском. Як різновид посудин під тиском, стерилізатор не можна ігнорувати при його виробництві, використанні, обслуговуванні та перевірці. Через складне явище та механізм корозії, форми та характеристики корозії металу різняться під впливом матеріалів, факторів навколишнього середовища та напружених станів. Далі давайте заглибимося в кілька поширених явищ корозії посудин під тиском:

б

1. Комплексна корозія (також відома як рівномірна корозія) – це явище, спричинене хімічною або електрохімічною корозією. Корозійне середовище може рівномірно досягати всіх частин поверхні металу, завдяки чому склад та організація металу є відносно однорідними, а вся поверхня металу кородує з однаковою швидкістю. У випадку посудин під тиском з нержавіючої сталі, в корозійному середовищі з низьким значенням pH, пасиваційна плівка може втратити свою захисну дію через розчинення, що призводить до комплексної корозії. Незалежно від того, чи це комплексна корозія, спричинена хімічною чи електрохімічною корозією, спільною рисою є те, що під час процесу корозії важко утворити захисну пасиваційну плівку на поверхні матеріалу, а продукти корозії можуть розчинятися в середовищі або утворювати пухкий пористий оксид, що посилює процес корозії. Шкоду комплексної корозії не можна недооцінювати: по-перше, вона призведе до зменшення площі тиску опорного елемента посудини під тиском, що може спричинити перфорацію, витік або навіть розрив чи пошкодження через недостатню міцність; По-друге, у процесі електрохімічної комплексної корозії часто відбувається реакція відновлення H+, яка може призвести до насичення матеріалу воднем, а потім до водневої крихкості та інших проблем, що також є причиною необхідності дегідрування обладнання під час технічного обслуговування зварювальних робіт.
2. Точкова корозія – це локальне явище корозії, яке починається на поверхні металу та розширюється всередину, утворюючи невеликі корозійні ямки у формі отвору. У певному середовищі навколишнього середовища через певний час на поверхні металу можуть з'явитися окремі протравлені отвори або ямки, які з часом продовжуватимуть розвиватися вглиб. Хоча початкова втрата ваги металу може бути невеликою, через швидку швидкість локальної корозії стінки обладнання та труб часто перфоруються, що призводить до раптових аварій. Точкову корозію важко контролювати, оскільки отвір має невеликий розмір і часто покритий продуктами корозії, тому важко кількісно виміряти та порівняти ступінь точкової корозії. Тому точкову корозію можна вважати однією з найбільш руйнівних та підступних форм корозії.
3. Міжкристалічна корозія – це локальне явище корозії, яке виникає вздовж межі зерен або поблизу неї, головним чином через різницю між хімічним складом поверхні зерна та внутрішнім складом, а також через наявність домішок на межі зерен або внутрішніх напружень. Хоча міжкристалічна корозія може бути неочевидною на макрорівні, як тільки вона виникає, міцність матеріалу втрачається майже миттєво, що часто призводить до раптового виходу з ладу обладнання без попередження. Що ще серйозніше, міжкристалічна корозія легко перетворюється на міжкристалітне корозійне розтріскування під напругою, яке стає джерелом корозійного розтріскування під напругою.
4. Щілинна корозія – це явище корозії, яке виникає у вузькому зазорі (ширина зазвичай становить від 0,02 до 0,1 мм), що утворюється на поверхні металу внаслідок потрапляння сторонніх предметів або структурних причин. Ці зазори повинні бути достатньо вузькими, щоб рідина могла затікати всередину та зупинятися, створюючи умови для корозії зазору. На практиці фланцеві з'єднання, поверхні ущільнення гайок, з'єднання внахлест, непроварені зварні шви, тріщини, поверхневі пори, зварювальний шлак, що не очищений та відкладений на поверхні металу від окалини, домішки тощо, можуть утворювати зазори, що призводить до щілинної корозії. Ця форма локальної корозії є поширеною та дуже руйнівною, вона може пошкодити цілісність механічних з'єднань та герметичність обладнання, що призведе до його виходу з ладу та навіть руйнівних аварій. Тому профілактика та контроль щілинної корозії є дуже важливими, а також необхідне регулярне технічне обслуговування та очищення обладнання.
5. Корозія під напругою становить 49% від загальної кількості типів корозії всіх контейнерів, що характеризується синергетичним ефектом спрямованого напруження та агресивного середовища, що призводить до крихкого розтріскування. Цей тип тріщин може розвиватися не лише вздовж межі зерен, але й крізь саме зерно. Глибокий розвиток тріщин всередину металу призводить до значного зниження міцності металевої конструкції та навіть до раптового пошкодження металевого обладнання без попередження. Таким чином, корозія під напругою (SCC) має характеристики раптового та сильного руйнування, після утворення тріщини її швидкість розширення дуже висока, і немає значного попередження про руйнування, що є дуже небезпечною формою відмови обладнання.
6. Останнім поширеним явищем корозії є втомна корозія, яка стосується процесу поступового пошкодження поверхні матеріалу аж до розриву під дією змінного напруження та агресивного середовища. Сукупний вплив корозії та змінного деформування матеріалу призводить до значного скорочення часу виникнення та циклу утворення втомних тріщин, а також до збільшення швидкості поширення тріщин, що призводить до значного зниження межі втоми металевих матеріалів. Це явище не тільки прискорює раннє руйнування елементів обладнання під тиском, але й значно скорочує термін служби резервуарів під тиском, розроблених відповідно до критеріїв втоми. У процесі використання, щоб запобігти різним явищам корозії, таким як втомна корозія резервуарів під тиском з нержавіючої сталі, слід вживати таких заходів: кожні 6 місяців ретельно очищати внутрішню частину стерилізаційного резервуара, резервуара для гарячої води та іншого обладнання; якщо жорсткість води висока, а обладнання використовується більше 8 годин на день, його очищати кожні 3 місяці.


Час публікації: 19 листопада 2024 р.