Cách kiểm soát tạp chất lưu huỳnh và phốt pho của thép không gỉ 316 để loại bỏ các điểm yếu ăn mòn cục bộ của ống sưởi

Cách kiểm soát tạp chất lưu huỳnh và phốt pho của thép không gỉ 316 để loại bỏ các điểm yếu ăn mòn cục bộ của ống sưởi

Thành phần nguyên tố hợp kim bao gồm carbon, molypden và niken quyết định hiệu suất chống ăn mòn tổng thể-của ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316, trong khi vết tạp chất lưu huỳnh và phốt pho là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng ăn mòn cục bộ khó lường. Trong quá trình nấu chảy và cán nguyên liệu thép không gỉ, lưu huỳnh và phốt pho quá mức sẽ tạo thành các tạp chất phi kim loại phân bố không đều trên bề mặt nền và cấu trúc bên trong. Các tạp chất này phá vỡ tính liên tục của màng thụ động giàu crom-đậm đặc, tạo thành các khu vực khiếm khuyết vi mô{6}}có năng lượng tiềm năng thấp. Trong môi trường ăn mòn công nghiệp có chứa ion clorua, gốc axit và oxy hòa tan, các điểm yếu vi mô như vậy sẽ ưu tiên kích hoạt sự hòa tan anốt, dần dần phát triển thành các lỗ rỗ và các hố ăn mòn cục bộ. Khác với sự ăn mòn cấu trúc có thể kiểm soát được do các thành phần hợp kim chính gây ra, sự ăn mòn do tạp chất-gây ra rất ngẫu nhiên và khó dự đoán thông qua phương pháp phát hiện thông thường, thường dẫn đến rò rỉ đột ngột các ống gia nhiệt mới lắp đặt. Do đó, việc kiểm soát chặt chẽ hàm lượng tạp chất lưu huỳnh và phốt pho là biện pháp{11}}chống ăn mòn nguồn hạt mịn{12}}quan trọng để sản xuất theo tiêu chuẩn các ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316.

Các tạp chất lưu huỳnh và phốt pho làm hỏng khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ thông qua các cơ chế vi mô khác nhau. Lưu huỳnh quá mức dễ dàng hình thành các tạp chất mangan sunfua, đây là điểm bắt đầu ăn mòn nhạy cảm nhất trên bề mặt thép không gỉ 316. Các tạp chất sunfua này liên kết kém với nền kim loại và sẽ hòa tan tốt hơn trong môi trường ăn mòn, để lại các khoang nhỏ thu thập các ion clorua và tăng tốc độ giãn nở của hố. Tạp chất phốt pho có xu hướng phân tách ở ranh giới hạt, làm giảm lực liên kết của ranh giới hạt và làm suy yếu khả năng thụ động cục bộ, làm tăng đáng kể nguy cơ ăn mòn giữa các hạt và ăn mòn ứng suất trong điều kiện chu trình nhiệt. Các doanh nghiệp thường chỉ tập trung vào việc phát hiện các nguyên tố hợp kim chính mà bỏ qua các chỉ số tạp chất dạng vết, dẫn đến một số lượng lớn ống gia nhiệt có các thành phần chính đạt tiêu chuẩn nhưng hàm lượng tạp chất không đạt tiêu chuẩn lại không đạt tiêu chuẩn trong điều kiện làm việc ăn mòn thực tế.

Để loại bỏ nguy cơ ăn mòn-do tạp chất gây ra, doanh nghiệp phải bổ sung các thiết bị phát hiện dấu vết lưu huỳnh và phốt pho vào hệ thống kiểm tra nguyên liệu thô đầu vào dành cho các ống gia nhiệt chống ăn mòn-. Tất cả các nguyên liệu inox 316 dùng cho điều kiện làm việc gia nhiệt hóa chất, nước biển và mạ điện phải đáp ứng nghiêm ngặt các tiêu chuẩn giới hạn tạp chất. Đối với các nguyên liệu thô có hàm lượng lưu huỳnh và phốt pho quá cao, ngay cả khi các nguyên tố hợp kim chính như molypden, niken và carbon đủ tiêu chuẩn, chúng cũng phải bị loại bỏ theo lô để tránh những nguy cơ ăn mòn vốn có. Trong khi đó, nguyên liệu thép không gỉ nấu chảy có độ tinh khiết cao-được ưu tiên cho các kịch bản gia công có khả năng chống ăn mòn-cao nhằm giảm sự hình thành các tạp chất phi kim loại. Kết hợp với kiểm tra bằng kính hiển vi bề mặt và kiểm tra hiệu suất điện hóa, độ ổn định chất lượng của nguyên liệu thô có thể được đánh giá toàn diện. Kiểm soát tạp chất nghiêm ngặt sẽ loại bỏ các điểm yếu ăn mòn cục bộ ngẫu nhiên khỏi nguồn, bổ sung hoàn hảo cho hệ thống kiểm soát thành phần hợp kim chính và xây dựng chế độ bảo đảm chống ăn mòn thành phần toàn diện và đáng tin cậy-cho hoạt động-an toàn trọn đời của các ống gia nhiệt chống ăn mòn bằng thép không gỉ 316{14}}.