Corrosão e proteção de tubos de paredes grossas de aço inoxidável
Em equipamentos petroquímicos, tubos de aço inoxidável de paredes espessas são amplamente utilizados devido à sua boa termoplasticidade e resistência à corrosão, mas podem ser corroídos e danificados sob certas condições do meio, como corrosão por pites, corrosão intergranular e corrosão sob tensão.
A rachadura por corrosão sob tensão é uma forma de dano por corrosão que ocorre sem aviso prévio, e o dano é rápido e o dano é mais sério. Devido à imprevisibilidade da fratura frágil, ela representa uma séria ameaça à operação segura a longo prazo de equipamentos químicos. Portanto, é necessário estudar as causas da corrosão sob tensão de tubos de aço inoxidável de paredes espessas e tomar medidas de proteção eficazes.
1 Característica e mecanismo de corrosão sob tensão
Tubos de aço inoxidável de paredes grossas são fissuras por corrosão sob a ação combinada de fatores de corrosão específicos e tensão de tração, e a tensão durante a fissuração é menor que o limite de resistência do próprio material, e a morfologia macroscópica da fratura é uma fratura frágil. Acredita-se geralmente que sob a ação da tensão de tração, o filme de passivação aderido à superfície do material metálico se rompe, formando poços e fontes de trincas e expondo o material metálico a um ambiente corrosivo.
Sob a ação repetida do estresse de tração, o filme de passivação recém-gerado continua a se romper. , a trinca continua a se expandir ao longo da direção da tensão de tração, e o hidrogênio é gerado na área de oclusão da ponta da trinca, e o hidrogênio se difunde no metal para causar catálise, e a fratura frágil ocorre sob a ação da tensão de tração. As trincas frágeis continuam a se propagar ao longo da profundidade até que o material metálico se quebre e falhe.
2 Fatores que influenciam a corrosão sob tensão
2.1 Meio corrosivo
Existem muitos meios que causam corrosão sob tensão em tubos de aço inoxidável de paredes espessas. Os mais comuns na indústria petroquímica são os seguintes: íon cloreto, lixívia, ácido polissulfúrico, solução aquosa de sulfeto de hidrogênio, radical sulfato, radical nitrato, solução aquosa de íon fluoreto, etc. Existem muitos acidentes de corrosão sob tensão de tubos de aço inoxidável de paredes espessas causados por íons cloreto. A corrosão por estresse do íon cloreto deve satisfazer que o meio é um ambiente neutro e contém oxidantes ou oxigênio dissolvido. A taxa de corrosão sob tensão aumenta com o aumento da concentração de íons cloreto.
Quando o meio corrosivo está entre 50 e 200°C, a tendência de ocorrência de corrosão sob tensão é maior. A corrosão sob tensão de lixívia também precisa ocorrer sob condições aeróbicas. Quando a temperatura da lixívia atinge seu ponto de ebulição, causará rachaduras por corrosão sob tensão de materiais metálicos. A taxa de corrosão sob tensão diminui à medida que a concentração de lixívia diminui. Quando a concentração de lixívia é inferior a 50%, a corrosão sob tensão quase não ocorre mais.
O ácido lientosulfúrico é produzido principalmente pela ocorrência de sulfeto de ferro na superfície do metal e oxigênio e água no ar em um ambiente úmido durante o desligamento e manutenção do equipamento. Quando o tubo de aço inoxidável de parede espessa está em um estado sensibilizado e há tensão de tração, o material metálico pode causar corrosão por tensão após entrar em contato com o politionato. A corrosão sob tensão do ácido polisulfúrico também está relacionada ao valor do pH. Quando o valor de pH é maior que 5, a probabilidade de ocorrência de corrosão sob tensão é pequena, e a corrosão sob tensão acelera com a diminuição do valor de pH.
2.2 Estresse
A tensão que causa a corrosão sob tensão de tubos de aço inoxidável de paredes espessas vem principalmente da carga de trabalho, tensão residual durante o processamento do equipamento, tensão térmica e tensão de montagem. Dentre eles, os danos causados pela tensão residual representam a maior proporção da corrosão sob tensão, representando cerca de 80%. O estresse residual é inevitável no processo de processamento e instalação do equipamento.
A tensão residual mais comum é a tensão residual de soldagem, tensão residual causada por trabalho a frio e flexão e tensão residual causada por tubo de expansão. Quanto maior a tensão residual, mais fácil é causar trincas por corrosão sob tensão.