Διάβρωση σε χημικά και πετροχημικά περιβάλλοντα – υλικά και αντοχή

Διάβρωση σε χημικά και πετροχημικά περιβάλλοντα

Η διάβρωση σε χημικά και πετροχημικά περιβάλλοντα είναι ένα από τα πιο σύνθετα ζητήματα που σχετίζονται με την ανθεκτικότητα των μετάλλων και των κραμάτων. Ο εξοπλισμός διεργασιών μπορεί να εκτίθεται ταυτόχρονα σε οξέα, βάσεις, χλωρίδια, υδρόθειο, ενώσεις θείου, διαλύτες, νερό διεργασίας, ατμό και αέρια διεργασίας. Επιπλέον, οι διεργασίες συχνά συμβαίνουν σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις και η ροή του μέσου μπορεί να προκαλέσει διάβρωση, σπηλαίωση ή αφαίρεση προστατευτικών στρωμάτων από την επιφάνεια του υλικού.
Υπό αυτές τις συνθήκες, η έννοια της «αντοχής στη διάβρωση» δεν μπορεί να αποδοθεί αποκλειστικά στην ποιότητα του χάλυβα. Η ανθεκτικότητα μιας εγκατάστασης καθορίζεται από ολόκληρο το σύστημα: υλικό – μέσο – συγκέντρωση – θερμοκρασία – πίεση – ρυθμός ροής – παρουσία ρύπων – σχεδιασμός συσκευής – τεχνολογία συγκόλλησης – κατάσταση επιφάνειας.

Γιατί τα χημικά και πετροχημικά περιβάλλοντα είναι ιδιαίτερα επιθετικά;

Σε χημικές και πετροχημικές εγκαταστάσεις, η σύνθεση του μέσου μπορεί να αλλάξει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Ακόμα και σχετικά μικρές αλλαγές στη θερμοκρασία, την περιεκτικότητα σε νερό, τη συγκέντρωση χλωριούχων, το pH ή την οξυγόνωση μπορούν να μεταβάλουν σημαντικά τον μηχανισμό διάβρωσης.
Ιδιαίτερη σημασία έχουν:

  • ορυκτά και οργανικά οξέα,
  • αλκαλικά διαλύματα,
  • χλωρίδια και άλλα αλογονίδια,
  • υδρόθειο H2S και ενώσεις θείου,
  • διοξείδιο του άνθρακα CO2,
  • νερό διεργασίας και συμπυκνώματα,
  • οξυγόνο και άλλα οξειδωτικά,
  • υδρογονάνθρακες που περιέχουν νερό και ιοντικές ακαθαρσίες,
  • προϊόντα απόσταξης και διύλισης πετρελαίου,
  • πολυφασικό αέριο-υγρό-στερεό μέσο,
  • υψηλή θερμοκρασία και πίεση,
  • υψηλή ταχύτητα ροής και παρουσία στερεών σωματιδίων.

Οι παροδικές συνθήκες που εμφανίζονται κατά την εκκίνηση, την απενεργοποίηση, τον καθαρισμό ή την βλάβη του συστήματος είναι επίσης επικίνδυνες. Ένα υλικό που έχει επιλεγεί σωστά για τις ονομαστικές παραμέτρους της διεργασίας δεν διατηρεί πάντα επαρκή αντίσταση κατά την έκπλυση του συστήματος, τη συμπύκνωση ατμών, τις αλλαγές θερμοκρασίας ή τις περιοδικές αυξήσεις στην περιεκτικότητα σε νερό.

Οι σημαντικότεροι μηχανισμοί διάβρωσης

Σε χημικές και πετροχημικές εγκαταστάσεις, πολύ συχνά συμβαίνουν ταυτόχρονα διάφοροι μηχανισμοί καταστροφής υλικών.

ΜηχανισμόςΤυπικές συνθήκεςΠιθανή επίδραση
Ομοιόμορφη διάβρωσηΟξέα, βάσεις, επιθετικά διαλύματα διεργασίαςΣταδιακή μείωση του πάχους του τοιχώματος
Διάβρωση με οπέςΧλωριούχα, τοπική βλάβη στο παθητικό στρώμαΒαθιά τοπικά ελαττώματα και διάτρηση
Διάβρωση σχισμώνΦλάντζες, φλάντζες, εναποθέσεις, νεκρά διαστήματαΙσχυρή τοπική επίθεση στις ρωγμές
SCCΕπιθετικό μέσο + τάση εφελκυσμούΡωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης
Διακρυσταλλική διάβρωσηΔυσμενής κατάσταση του υλικού ή της θερμικά επηρεασμένης ζώνηςΑποδυνάμωση περιοχών κατά μήκος των ορίων των σιτηρών
Διαβρωτική διάβρωσηΥψηλή ταχύτητα ροής, αναταραχή, στερεά σωματίδιαΕπιταχυνόμενη απώλεια τοπικών υλικών
Γαλβανική διάβρωσηΕπαφή ανόμοιων μετάλλων παρουσία ηλεκτρολύτηΕπιταχυνόμενη διάβρωση λιγότερο ευγενών υλικών
Διάβρωση σε υψηλή θερμοκρασίαΘερμά αέρια και προϊόντα διεργασίαςΟξείδωση, θείωση και αποικοδόμηση προστατευτικών στρωμάτων

Διάβρωση σε όξινα περιβάλλοντα

Τα οξέα συγκαταλέγονται στους κύριους διαβρωτικούς παράγοντες στη χημική βιομηχανία. Ωστόσο, η συμπεριφορά ενός υλικού εξαρτάται όχι μόνο από τον τύπο του οξέος αλλά και από τη συγκέντρωσή του, τη θερμοκρασία, τον βαθμό αερισμού του και την παρουσία άλλων ουσιών.
Τα θειικά, υδροχλωρικά, νιτρικά, φωσφορικά, οξικά και μυρμηκικά οξέα μπορεί να απαιτούν εντελώς διαφορετικά υλικά κατασκευής. Επιπλέον, η αντίσταση ενός δεδομένου κράματος μπορεί να αλλάζει μη γραμμικά με τις αλλαγές στη συγκέντρωση οξέος.
Οι ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες μπορούν να επιδείξουν πολύ καλή αντοχή σε ορισμένα οξειδωτικά περιβάλλοντα, αλλά η αντοχή τους σε ορισμένα αναγωγικά οξέα μπορεί να είναι ανεπαρκής. Για πιο απαιτητικές συνθήκες, χρησιμοποιούνται χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε κράματα, χάλυβες διπλής και υπερδιπλής άλεσης, καθώς και κράματα νικελίου που περιέχουν κατάλληλα επιλεγμένες ποσότητες χρωμίου, μολυβδαινίου και άλλων στοιχείων κράματος.

Χλωριούχα – μια ιδιαίτερη απειλή για τον ανοξείδωτο χάλυβα

Τα ιόντα χλωρίου είναι από τους σημαντικότερους παράγοντες που περιορίζουν την ανθεκτικότητα των ανοξείδωτων χαλύβων. Μπορούν να αποσταθεροποιήσουν τοπικά το παθητικό στρώμα, οδηγώντας στην έναρξη διάβρωσης με οπές και σχισμές.
Ο κίνδυνος αυξάνεται ιδιαίτερα με την αύξηση:

  • συγκέντρωση χλωρίου,
  • θερμοκρασία,
  • οξύτητα του περιβάλλοντος,
  • χρόνος επαφής με το μέσο,
  • η παρουσία ρωγμών και ιζημάτων,
  • εφελκυστικές τάσεις.

Σε περιβάλλοντα χλωρίου, χάλυβες όπως οι 304/304L ή 316/316L ενδέχεται να είναι ανεπαρκείς σε υψηλότερες θερμοκρασίες ή υψηλές συγκεντρώσεις χλωρίου. Για αυτές τις εφαρμογές, λαμβάνονται υπόψη χάλυβες με υψηλότερη περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο και άζωτο, χάλυβες διπλής και υπερδιπλής άρθρωσης, καθώς και κράματα ωστενιτικού και νικελίου υψηλής περιεκτικότητας σε κράματα.

Υδρόθειο H2S στα πετροχημικά

Το υδρόθειο βρίσκεται, μεταξύ άλλων, στην εξόρυξη και επεξεργασία αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου. Τα περιβάλλοντα που περιέχουν H είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα.2S παρουσία υδατικής φάσης.
Το πρόβλημα μπορεί να έγκειται όχι μόνο στην κλασική επιφανειακή διάβρωση αλλά και στις επιδράσεις του υδρογόνου στο υλικό. Ανάλογα με το υλικό, τις τάσεις και τις συνθήκες λειτουργίας, είναι πιθανοί μηχανισμοί που οδηγούν σε ρωγμές που σχετίζονται με το υδρογόνο, συμπεριλαμβανομένης της ρωγμάτωσης λόγω τάσης σε περιβάλλον σουλφιδίων.
Επομένως, η επιλογή υλικών για εγκαταστάσεις που λειτουργούν σε περιβάλλοντα που περιέχουν H2Το S απαιτεί εξέταση όχι μόνο της γενικής αντοχής στη διάβρωση, αλλά και της σκληρότητας, της μικροδομής, της κατάστασης θερμικής επεξεργασίας, του επιπέδου τάσης και των συνθηκών συγκόλλησης.

Διάβρωση CO2 – η λεγόμενη γλυκιά διάβρωση

Το διοξείδιο του άνθρακα παρουσία νερού μπορεί να δημιουργήσει ένα διαβρωτικό περιβάλλον για τον ανθρακούχο χάλυβα. Διάλυση του CO2 στην υδατική φάση οδηγεί στον σχηματισμό ανθρακικού οξέος και σε μείωση του pH.
Η ταχύτητα της διαδικασίας εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από τη θερμοκρασία, τη μερική πίεση του CO2.2, τη σύνθεση του νερού, τον ρυθμό ροής και την πιθανότητα σχηματισμού προϊόντων διάβρωσης στην επιφάνεια του χάλυβα.
Επομένως, η απλή παρουσία CO2 στο αέριο δεν καθορίζει ακόμη την ένταση της διάβρωσης. Η παρουσία της υδατικής φάσης και οι πραγματικές συνθήκες στην μεταλλική επιφάνεια είναι κρίσιμες.

Αργό πετρέλαιο και υδρογονάνθρακες – προκαλούν τα ίδια διάβρωση;

Οι καθαροί, ξηροί υδρογονάνθρακες δεν συγκαταλέγονται συνήθως στα πιο επιθετικά ηλεκτροχημικά περιβάλλοντα. Ωστόσο, σε πρακτικές πετροχημικές εγκαταστάσεις, το μέσο σπάνια είναι απόλυτα ξηρό και καθαρό.
Το πρόβλημα είναι κυρίως:

  • νερό,
  • χλωρίδια,
  • H2S,
  • CO2,
  • ενώσεις θείου,
  • οργανικά οξέα,
  • ιζήματα και στερεά προϊόντα,
  • προϊόντα μεταβολών που συμβαίνουν σε υψηλή θερμοκρασία.

Η υδατική φάση μπορεί να συσσωρευτεί τοπικά στα χαμηλότερα τμήματα των αγωγών, των δεξαμενών και των διαχωριστών, δημιουργώντας συνθήκες πολύ πιο επιθετικές από αυτές που υποδεικνύονται από την ανάλυση του κύριου ρεύματος υδρογονανθράκων.

Η σημασία της θερμοκρασίας

Η θερμοκρασία είναι μία από τις σημαντικότερες παραμέτρους που επηρεάζουν τη διάβρωση. Σε πολλά συστήματα, η αύξησή της επιταχύνει τις χημικές και ηλεκτροχημικές αντιδράσεις, μπορεί να μειώσει τη σταθερότητα του παθητικού στρώματος και να αυξήσει τον κίνδυνο τοπικής διάβρωσης και ρωγμάτωσης λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης.
Ωστόσο, είναι αδύνατο να αποδεχτούμε τον απλό κανόνα ότι ο διπλασιασμός της θερμοκρασίας μεταφράζεται σε μια συγκεκριμένη αύξηση του ρυθμού διάβρωσης. Σε πραγματικές εγκαταστάσεις, οι αυξήσεις της θερμοκρασίας μπορούν να μεταβάλουν τη διαλυτότητα του αερίου, τη σύνθεση φάσης του μέσου, τη φύση των προϊόντων διάβρωσης και τον μηχανισμό ολόκληρης της διαδικασίας.
Επομένως, η αντίσταση ενός υλικού θα πρέπει να αξιολογείται για το πραγματικό εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας και όχι μόνο για τη θερμοκρασία δωματίου.

Η σημασία της ροής μέσου

Η ροή του μέσου μπορεί τόσο να περιορίσει όσο και να επιταχύνει τη διάβρωση. Η υψηλή ταχύτητα ροής αυξάνει τη μεταφορά των αντιδραστηρίων στην μεταλλική επιφάνεια και η τυρβώδης ροή μπορεί να απομακρύνει μηχανικά τα προϊόντα διάβρωσης ή τα προστατευτικά στρώματα.
Ιδιαίτερα ευάλωτοι είναι:

  • αγκώνες αγωγών,
  • μπλουζάκια,
  • μειώσεις διαμέτρου,
  • βαλβίδες,
  • γοβάκια,
  • ρότορες,
  • ακροφύσια,
  • εναλλάκτες θερμότητας,
  • σημεία με ξαφνική αλλαγή στην κατεύθυνση της ροής.

Εάν το μέσο περιέχει στερεά σωματίδια, η διάβρωση μπορεί να αλληλεπιδράσει με τη διάβρωση, με αποτέλεσμα σημαντικά μεγαλύτερη απώλεια υλικού από αυτήν που προκύπτει από τη δράση οποιουδήποτε μηχανισμού μόνο του.

Διάβρωση κάτω από ιζήματα

Η ιλύς διεργασιών μπορεί να δημιουργήσει ένα τοπικό περιβάλλον με χημική σύνθεση εντελώς διαφορετική από το κύριο μέσο. Κάτω από τη ιλύ, η μεταφορά μάζας μπορεί να είναι περιορισμένη, δημιουργώντας διαφορές στη συγκέντρωση οξυγόνου, τη συγκέντρωση χλωριούχων και τις τοπικές αλλαγές στο pH.
Ως αποτέλεσμα, η επιφάνεια, η οποία παραμένει παθητική σε ανοιχτή επαφή με το μέσο, ​​μπορεί να υποστεί έντονη διάβρωση κάτω από την εναπόθεση.
Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους ο σωστός καθαρισμός της εγκατάστασης, ο περιορισμός των νεκρών ζωνών και ο κατάλληλος σχεδιασμός των συσκευών είναι εξίσου σημαντικοί με την επιλογή του ίδιου του τύπου υλικού.

Επιλογή υλικών για χημικά και πετροχημικά περιβάλλοντα

Δεν υπάρχει ένα ενιαίο, καθολικό υλικό που να είναι ανθεκτικό σε όλα τα χημικά περιβάλλοντα. Η επιλογή θα πρέπει πάντα να λαμβάνει υπόψη τη συγκεκριμένη σύνθεση του μέσου και τις παραμέτρους λειτουργίας.

Ομάδα υλικώνΠαράδειγμα είδουςΧαρακτηριστικά εφαρμογής
Ωστενιτικοί χάλυβες1.4301, 1.4307, 1.4404, 1.4435Τυπικές χημικές εγκαταστάσεις με μέτρια περιβαλλοντική επιθετικότητα
Ωστενιτικοί χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε κράματα1.4539, 1.4547, 1.4529Πιο επιθετικά μέσα, χλωρίδια και επιλεγμένα όξινα περιβάλλοντα
Διπλός χάλυβας1.4462Καλή αντοχή στην τοπική διάβρωση και ευνοϊκές μηχανικές ιδιότητες
Συνεχώς υπερδιπλή1.4410, 1.4501Περιβάλλοντα με υψηλή περιεκτικότητα σε χλωρίδια και απαιτητικές εγκαταστάσεις διεργασιών
Κράματα νικελίουΚράμα 625, Κράμα 825, Κράμα C-276Εξαιρετικά επιθετικά χημικά και πετροχημικά περιβάλλοντα
Κράματα Ni-Cuκράμα 400Επιλεγμένα περιβάλλοντα μείωσης και επεξεργασίας
Κράματα Ni-Cr υψηλής θερμοκρασίαςΚράμα 600, Κράμα 601, Κράμα 800/800HΑυξημένη θερμοκρασία, θερμά αέρια και επιλεγμένα περιβάλλοντα διεργασίας

Ο πίνακας παρέχεται μόνο για καθοδήγηση. Η τελική επιλογή υλικού απαιτεί ανάλυση του πραγματικού περιβάλλοντος λειτουργίας. Η ίδια ποιότητα μπορεί να παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή σε ένα μέσο, ​​αλλά ανεπαρκή αντοχή μετά από αλλαγές στη θερμοκρασία, τη συγκέντρωση ή την περιεκτικότητα σε ρύπους.

Ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες

Οι ωστενιτικοί χάλυβες είναι από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά σε χημικό εξοπλισμό. Οι ποιότητες που περιέχουν μολυβδαίνιο, όπως το 1.4404 ή το 1.4435, έχουν μεγαλύτερη αντοχή στην τοπική διάβρωση από τους τυπικούς χάλυβες Cr-Ni χωρίς μολυβδαίνιο.
Σε πιο επιθετικά περιβάλλοντα, χρησιμοποιούνται χάλυβες με σημαντικά υψηλότερη περιεκτικότητα σε νικέλιο και μολυβδαίνιο, συμπεριλαμβανομένων των 1.4539, 1.4547 και 1.4529.
Αυτό δεν σημαίνει, ωστόσο, ότι οι χάλυβες με στοιχεία υψηλότερης περιεκτικότητας σε κράματα είναι αυτόματα η κατάλληλη λύση για κάθε διεργασία. Είναι απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη το συγκεκριμένο περιβάλλον και όλες οι παράμετροι λειτουργίας.

Διπλή και υπερδιπλή

Οι χάλυβες διπλής όψης συνδυάζουν ωστενιτικές και φερριτικές δομές. Χάρη στην κατάλληλη περιεκτικότητα σε χρώμιο, μολυβδαίνιο και άζωτο, μπορούν να επιδείξουν υψηλή αντοχή στη διάβρωση με κοιλότητες και σχισμές, καθώς και καλή αντοχή σε ορισμένες μορφές ρωγμών λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης.
Μια δημοφιλής ποιότητα είναι ο διπλός χάλυβας 1.4462. Σε πιο επιθετικά περιβάλλοντα χλωρίου, χρησιμοποιούνται χάλυβες superduplex, συμπεριλαμβανομένων των 1.4410 και 1.4501.
Ένα επιπλέον πλεονέκτημα των διπλών κραμάτων είναι το υψηλό όριο διαρροής τους, το οποίο επιτρέπει μειωμένο πάχος εξαρτημάτων σε ορισμένα σχέδια. Ωστόσο, πρέπει να διατηρούνται οι σωστές παράμετροι θερμικής επεξεργασίας και συγκόλλησης, καθώς μια λανθασμένη μικροδομή μπορεί να μειώσει σημαντικά την αντοχή στη διάβρωση.

Κράματα νικελίου

Στα πιο επιθετικά περιβάλλοντα των χημικών και πετροχημικών βιομηχανιών, χρησιμοποιούνται κράματα με βάση το νικέλιο. Η περιεκτικότητα σε χρώμιο, μολυβδαίνιο, χαλκό και άλλα στοιχεία επιλέγεται ανάλογα με την αναμενόμενη αντίσταση.
Για παράδειγμα, κράματα όπως το κράμα 625, το κράμα 825 ή το κράμα C-276 χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου οι κλασικοί ανοξείδωτοι χάλυβες ή ακόμα και οι διπλοί χάλυβες δεν παρέχουν την απαιτούμενη ανθεκτικότητα.
Ωστόσο, τα κράματα νικελίου είναι ακριβά υλικά, επομένως η χρήση τους θα πρέπει να βασίζεται σε ανάλυση των συνθηκών λειτουργίας, του κινδύνου βλάβης και του συνολικού κόστους λειτουργίας της εγκατάστασης.

Η σημασία του μολυβδαινίου, του χρωμίου και του νικελίου

Το χρώμιο είναι κυρίως υπεύθυνο για τον σχηματισμό ενός σταθερού παθητικού στρώματος. Το μολυβδαίνιο αυξάνει την αντοχή πολλών κραμάτων στην εντοπισμένη διάβρωση, ειδικά σε περιβάλλοντα που περιέχουν χλωριούχα. Το άζωτο μπορεί επιπλέον να βελτιώσει την αντοχή στη διάβρωση λόγω οπών και τις μηχανικές ιδιότητες των χαλύβων υψηλής περιεκτικότητας σε κράματα.
Το νικέλιο σταθεροποιεί την ωστενιτική δομή και παίζει σημαντικό ρόλο στην αντοχή σε πολλά χημικά περιβάλλοντα. Στα κράματα νικελίου, είναι ένα θεμελιώδες συστατικό της μήτρας, επιτρέποντας έναν συνδυασμό αντοχής στη διάβρωση και σε υψηλές θερμοκρασίες που δεν συγκρίνεται με πολλά συμβατικά ανοξείδωτα χαλύβδια.

PREN και η χημική βιομηχανία

Στην περίπτωση ανοξείδωτων χαλύβων που λειτουργούν σε περιβάλλοντα που περιέχουν χλωρίδια, μια βοηθητική συγκριτική παράμετρος είναι ο δείκτης PREN – Ισοδύναμος Αριθμός Αντίστασης σε Βυθίσεις.
Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη σχέση είναι:
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
Μια υψηλότερη τιμή PREN υποδεικνύει γενικά το μεγαλύτερο δυναμικό ενός υλικού για αντοχή στη διάβρωση με οπές σε περιβάλλοντα χλωρίου.
Ωστόσο, το PREN δεν αποτελεί καθολικό δείκτη χημικής αντοχής. Δεν καθορίζει την αντοχή σε όλα τα οξέα, τις βάσεις, το H2S, CO2, διάβρωση σε υψηλή θερμοκρασία ή ρωγμάτωση λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης. Θα πρέπει να θεωρείται ως ένα από τα βοηθητικά εργαλεία κατά τη σύγκριση χαλύβων για αντοχή στην τοπική διάβρωση και όχι ως αυτόνομο κριτήριο για την επιλογή υλικού.

Αντοχή στη συγκόλληση και τη διάβρωση

Ένα σωστά επιλεγμένο υλικό μπορεί να χάσει μέρος της αντίστασής του εάν η διαδικασία συγκόλλησης δεν εκτελεστεί σωστά.
Μεταξύ άλλων, σημαντικά είναι τα εξής:

  • γραμμική ενέργεια συγκόλλησης,
  • θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων,
  • επιλογή πρόσθετου υλικού,
  • προστασία ρίζας συγκόλλησης,
  • κατάσταση της επιφάνειας μετά τη συγκόλληση,
  • απομάκρυνση θερμικού αποχρωματισμού,
  • τουρσί και παθητικοποίηση,
  • αποφεύγοντας την επιφανειακή μόλυνση με σωματίδια ανθρακούχου χάλυβα.

Στους διπλούς χάλυβες, ο έλεγχος του θερμικού κύκλου είναι ιδιαίτερα σημαντικός, καθώς οι ακατάλληλες συνθήκες συγκόλλησης μπορούν να οδηγήσουν σε δυσμενείς αλλαγές στις αναλογίες φάσεων ή στην καθίζηση των φάσεων που μειώνουν την αντοχή στη διάβρωση.

Σχεδιασμός εγκατάστασης και διάβρωση

Ακόμα και υλικά υψηλής αντοχής μπορούν να αποτύχουν πρόωρα λόγω ελαττωμάτων στο σχεδιασμό. Τα σημεία συγκράτησης των μέσων, τα κενά, τα νεκρά διαστήματα και τα χαρακτηριστικά που εμποδίζουν την αποστράγγιση και τον καθαρισμό θα πρέπει να ελαχιστοποιούνται.
Τα ακόλουθα απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή:

  • συνδέσεις φλάντζας,
  • φώκιες,
  • συνδετήρες,
  • συγκολλήσεις,
  • τα κάτω μέρη των δεξαμενών,
  • περιοχές υπό οικισμούς,
  • σημεία επαφής διαφορετικών υλικών,
  • μεσαίες ζώνες στασιμότητας.

Ο σχεδιασμός ενός συστήματος ανθεκτικό στη διάβρωση δεν αφορά μόνο την επιλογή «καλύτερου χάλυβα». Ο σχεδιασμός θα πρέπει να επιτρέπει την αποστράγγιση υγρών, τον καθαρισμό της επιφάνειας και τον περιορισμό του σχηματισμού τοπικών περιβαλλόντων που ευνοούν τη διάβρωση.

Ποια δεδομένα χρειάζονται για τη σωστή επιλογή υλικού;

Πριν από την επιλογή ενός υλικού για μια χημική ή πετροχημική εγκατάσταση, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί όσο το δυνατόν ακριβέστερα:

  • πλήρης χημική σύνθεση του μέσου,
  • συγκεντρώσεις των κύριων συστατικών,
  • pH
  • περιεκτικότητα σε χλωρίδια και άλλα αλογονίδια,
  • παρουσία του H2S και CO2,
  • Περιεχόμενο νερού,
  • η παρουσία οξυγόνου ή άλλων οξειδωτικών,
  • ελάχιστη και μέγιστη θερμοκρασία,
  • πίεση εργασίας,
  • ταχύτητα ροής,
  • η παρουσία στερεών σωματιδίων,
  • συνθήκες κατά την εκκίνηση και την παύση λειτουργίας της εγκατάστασης,
  • αναμενόμενος χρόνος λειτουργίας,
  • πιθανότητα ρωγμών, αποθέσεων και νεκρών χώρων.

Όσο πιο επιθετικό είναι το περιβάλλον, τόσο λιγότερο ασφαλές είναι να επιλέγετε ένα υλικό αποκλειστικά με βάση έναν γενικό πίνακα χημικής αντοχής.

Διάβρωση σε χημικό και πετροχημικό εξοπλισμό – σύνοψη

Τα χημικά και πετροχημικά περιβάλλοντα είναι από τις πιο απαιτητικές συνθήκες λειτουργίας για τα μεταλλικά υλικά. Η ανθεκτικότητα μιας εγκατάστασης καθορίζεται όχι μόνο από τον τύπο της χημικής ουσίας, αλλά και από τη συγκέντρωσή της, τη θερμοκρασία, την πίεση, την περιεκτικότητά της σε νερό, την περιεκτικότητα σε χλωρίδια και την περιεκτικότητα σε H2.2S και CO2, ταχύτητα ροής και σχεδιασμός συσκευής.
Σε λιγότερο επιθετικά περιβάλλοντα, οι κλασικοί ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες μπορεί να είναι επαρκείς. Καθώς το περιβάλλον γίνεται πιο επιθετικό, χρησιμοποιούνται ωστενιτικοί χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε κράματα, χάλυβες διπλής και υπερδιπλής έλικας, και στις πιο απαιτητικές εγκαταστάσεις, κράματα νικελίου και άλλα ειδικά κράματα.
Ο πιο σημαντικός κανόνας είναι η επιλογή ενός υλικού για ένα συγκεκριμένο περιβάλλον, όχι μόνο για τη βιομηχανία ή το μέσο. Στην πράξη, μια μικρή αλλαγή στη θερμοκρασία, τη συγκέντρωση χλωριούχων, την περιεκτικότητα σε νερό ή την παρουσία ενός πρόσθετου συστατικού μπορεί να καθορίσει εάν ένα δεδομένο υλικό θα διαρκέσει για πολλά χρόνια ή θα υποκύψει σε πρόωρη διάβρωση.

Η διάβρωση μπορεί να συμβεί μέσω διαφόρων μηχανισμών, ανάλογα με το υλικό, το περιβάλλον και τις συνθήκες λειτουργίας. Μάθετε για άλλους τύπους διάβρωσης:

Είδη διάβρωσης χάλυβα και μετάλλων

Ομοιόμορφη διάβρωση χάλυβα και μετάλλων
Διάβρωση με οπές σε ανοξείδωτους χάλυβες
Διάβρωση σχισμών ανοξείδωτων χαλύβων
Διακρυσταλλική διάβρωση ανοξείδωτου χάλυβα
Ρωγμές διάβρωσης υπό τάση SCC
Γαλβανική διάβρωση
Διαβρωτική διάβρωση
Διάβρωση από σπηλαίωση
Κόπωση από τη διάβρωση
Διάβρωση με τριβή
Μικροβιολογική διάβρωση MIC
Διάβρωση σε υψηλή θερμοκρασία

Ταξινόμηση της διάβρωσης ανάλογα με το περιβάλλον

Θαλάσσια διάβρωση – διάβρωση χάλυβα και μετάλλων στο θαλασσινό νερό
Ατμοσφαιρική Κορόζια
Διάβρωση εδάφους
Διάβρωση σε γλυκό και βιομηχανικό νερό
Διάβρωση σε περιβάλλοντα χλωρίου
Διάβρωση σε όξινα περιβάλλοντα
Διάβρωση σε αλκαλικά περιβάλλοντα
Διάβρωση σε αέρια και καυσαέρια
Διάβρωση σε λύματα και συστήματα αποχέτευσης
Διάβρωση σε χημικά και πετροχημικά περιβάλλοντα

Σχετικά θέματα

CPT – κρίσιμη θερμοκρασία διάβρωσης με οπές σε ανοξείδωτους χάλυβες και κράματα νικελίου
PREN – δείκτης αντοχής στη διάβρωση λόγω οπών για ανοξείδωτο χάλυβα
CCT – Κρίσιμη θερμοκρασία διάβρωσης σχισμών ανοξείδωτων χαλύβων και κραμάτων νικελίου

 

Προτιμήσεις cookie

Αγαπητοί πελάτες, ο ιστότοπος Alfa-Tech χρησιμοποιεί cookies για να διασφαλίσει την ορθή λειτουργία του. Μπορείτε να καθορίσετε τις συνθήκες αποθήκευσης ή πρόσβασης κάνοντας κλικ στις Ρυθμίσεις . Σας συνιστούμε να διαβάσετε την Πολιτική Απορρήτου μας.