Kľúčový vplyv koncentrácie chloridových iónov pri úprave vody na výber materiálu z nehrdzavejúcej ocele spočíva v deštruktívnej sile chloridových iónov.
Chloridové ióny sú mimoriadne prenikajúce a aktivujú vo vodných roztokoch. Predstavujú vážnu hrozbu pre pasívny film z nehrdzavejúcej ocele, čo spôsobuje predovšetkým dva typy smrteľnej lokalizovanej korózie:
Pitting: chloridové ióny adsorb v najslabších miestach pasívneho filmu (ako sú inklúzie, škrabance a teplo {- zóna zvarov), lokálne ničí pasívny film a formuje malú anodickú oblasť (korózia), zatiaľ čo obklopujúca väčšia oblasť pasívneho filmu pôsobí ako katód. Táto malá anóda a veľká katódová korózna bunka poháňa jamu, aby sa rýchlo a hlboko šírila do kovu, čo v konečnom dôsledku vedie k perforácii.
Praskanie korózie stresu: Kombinované účinky ťahového napätia a špecifického korozívneho prostredia (ióny chloridu sú primárnym iniciátorom) môžu spôsobiť krehké, náhle transgranulárne alebo intergranulárne praskanie v nehrdzavejúcej oceli, dokonca aj pri napätí hlboko pod pevnosťou výťažku materiálu. Nástup SCC zvyčajne vyžaduje určitú prahovú hodnotu koncentrácie iónov chloridu a chloridu.
Odolnosť z nehrdzavejúcej ocele voči chloridovej iónovej korózii sa lineárne škáluje; Namiesto toho existujú kritické prahy koncentrácie, nad ktorým sa bežne používajú nehrdzavejúce ocele, ktoré rýchlo zlyhajú. Odporúčania na výber materiálu sú založené na rozsahu koncentrácie chloridov:
1. Rozsah nízkej koncentrácie (CL⁻ <200 ppm a teplota <60 stupňov): 304 a 304L sú ekonomické voľby.
Dokonca aj pri týchto koncentráciách rastúce teploty významne zvyšujú riziko jamiek a SCC. Vyžaduje sa mimoriadna opatrnosť nad 50 stupňov. Chloridové ióny sa ľahko sústreďujú v stojatých oblastiach, ako sú prírubové tesnenia a závitové spojenia, čo potenciálne spôsobuje závažnú koróziu trhliny, dokonca aj pri nízkych koncentráciách. 304/304L je na to citlivá. Chloridové ióny sa ľahko akumulujú a koncentrujú v stojatých oblastiach prietoku vody (ako sú dna nádrže a slepé uličky), čím sa zvyšuje riziko.
2. Rozsah koncentrácie strednej koncentrácie (200 ppm menší alebo rovný Cl⁻ menší alebo rovný 1500 ppm):
Hlavný materiál: 316/316L je štandard. Jeho základná výhoda spočíva v pridaní 2 - 3% molybdenum. Molybdenum významne zlepšuje stabilitu pasívneho filmu, najmä v prostrediach obsahujúcich chlorid. Účinne inhibuje nukleáciu a šírenie korózie jamiek a zvyšuje potenciál jamiek.
Kritické body a riziká:
1500 ppm je kritický prah, ktorý sa všeobecne považuje za hornú hranicu pre 316 l (najmä pri teplote miestnosti). Nad touto koncentráciou sa riziko dramaticky zvyšuje.
60 stupňov je ďalšia kritická prahová hodnota. Nad touto teplotou, dokonca aj pri koncentráciách CL⁻ pod 1500 ppm, sa riziko jamky a SCC v 316L výrazne zvyšuje. Extrémna opatrnosť sa vyžaduje nad 70 stupňov.
Riziko kolísania procesu: Koncentrácia alebo teplota CL⁻ sa môže počas prevádzky systému neočakávane zvýšiť (napr. V dôsledku zmien v únikoch surovej vody alebo úniku výmenníka tepla). Počas návrhu by sa mali brať do úvahy bezpečnostné marže.
3. Vysoký koncentračný rozsah (CL⁻> 1500 ppm a/alebo teplota> 60 stupňov):
Vysoké riziko zlyhania 316/l: Za týchto podmienok sú jamky a SCC v 316/l takmer nevyhnutné; Je to len otázka času. Zvážte Super - Austenitic Creadless Steels, ako je 904L, 254 SMO a Al-6xn; a duplexné nehrdzavejúce ocele, ako napríklad 2205 a 2507.
Tieto zliatiny sú výrazne drahšie ako 304/316, takže ich výber si vyžaduje dôkladné odôvodnenie. Vstup zváracieho tepla a teplota interpastu sa musia prísne kontrolovať, aby sa udržala fázová rovnováha a odpor korózie. Dokonca aj tieto pokročilé stupne majú obmedzenia teploty; Podrobnosti nájdete v príručke Materiál.
4. Extrémne vysoká koncentrácia/drsné prostredie (napr. Horúce koncentrované soľanka, vysoký teplota a vysoký tlak):
Pokročilé duplex/super - austenitické limity: 2507, super - duplexová oceľ alebo super {- austenitics (napr. 654 SMO) môže byť za určitých podmienok vhodná, ale je potrebné extrémne opatrnosť.
Nikel - zliatiny alebo titán: Ak zlyhá nehrdzavejúca oceľ, musí sa zvážiť hastelloy alebo titán. Ponúkajú bezkonkurenčnú rezistenciu na koróziu iónov chloridu, ale sú mimoriadne nákladné.
Non - kovové materiály: napríklad sklenené vlákna, CPVC, PVDF a plastové/gumové podšívky sú náklady - Efektívne alternatívy, najmä pre normálne tlakové alebo nízkotlakové potrubia a skladovacie nádrže.