Apabila tiub pemanasan keluli tahan karat 316 berfungsi untuk jangka masa yang lama di bawah suhu tinggi dan persekitaran aerobik, filem pasif yang kaya dengan-kromium pada permukaan akan beransur-ansur teroksida, menebal, retak dan mengelupas. Logam asas baharu secara berterusan bertindak balas dengan oksigen untuk menjana besi longgar-skala kromium oksida. Lapisan oksida jatuh dalam kepingan di bawah kitaran haba dan penyedutan sederhana, mengakibatkan penipisan berterusan dinding paip. Skala oksida yang berlebihan juga akan mengurangkan kecekapan pertukaran haba, menyekat laluan saluran paip, dan juga menyebabkan kebocoran terlalu panas tempatan dan penembusan tiub pemanasan. Kerosakan pengoksidaan suhu tinggi-ini adalah perkara biasa dalam peralatan pemanasan yang terdedah kepada udara panas, gas serombong dan persekitaran terma terbuka.
1. Tinggi-Pengoksidaan Suhu dan Mekanisme Penskalaan
Pada suhu bilik, filem kromium oksida yang nipis dan padat mengasingkan matriks daripada oksigen. Sebaik sahaja suhu meningkat melebihi julat suhu pengoksidaan sensitif, kadar resapan ion logam dan atom oksigen memecut dengan mendadak. Unsur kromium berhijrah ke luar untuk membentuk filem oksida, tetapi filem itu menjadi lebih tebal dan kehilangan keliatan. Ketidakpadanan pengembangan terma antara skala oksida dan substrat keluli menghasilkan tegasan dalaman, mencetuskan keretakan dan penumpahan lapisan pelindung. Permukaan keluli segar terdedah dan mengalami pengoksidaan sekunder, terkumpul skala karat berlapis tebal. Lapisan oksida yang longgar tidak dapat menghalang penyusupan oksigen, jadi pengoksidaan diteruskan ke dalam lapisan demi lapisan, memakan bahan dinding paip secara berterusan. Tidak seperti kakisan elektrokimia, kegagalan ini didominasi oleh tindak balas pengoksidaan kimia yang didorong oleh suhu tinggi.
2. Kedudukan Biasa Terdedah kepada Penskalaan Pengoksidaan
Dinding luar tiub pemanas terdedah terus kepada-suhu tinggi udara panas, gas serombong dan sinaran relau;
Dinding dalaman saluran paip dengan-suhu tinggi wap dan oksigen-mengandungi medium proses;
Kimpalan jahitan dan haba-zon terjejas dengan struktur metalografi yang tidak sekata dan rintangan pengoksidaan yang lemah;
Garis paras cecair di mana gas-cecair berselang-seli dan tindak balas pengoksidaan meningkat pada bahagian fasa gas;
Bahagian paip tanpa perlindungan-kakisan luar dan-perkhidmatan suhu tinggi terbuka-jangka panjang.
3. Faktor Utama Mempercepatkan Kerosakan Pengoksidaan
Suhu perkhidmatan jangka panjang-melebihi suhu penggunaan berterusan yang disyorkan bagi keluli tahan karat 316;
Kandungan oksigen dan kelembapan yang tinggi dalam atmosfera sekeliling atau medium dalaman;
Kenaikan dan penurunan suhu yang kerap membawa kepada tekanan haba berulang bagi filem oksida;
Calar permukaan dan kerosakan mekanikal memusnahkan filem pasif asal dan mendorong pengoksidaan keutamaan;
Tiada penyelenggaraan pembersihan kerak biasa, skala oksida tebal mempercepatkan terlalu panas setempat dan kehilangan bahan.
4. Pelbagai-Keseluruhan-Langkah-Langkah Teknikal Pencegahan Pautan
① Hadkan dengan ketat-suhu operasi berterusan jangka panjang
Tetapkan interlock suhu atas untuk mengelakkan-operasi suhu-panjang yang melebihi had rintangan pengoksidaan bahan.
② Asingkan sentuhan oksigen dengan menutup persekitaran luaran
Balut penebat haba dan pelapis anti-pengoksidaan pada dinding luar untuk memotong hakisan udara dan gas serombong.
③ Tambahkan deoksida pada medium proses
Suntikan agen pengurangan untuk mengurangkan oksigen terlarut di dalam saluran paip dan melambatkan tindak balas pengoksidaan dalaman.
④ Lakukan penjerukan kimia dan penyahkulitan secara berkala
Keluarkan skala oksida tebal secara berkala untuk mengelakkan pengumpulan haba dan hakisan matriks selanjutnya.
⑤ Lakukan rawatan pempasifan permukaan sebelum digunakan
Bentuk filem oksida-kromium yang seragam dan padat untuk meningkatkan prestasi awal-suhu tinggi anti-pengoksidaan.
5. Jadual Perbandingan Kesan Pencegahan
表格
| Keadaan Perkhidmatan & Mod Perlindungan | Risiko Penskalaan Pengoksidaan | Pelan Pengoptimuman Disyorkan |
|---|---|---|
| Paip kosong + persekitaran aerobik suhu tinggi-terbuka | Penskalaan tebal yang cepat dan penipisan dinding | Tambah pelapisan luar dan kawalan had suhu dengan segera |
| Pempasifan permukaan + kawalan suhu + penyahscalan berkala | Berkesan melambatkan pengumpulan pengoksidaan | Spesifikasi penyelenggaraan operasi standard |
| Pelapisan penebat tertutup + rawatan penyahoksidaan sederhana | Kecenderungan pengoksidaan suhu tinggi{0}}minimum | Skim pilihan keadaan kerja pemanasan suhu tinggi-panjang-panjang |
Kesimpulan
Penskalaan pengoksidaan suhu tinggi-tiub pemanasan 316 disebabkan oleh-penyebaran dipercepatkan suhu tinggi bagi unsur oksigen dan logam, mengakibatkan pertumbuhan berterusan dan pengelupasan lapisan oksida dan penggunaan bahan matriks. Idea pencegahan teras ialah mengawal suhu perkhidmatan untuk mengurangkan kinetik pengoksidaan, mengasingkan oksigen melalui perlindungan pengedap, menghapuskan oksigen terlarut dalam medium, mengekalkan integriti filem pasif dan kerap mengeluarkan skala terkumpul. Kawalan menyeluruh terhadap parameter pengendalian, perlindungan luaran dan penyelenggaraan rutin pada asasnya boleh mengelakkan kegagalan tiub pemanasan yang disebabkan oleh-pengoksidaan suhu tinggi-jangka panjang.
