Phân tích lỗi: Xác định thủ phạm ăn mòn

Ghi chú: Để in bản tin này về phân tích lỗi liên quan đến ăn mòn, bấm vào đây.

Xử lý sai có thể là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hỏng hóc sớm ở cụm ống nhưng ăn mòn chắc chắn là một ứng cử viên. Người dùng thường lựa chọn thép không gỉ khi làm việc với các ứng dụng ăn mòn hoặc ở nhiệt độ cao, nơi nhiệt có thể là chất xúc tác cho sự ăn mòn vì khả năng chống chịu là lợi ích đặc trưng của những vật liệu này. Tuy nhiên, bảo vệ không giống như phòng ngừa. Tất cả các vật liệu, bất kể chúng có khả năng chống ăn mòn như thế nào, sẽ bị ảnh hưởng bởi tác động của môi trường ăn mòn theo thời gian. 

Nếu ống mềm bị hỏng sớm do ăn mòn, làm sao chúng ta có thể xác định nguyên nhân để tránh tình trạng tương tự khi thay ống mềm mới? 

Nghiên cứu tình huống: Ống hơi bị hỏng sau một năm hoạt động

Thỉnh thoảng, chúng tôi nhận được một ống mềm để phân tích lỗi mà không có dấu hiệu lỗi nào có thể nhìn thấy. Không có dây bện phồng lên. Không có dây bện bị sờn. Không có dấu hiệu ăn mòn. Không có vết lõm. Không có vết nứt mối hàn. 

Để đưa ra một ví dụ, hãy xem cụm V-Loop được mô tả ở đây trông có vẻ ổn. Nếu người dùng không khoanh tròn vị trí rò rỉ bằng bút dạ, chúng tôi sẽ không thể xác định được vị trí đó chỉ bằng cách kiểm tra trực quan. 

Bộ phận lắp ráp sáu inch đang truyền hơi nước ở nhiệt độ môi trường. Áp suất làm việc tối đa là 165 PSI. Chuyển động duy nhất mà ống phải chịu là rung động địa chấn. Sau một năm sử dụng, người vận hành nhận thấy có rò rỉ ở một đầu ống. 

Khi ống bị hỏng sau một thời gian hoạt động, nguyên nhân có thể liên quan đến ứng dụng hơn là lỗi sản xuất hoặc chế tạo. Lắp đặt không đúng cách và xử lý không đúng cách cũng có thể dẫn đến hỏng sớm, nhưng chúng tôi mong đợi tác động của sự giám sát như vậy sẽ sớm trở nên rõ ràng mặc dù không có gì đảm bảo do có rất nhiều ứng dụng và điều kiện hoạt động khác nhau. 

Sau khi kiểm tra trực quan, bước tiếp theo trong quy trình phân tích lỗi của chúng tôi là tháo dây bện và kiểm tra bên ngoài ống trần. Các điểm ăn mòn có thể nhìn thấy ngay khi tháo dây bện khỏi cụm V-Loop. Lưu ý những gì trông giống như các điểm gỉ nhỏ trên các nếp gấp.

Vì dây bện không cho thấy bất kỳ dấu hiệu ăn mòn nào, sự ăn mòn có lẽ đã diễn ra từ bên trong ra ngoài. Phương tiện truyền thông dòng chảy có khả năng là thủ phạm. Sự ăn mòn có phải do các yếu tố môi trường, cho dù những yếu tố đó có tác động do vị trí địa lý (tức là, bên cạnh đại dương) hay do phun, rò rỉ và nhỏ giọt, thì sự ăn mòn vẫn sẽ diễn ra từ bên ngoài vào trong. Giả thuyết này cũng được hỗ trợ bởi thực tế là các mối hàn có chất lượng cao và không có hư hỏng cơ học, nghĩa là không có khu vực nào khác dễ bị tấn công hóa học ngoài những điểm trên các đường gợn sóng. 

Chúng tôi cần xem bên trong ống để xác nhận nghi ngờ của mình. Có thể thấy sự ăn mòn rộng rãi khi cắt mở phần ống bị ảnh hưởng, chứng minh cho giả thuyết của chúng tôi rằng sự ăn mòn là do hơi nước chạy qua ống. Sự ăn mòn đó chủ yếu giới hạn ở một bên của ống cho thấy hơi nước ngưng tụ đã nằm bên trong ống tại một thời điểm nào đó. 

Kiểm tra chất thẩm thấu thuốc nhuộm sau đó được thực hiện để xác nhận vị trí của các lỗ. Các đốm và lỗ xuyên qua là triệu chứng của ăn mòn rỗ, nguyên nhân phổ biến nhất trong thép không gỉ là axit clorua. Hơi nước chạy qua ống này không chỉ đơn thuần là hơi nước.

Với sự hiểu biết về cơ chế hỏng hóc, chúng tôi đã xem xét các đầu vào thiết kế như hợp kim và độ dày thành ống để cung cấp cho người dùng khuyến nghị về ống thay thế. Trong trường hợp này, sẽ hợp lý hơn nếu cân nhắc sử dụng thép không gỉ 316 thay vì 321 vì nó chống ăn mòn clorua tốt hơn nhờ bổ sung molypden. Ống được làm bằng 316 sẽ bền hơn trong ứng dụng. 

Người dùng cũng có thể phân tích thành phần hơi nước để có thông tin chính xác hơn về nồng độ clorua có trong đó.  

Giảm thiểu rủi ro hỏng ống sớm do ăn mòn

Có ba cân nhắc quan trọng khi muốn tránh hỏng hóc sớm do ăn mòn. 

• Lựa chọn hợp kim
• Kỹ thuật hàn
• Lưu trữ và xử lý

Tương thích hóa học

Như nghiên cứu trường hợp phân tích lỗi chứng minh, việc biết thành phần của môi trường dòng chảy là một đầu vào quan trọng khi nói đến việc lựa chọn hợp kim. Các biểu đồ như Penflex công cụ chống ăn mòn có thể cung cấp hướng dẫn. 

Một yếu tố quan trọng khác là độ dày của thành. Nơi có sự ăn mòn, một ống tường dày hơn sẽ cung cấp tuổi thọ dài hơn trong cùng một ứng dụng so với ống tường mỏng hơn làm bằng cùng hợp kim. Tốc độ ăn mòn hoặc tốc độ kim loại bị hư hỏng giúp minh họa cho khái niệm này.

Để đo các tỷ lệ này, chúng tôi sử dụng milimét mỗi năm (mm/y) hoặc mils thâm nhập mỗi năm (MPY)—một đơn vị đo lường bằng một phần nghìn inch. Ví dụ, ở nồng độ 99%, axit sunfuric di chuyển qua thành phần 316 có tỷ lệ ăn mòn dự kiến là 2,2 MPY. Điều này có thể không phải là vấn đề với ống Schedule 40, nhưng trên ống tường 0,010”, thì độ dày thành ống là 20%. Đó là vấn đề!

Nhận ra sự đa dạng về yêu cầu khi nói đến việc lựa chọn ống kim loại, Penflex cung cấp nhiều loại độ dày thành ống trên các dòng sản phẩm ống của mình. Hãy xem xét ống 4” mà chúng tôi sản xuất theo độ dày dải từ .015” đến .035”. Tất cả đều như nhau, ống thành dày hơn sẽ bền hơn ống thành mỏng hơn trong ứng dụng ăn mòn. 

Khi đặt câu hỏi về khả năng tương thích hóa học và tốc độ ăn mòn dự kiến, mục tiêu là xác định vật liệu nào có khả năng mang lại tuổi thọ dài nhất có thể.

Đôi khi hoàn cảnh của một ứng dụng đòi hỏi phải sử dụng siêu hợp kim như Inconel 625 (Dòng Penflex 625) hoặc Hastelloy C-276 (Dòng Penflex 776). Các tùy chọn đắt tiền hơn, các hợp kim niken cao này cung cấp mức độ chống ăn mòn vượt trội so với thép không gỉ austenit dòng 300. 

Mối hàn tốt, sạch

Các mối hàn lắp ráp V-Loop có chất lượng tốt, cho phép chúng tôi loại trừ các khiếm khuyết sản xuất là một yếu tố gây ra lỗi liên quan đến ăn mòn. Nếu chúng tôi thấy các dải màu nóng chảy dọc theo sự thâm nhập của hạt, chúng tôi sẽ không thể làm như vậy vì đây là dấu hiệu của quá trình oxy hóa. Thường diễn ra dưới dạng kết tủa crom cacbua, một quá trình làm giảm khả năng chống ăn mòn, quá trình oxy hóa xảy ra khi nhiệt và không khí kết hợp trong quá trình hàn. 

Crom và cacbon, có ái lực với nhau, có thể liên kết để tạo thành crom cacbua ở nhiệt độ cao. Điều này đặt ra một thách thức vì crom là nguyên tố hợp kim chính trong thép không gỉ austenit và là nguyên tố truyền cho các kim loại này khả năng chống ăn mòn. Khi crom di chuyển để liên kết với cacbon, sự phân bố của nó trở nên không đồng đều, do đó làm suy yếu khả năng chống ăn mòn của vật liệu. 

Để ngăn ngừa phản ứng này, Penflex sẽ xả sạch tất cả các mối hàn. Thanh lọc, trong đó khí trơ được đưa vào mặt trên và mặt dưới của mối hàn để loại bỏ oxy, là một quy trình đã được chứng minh có thể tăng cường chất lượng mối hàn bằng cách giảm hoặc thậm chí ngăn ngừa quá trình oxy hóa. Điều này, đến lượt nó, duy trì khả năng chống ăn mòn của vật liệu gốc. 

Với mối hàn không được làm sạch, vùng chịu ảnh hưởng của nhiệt (HAZ) trở thành điểm tiềm ẩn của sự tấn công hóa học có thể dẫn đến nứt, rò rỉ và hỏng sớm. Trong các ứng dụng ăn mòn, hãy đảm bảo ống có mối hàn được làm sạch! 

Mối hàn không được làm sạch và mối hàn đã được làm sạch

Bảo quản, lắp đặt và xử lý đúng cách

Như đã đề cập trước đó, các yếu tố môi trường có thể thúc đẩy quá trình ăn mòn từ bên ngoài vào trong. Trong khi hư hỏng cơ học có thể dẫn đến nứt và rò rỉ ngay lập tức, thì việc dùng cờ lê vặn chặt ống hoặc cổ bện trong quá trình lắp đặt hoặc kéo lê ống trên mặt đất có thể làm móp một bộ phận hoặc làm sờn bện, tạo ra các khu vực dễ bị ăn mòn hơn.

Chúng tôi khuyến khích người dùng cất giữ ống bên trong hoặc dưới mái che, tránh mưa và tuyết và được bảo vệ tốt hơn khỏi ô nhiễm không khí. Nếu ống đang hoạt động bị rò rỉ, phun hoặc bắn tung tóe từ các thành phần khác, hãy cân nhắc đến một số loại lớp phủ bảo vệ.

Khi nói đến việc lắp đặt và xử lý đúng cách, chúng tôi đã tập hợp hướng dẫn người dùng về vai trò quan trọng của họ trong việc đảm bảo tuổi thọ lâu dài. Chủ yếu trong số đó, liên quan đến sự ăn mòn, là những thứ tập trung vào việc xử lý các cụm ống một cách cẩn thận. Ống kim loại nên được mang hoặc đẩy xung quanh công trường bằng xe đẩy để tránh hư hỏng do mài mòn. Việc phủ ống lên lan can hoặc để ống cọ xát vào nhau cũng dẫn đến cùng một loại hư hỏng. 

Các hư hỏng do ăn mòn làm giảm tuổi thọ của ống có thể do thiết kế ống không phù hợp, hàn kém, lắp đặt không đúng cách, xử lý sai hoặc một số nguyên nhân kết hợp. Phân tích hư hỏng giúp xác định nguyên nhân cụ thể hơn, cho phép chúng tôi đưa ra khuyến nghị về ống thay thế có thể sử dụng lâu hơn.

Để in bản tin này, xin vui lòng bấm vào đây.