БЛОГ

Неліктен теңіз құймасының болттары үшін коррозияға төзімділік анықтаушы критерий болып табылады

Теңіз суына ұшыраудың электрхимиялық қиындығы

Теңіз суындағы тұз мөлшері оны электролиттік реакциялар арқылы металдардың бүлінуін жеделдететін күшті өткізгіш ретінде әрекет етеді. «Герметикті» болттар әдетте коррозияның бет бойымен таралуын тоқтататын хром оксидінің жұқа қабаты болып табылатын өз қорғаныш қабатына қарсы тұрақты күреске тап болады. Хлорид иондары саңылаулар арқылы өткен кезде проблемалар туындайды, бұл болт бетінде оның бөліктерін айналасындағы аймақтармен салыстырғанда шын мәнінде оң терминалдарға айналдыратын микроскопиялық электрлік элементтерді пайда етеді. Салалық деректер теңіз ортасында коррозияның құрғақ су жағдайларына қарағанда шамамен 3-5 есе тез жүретінін көрсетеді. Бұл прилив аймағына ұшырайтын жағалау жерлерінде метанның басым бөлігі болт резьбасы мен басының денесіне тиісті жерлер сияқты әлсіз нүктелерде жоғалып, жүктеме өткізу қабілетін жыл сайын шамамен 15 пайызға дейін төмендетеді. Теңіз құрылымдарымен жұмыс істейтін инженерлер үшін бұл қорғаныш қабаттарын сақтау тек материалды дұрыс таңдауға ғана емес, сонымен қатар бүкіл жүйелердің механикалық кернеу кезінде біріктіріліп тұруына тікелей әсер етеді.

Хлоридтер неліктен пішіп болат шегелерде шұңқырлы және саңылаулы коррозия тудырады

Хлорид иондары беттің кемшіліктерінде жиналып, хром тотығын ерітіп, өзін-өзі қолдайтын процесс арқылы жергілікті коррозияны бастайды және пассивті қабатты әрі қарай бүлдіретін қышқылдық микрожағдайлар туғызады.

Хлоридтермен қаныққан қышқылды орта пайда болатын жуғыш машиналардың астында немесе гайкалар мен болттардың арасында сияқты жерлерде трещиндер пайда болады, бұл өзін-өзі қолдайтын коррозиялық реакцияларға әкеледі. Жылы теңіз суында орналасқан стандартты 316 маркалы болат болттар жылына 1 миллиметр жылдамдықпен өсе алатын шұңқырлар түзуі мүмкін. Салалық есептерде теңіз болттарының шамамен жартысының істен шығуы шынымен қосылу нүктелеріндегі осындай жасырын коррозиядан басталатынын көрсетеді. Қоспадағы молибден қосылуы осы проблеманы шешуге көмектеседі, себебі ол молибдат қосылыстарын түзіп, хлоридтердің өтуіне кедергі жасайды және металдың қорғаныш қабатын ұзақ уақыт бойы сақтайды.

304 және 316 маркалы болат болттар: Өнімділік, шектеулер және нақты теңіз тексеруі

316 маркалы болат болттарының тотияландырушы қабатын тұрақтандырудың маңызды рөлі – молибден

304 және 316 маркалы болат бұрандалардың айырмашылығы — молибденнің болуында. Екі түрінде де шамамен 18% хром және 8-10% никель бар, бірақ айырмашылық 316-да ғана кездесетін 2-3% молибденде. Тұзды су ортасына ұшыраған кезде молибден оттек молекулаларымен қосылып, молибдат деп аталатын ерімейтін қосылыстар түзеді. Бұл кішкентай химиялық қосылыстар металдың бетіндегі қорғаныш хром оксиді қабатындағы саңылаулар мен кемшіліктерді 'жабады'. Осы қосымша қорғаныс арқасында теңіз жағалауында пайдаланылған кезде 316 бұрандалар хлоридтердің коррозиялық әсеріне қарапайым 304 бұрандаларға қарағанда шамамен үш есе төзімдірек. Тұрақты тұзды суға ұшырайтын жабдықпен жұмыс істейтіндер үшін 316 маркасын таңдау тек жақсы нұсқа ғана емес — құрылғыларымыз бірнеше маусым бойы ржылтамай жұмыс істеуі үшін тіпті міндетті.

Толықтау ортада (Роттердам порты) 8 жыл болғаннан кейінгі 316L болат шегелердің ізденіс дәлелі

Зерттеушілер Роттердам портының толы-қайтым аймағына салынған болат шегелердің сегіз жыл ішінде қандай өзгеріске ұшырағанын зерттеді. Өндіріс кезінде туындауы мүмкін проблемалардан құтылу үшін төменгі көміртегі мөлшеріне ие болатын 316L типті бекітпе элементтері тұрақты су астында және ауада болуына қарамастан, өте аз піттінг қирауына (0,1 мм-ден төмен) ұшырады. Алайда, жанаспалы болат 304 шегелер шайбалармен жанасқан жерінде айқын кеңістіктік коррозияға ұшырап, жоғары кернеуге ұшыраған аймақтарда материалдың 0,8 мм астамын жоғалтты. Толығырақ қарағанда, 304 үлгілерінде денеаралық коррозия белгілері анықталса да, 316L үлгілерінде мүлдем болған жоқ. Бұл нәтиже бізге мынаны айқындайды: оттегі деңгейі үнемі өзгеріп отыратын жағдайларда коррозияның күшеюіне қарамастан, 316L-дің жақсырақ пассивті қорғаныш қабаты уақыт өте келе нақты артықшылықтар береді.

Стандарттық 316 жеткіліксіз болғанда: Екпінді теңіз қолданыстары үшін жоғары өнімді болттар

Тұзды суды тұщы суға айналдыру қондырғылары мен теңіз астындағы инфрақұрылымдардағы супер аустенитті (254 SMO, AL-6XN) және дуплекс (2205, 2507) болат болттары

Тұзсыздандыру қондырғылары, су астындағы мұнай платформалары немесе ыстық тропикалық теңіз суы сияқты өте қатаң орталармен жұмыс істеген кезде, хлорид деңгейлері мен температуралар жиі әдеттегі 316 коррозияға төзімді болатының шегінен асып түседі. Мұндай жағдайларда жақсы сапалы құймаларға ауыспасақ, шеттерден басталатын бұзылу және кернеудің коррозиялық сызаттары сияқты мәселелер пайда болады. Мысалы, супер аустениттік маркаларды алайық. 254 SMO және AL-6XN сияқты материалдар 6-дан 7,5 пайызға дейін молибден мен азотты қамтиды, бұл оларға Питтингке Төзімділік Эквиваленті (PREN) көрсеткішін 40-тан жоғары жеткізеді. Бұл шын мәнінде не дегенді білдіреді? Осы материалдар хлорид концентрациясы миллионда 100 000 бөлікке жеткенде және 60 градус Цельсийден жоғары температурада болған кезде де сенімді жұмыс істейді. Бұл қарапайым 316 болатының шыдай алатын деңгейінен үш есе жоғары. 2205 және 2507 сияқты дуплекс құймалар аустенит пен феррит құрылымдарын қосу арқылы әрекет етеді. Бұл комбинация оларды терең су қолданыстарында кернеудің коррозиялық сызаттарына төзімдірек және берік етеді. Солтүстік теңізден нақты мысал келтірейік, онда 2507 болттар бірнеше жыл бойы су бүркілетін аймақта бүтін күйінде қалды. Дәл сол ортада қарапайым 316 бекіту құралдары бес жылдан кейін қуысша коррозияның біртіндеп зақымдауынан бұзылу белгілерін көрсетті.

Теңіз инженерлері үшін практикалық шешім қабылдау негізі: Тиімді болттарды таңдау

Шын мәніндегі жобалармен айналысатын теңіз инженерлері үшін жалпы материалдарды пайдалану қазір тиімді емес. Олар болжауға сүйене отырып емес, нақты жағдайлар негізінде дұрыс шешім қабылдау процесін қолдану керек. Алдымен ортаның қаншалықты қатаң екенін анықтаудан бастайық. Ауаға ғана ұшырайтын аймақтарда 316 маркалы болаттан жасалған болттар жақсы жұмыс істейді, бірақ ылғалды немесе су бағаны тербелетін орындарда инженерлер хлоридтерге әлдеқайда жақсы төзімді болатын дуплекс түрлеріне мысалы, 2205 немесе 2507-ге назар аударуы керек. Келесі кезекте материалдың механикалық кернеуге төзімділігін тексеру тұр. Дуплекс құймаларының беріктігі шынында да 316 болттармен салыстырғанда шамамен екі есе жоғары, бұл соңғы жылдары ASM International жүргізген зерттеулерде үнемі қозғалыс пен тербелістер болатын жағдайларда маңызды айырмашылық болып табылады. Соңында, ешкім алдағы уақытта қанша үнемдейтінін білмей-ақ алдын-ала ақша жұмсағысы келмейді. Супераустенитті болттар, мысалы, 254 SMO бастапқыда қымбат болуы мүмкін, бірақ кері осмос қондырғылары сияқты қатаң орталарда қолданылғанда қызмет ету мерзімі әлдеқайда ұзақ болады, нәтижесінде көптеген объектілерде ауыстыруға кететін шығындардың шамамен 60%-ына дейін үнемдеу мүмкіндігі туады. Осы үш сатылы әдісті қолдану барлық жүйенің жылдар бойы сенімді жұмыс істеуін, техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды төмендетуін және ешкімге қажет емес қымбатқа түсетін істен шығулардың алдын алуға көмектеседі.