Ảnh hưởng chính của nồng độ ion clorua trong xử lý nước đối với lựa chọn vật liệu bằng thép không gỉ nằm ở sức mạnh của các ion clorua.
Các ion clorua cực kỳ thâm nhập và kích hoạt trong các dung dịch nước. Chúng gây ra một mối đe dọa nghiêm trọng đối với bộ phim thụ động bằng thép không gỉ, chủ yếu gây ra hai loại ăn mòn cục bộ chết người:
Rỗ: Các ion clorua hấp phụ tại các điểm yếu nhất của màng thụ động (như vùi, vết trầy xước và nhiệt - vùng bị ảnh hưởng của mối hàn), phá hủy cục bộ màng thụ động và tạo thành một khu vực anodic nhỏ (hố ăn mòn) Cây anode nhỏ và tế bào ăn mòn catốt lớn này thúc đẩy hố đến sự lan truyền nhanh chóng và sâu sắc vào kim loại, cuối cùng dẫn đến thủng.
Cơn ăn mòn căng thẳng: Tác dụng kết hợp của ứng suất kéo và môi trường ăn mòn cụ thể (ion clorua là chất khởi tạo chính) có thể gây ra vết nứt giòn, đột ngột qua giữa hoặc giữa các tế bào trong thép không gỉ, ngay cả ở mức độ căng thẳng thấp hơn sức mạnh của vật liệu. Sự khởi đầu của SCC thường đòi hỏi một ngưỡng nồng độ ion nhiệt độ và clorua nhất định.
Sức đề kháng của thép không gỉ đối với sự ăn mòn ion clorua không quy mô tuyến tính; Thay vào đó, có các ngưỡng nồng độ quan trọng ở trên mà thường được sử dụng thép không gỉ nhanh chóng bị hỏng. Các khuyến nghị lựa chọn vật liệu dựa trên phạm vi nồng độ ion clorua:
1. Phạm vi nồng độ thấp (Cl⁻ <200 ppm và nhiệt độ <60 độ): 304 và 304L là những lựa chọn kinh tế.
Ngay cả ở các nồng độ này, nhiệt độ tăng làm tăng đáng kể nguy cơ rỗ và SCC. Cực kỳ thận trọng là cần thiết trên 50 độ. Các ion clorua dễ dàng tập trung ở các khu vực trì trệ như miếng đệm mặt bích và kết nối ren, có khả năng gây ra sự ăn mòn theo kẽ hở nghiêm trọng ngay cả ở nồng độ thấp . 304/304L rất nhạy cảm với điều này. Các ion clorua dễ dàng tích lũy và tập trung trong các khu vực dòng nước trì trệ (như đáy bể và đầu chết), làm tăng nguy cơ.
2. Phạm vi nồng độ trung bình (200 ppm nhỏ hơn hoặc bằng Cl⁻ nhỏ hơn hoặc bằng 1500 ppm):
Tài liệu chính: 316/316L là tiêu chuẩn. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở việc bổ sung 2 - 3% molybdenum. Molybdenum cải thiện đáng kể sự ổn định của màng thụ động, đặc biệt là trong môi trường chứa clorua. Nó có hiệu quả ức chế tạo mầm và lan truyền ăn mòn rỗ và làm tăng khả năng rỗ.
Điểm quan trọng và rủi ro:
1500 ppm là một ngưỡng quan trọng, thường được coi là giới hạn trên của 316L (đặc biệt là ở nhiệt độ phòng). Trên tập trung này, rủi ro tăng đáng kể.
60 độ là một ngưỡng quan trọng khác. Trên nhiệt độ này, ngay cả với nồng độ CL⁻ dưới 1500 ppm, nguy cơ rỗ và SCC trong 316L tăng đáng kể. Cực kỳ thận trọng là cần thiết trên 70 độ.
Nguy cơ biến động quá trình: Nồng độ hoặc nhiệt độ CL⁻ có thể tăng bất ngờ trong quá trình hoạt động của hệ thống (ví dụ: do những thay đổi trong rò rỉ nước thô hoặc bộ trao đổi nhiệt). Biên độ an toàn nên được xem xét trong quá trình thiết kế.
3. Phạm vi nồng độ cao (Cl⁻> 1500 ppm và/hoặc nhiệt độ> 60 độ):
Nguy cơ cao là 316/L thất bại: Trong các điều kiện này, rỗ và SCC trong 316/L là gần như không thể tránh khỏi; Đó chỉ là vấn đề thời gian. Hãy xem xét Super - Các thép không gỉ Austenitic như 904L, 254 SMO và AL-6XN; và thép không gỉ song công như 2205 và 2507.
Những hợp kim này đắt hơn đáng kể so với 304/316, vì vậy lựa chọn của chúng đòi hỏi phải biện minh kỹ lưỡng. Đầu vào nhiệt hàn và nhiệt độ xen kẽ phải được kiểm soát nghiêm ngặt để duy trì trạng thái cân bằng pha và kháng ăn mòn. Ngay cả các lớp nâng cao này cũng có giới hạn nhiệt độ; Vui lòng tham khảo hướng dẫn sử dụng vật liệu để biết chi tiết.
4. Môi trường nồng độ cực kỳ cao/khắc nghiệt (ví dụ: nước muối tập trung nóng, nước muối, nhiệt độ cao và áp suất cao):
Nâng cao Duplex/Super - Giới hạn Austenitic: 2507, Super - Thép song công hoặc Super - Austenitic (ví dụ: 654 SMO) có thể phù hợp trong các điều kiện nhất định, nhưng cần phải thận trọng.
Niken - Hợp kim dựa trên hoặc Titanium: Khi thép không gỉ thất bại, Hastelloy hoặc Titanium phải được xem xét. Họ cung cấp sự kháng thuốc vô song với sự ăn mòn ion clorua, nhưng cực kỳ tốn kém.
Non - Vật liệu kim loại: chẳng hạn như sợi thủy tinh, CPVC, PVDF và lớp lót nhựa/cao su là chi phí - các lựa chọn thay thế hiệu quả, đặc biệt phù hợp với áp suất bình thường hoặc các đường ống áp suất thấp và bể chứa.
