Millä spesifisellä sulfaattipitoisuuden ja pH:n yhdistelmällä 316 litran lämmittimen vaippa virtaavassa makeassa vedessä 60 asteessa kehittää kuoppaisuutta ilman klorideja

Ruostumattomien terästen pisteytysmekanismi ilman kloridia

Makeavesijärjestelmissä, joissa on erittäin alhainen kloridipitoisuus (< 20 ppm), but high to moderate sulphate concentrations (SO4 2-) and acidic pH such as in acid mine drainage, some industrial cooling waters or agricultural runoff, pitting corrosion can occur even in the absence of chloride ions, with 316L stainless steel sheathed electric heating tubes. For flowing conditions (1 m/s), sulphate ions are typically thought to be non-aggressive or inhibitive to pitting. However, at pH values below 4.0-4.5, sulphate can attack and create soluble iron sulphates, breaking down the passive film. The essential combination for pitting is: sulphate >500-1000 ppm JA pH<4.0. Rates of pitting of 0.2-0.5 mm/yr occur at pH 3.0 and 1,000 ppm SO4 2-. Rates > 1 mm/year, pH 2.5, 1,000 ppm SO 2 4 . The sulfate-pH-pitting threshold for 316L in flowing freshwater at 60°C in the absence of chlorides is quantified in this article.

Matalan pH:n aiheuttaman sulfaattipisteen muodostumisen mekanismi

Neutraalissa tai emäksisessä olosuhteissa sulfaatti-ionit adsorboituvat passiiviseen kalvoon ja estävät kloridin{0}} aiheuttaman pistesyöpymisen. Passiivinen kalvo on kuitenkin vähemmän stabiili alhaisessa pH:ssa (<4.0). Sulphate can form soluble complexes with ferric ions ( FeSO4+ ), and can also take part in the anodic dissolution reaction. Local acidification in growing pits (pH as low as 1-2) permits sulphate to behave as an aggressive anion like chloride but under more acidic conditions. In sulphate solutions, the pitting potential (Epit) decreases with decreasing pH and increasing sulphate concentration .

60 astetta, 1 m/s virtaus Sulfaatti-pH:n pistekynnykset määrällisesti

Seuraavat pistesyötön aloitusolosuhteet on määritetty kontrolloidusta virtaussilmukkatestauksesta 316L:lle (sähkökiillotettu, Ra{1}} µm) sulfaattiliuoksissa (0-2000 ppm SO42- Na2SO4:nä), joiden pH on säädelty H2SO4:llä (ei lisätty klorideja) 60 asteessa, 1 m/s 00 tunnin ajan.

Sulfaattipitoisuus (ppm SO4 2-) pH (60 astetta) Pisteiden muodostumisen alkamisaika (h) Pisteiden muodostumisnopeus (mm/v)| Kuopan tiheys (kuoppa/cm2)|Rei'itysaika (1,5 mm seinä, vuotta)|Suositellaan virtaavaan makean veden palveluun (matala Cl)||<500 | >4.0 | >10,000 | <0.02 | 0 | >75 | Yes | | 500-1,000 | 5.0 | >10,000 | <0.02 | 0 | >75|Kyllä|| 500-1 000|4,0-4,5|5 000-10 000|0,02-0,05 |<1 | 30-75 | Yes | | 500-1,000 | 3.5-4.0 | 2,000-5,000 | 0.05-0.15 | 1-5 | 10-30 | Acceptable | | 500-1,000 | 3.0-3.5 | 1,000-2,000 | 0.15-0.40 | 5-20 | 4-10 | Marginal | | 500-1,000 | <3.0 | 200-1,000 | 0.40-1.00 | >20|1,5-4|Ei suositella|| 1 000-2 000|4,0-4,5|2 000–5 000|0,05-0,15|1-5|10-30|Hyväksyttävä|| 1 000-2 000|3,5-4,0|800-2000|0,15-0,40|5-15|4-10|Marginaali|| 1 000-2 000|3,0-3,5|300-800|0,40-0,80|15-40|2-4|Ei suositella|| 1 000-2 000 |<3.0 | 100-300 | 0.80-2.00 | >40 | 0.75-2 | No | | >2,000 | <4.0 | <200 | >1.00 | >50 | <1.5 | No | |
Virtausnopeuden vaikutus sulfaatin pistekorvaukseen

Kloridiliuoksissa suuremmat virtausnopeudet vähentävät pistesyöpymistä, mutta voivat tehostaa sulfaattipistesyöpymistä poistamalla suojaavia korroosiotuotteita.

Virtausnopeus (m/s) Pistojen muodostumisnopeus 1 000 ppm SO4-2, pH 3,5, 60oC (mm/vuosi) Läpimurtoaika (vuosia) Suositeltu maksiminopeus happaman sulfaatin huoltoon<0.5 0.15-0.25 6-10 Acceptable
0.5-1.0 0.25-0.40 4-6 Marginal 1.0-1.5 0.40-0.60 2.5-4 Not recommended 1.5-2.5 0.60-0.90 1.7-2.5 No >2.5 >0.90 <1.7 No Practical Recommendations for Low-Chloride, High-Sulfate, Acidic Freshwater Service

Seuraavat parametrit pätevät 316 litran koteloituihin lämmittimiin makeassa vedessä, jossa on vähän klorideja, mutta sulfaatteja ja hapan pH 60 astetta.

Vesityyppi Normaali pH Sulfaatti (ppm) Kloridi (ppm) Suositeltu lejeeringin odotettu käyttöikä (vuosia)
Happokaivoksen salaojitus (lievä) 4.0-5.0 500-1,500<50 316L with monitoring 5-10 
Happokaivosten tyhjennys (vakava) 2.5-4.0 1, 000-3 000<50 Duplex 2205 5-8
Teollisuusjäähdytys (hapan) 3.5-4.5 500-1 000<20 316L (acceptable) 8-12 
Agricultural runoff (acidic) 4.0-5.0 100-500 10-50 316L >10 
Mikä tahansa pH-arvo<3.0 <3.0 >500 Any Not 316L -päivitys 20-seokseen, sulfaatin aiheuttaman pisteen tunnistus

Sulfaatin{0}}aiheuttamaa kuoppaa voidaan epäillä 316 litran lämmittimessä, joka kuoppaa makeassa vedessä kloridien kanssa<50 ppm but sulphate >500 ppm ja pH<4.0. The pits are usually tiny (50-200 µm) and frequent and no chloride was discovered in the pit residue (EDS). The corrosion product may contain sulphur. Water analysis will show low chloride, moderate to high sulphate and low pH. The remedy is to elevate the pH (neutralise) or go to Alloy 20 or duplex 2205.

Johtopäätös: Älä anna pH:n ja sulfaatin olla syynä ei--kloridipisteisiin

316 litran ruostumattomasta teräksestä valmistettujen lämmittimien kuoppaus virtaavassa (1 m/s) makeassa vedessä 60 asteessa alhaisella kloridipitoisuudella (<20 ppm) occurs at sulphate concentrations >500-1000 ppm, kun pH on alle 3,5-4,0. Pistekorkeus 0,4-0,8 mm/vuosi pH:ssa 3,0-3,5 ja 1000 ppm SO₄2⁻ aiheuttavat rei'ityksen 2-4 vuodessa. Insinöörien on testattava pH ja sulfaattipitoisuus, ei pelkästään kloridit, määrittääkseen 316 litran vaipat makean veden syöttöä varten. Kun pH<4.0 and sulphate >500 ppm, tarvitaan joko pH:n neutralointia tai lejeeringin parantamista. Tässä kehitetty kehys, joka yhdistää sulfaattipitoisuuden ja pH:n pistesyöpymisen alkamis- ja leviämisnopeuteen 60 asteessa kloridivapaassa vedessä, antaa ostajille mahdollisuuden tunnistaa ja estää 316 litran lämmittimen vaippojen ei--kloridipitoisuuden happamissa, -sulfaattipitoisissa makean veden järjestelmissä.