L'acer inoxidable 316 s'ha considerat durant molt de temps com un material de tub d'escalfament anticorrosió versàtil i s'ha adoptat àmpliament en les indústries. No obstant això, té clares limitacions d'aplicació i inconvenients inherents que no es poden ignorar. Seleccionar a cegues el 316 sense avaluar les condicions de treball sovint comporta una fallada prematura de l'equip, substitucions freqüents i un augment de les despeses generals d'operació. Aclarir el seu abast aplicable i les seves debilitats ajuda els enginyers a prendre decisions de selecció de materials més racionals.
La primera limitació destacada rau en la poca resistència als entorns de-alta concentració de clorur. L'element de molibdè en 316 millora la seva resistència a la picada en comparació amb l'acer inoxidable 304 normal, però la seva pel·lícula d'òxid passiu encara es pot perforar per ions de clorur per sobre d'un determinat llindar de concentració i temperatura. Quan el contingut d'ions de clorur supera les 200 ppm i la temperatura augmenta per sobre dels 60 graus, la corrosió per picadura i la corrosió per esquerdes tendeixen a desenvolupar-se ràpidament. En els sistemes de circulació d'aigua de mar, salmorra saturada i dessalinització, 316 tubs de calefacció solen fallar en un termini d'1 a 3 anys, molt més curt que la vida útil de les alternatives de titani o d'acer inoxidable dúplex.
En segon lloc, el 316 té un mal rendiment en la reducció de medis àcids. L'àcid clorhídric, l'àcid sulfúric diluït amb impureses reductores i l'àcid fluorhídric poden dissoldre directament la pel·lícula passiva protectora de 316. Fins i tot l'àcid clorhídric de baixa -concentració provocarà una corrosió uniforme evident i una perforació local en un curt període de temps. A diferència dels escalfadors revestits de PFA-que són compatibles amb gairebé tots els àcids inorgànics, el 316 és completament inadequat per a l'escalfament a llarg termini-de solucions de decapat que contenen àcid clorhídric.
En tercer lloc, l'acer inoxidable austenític 316 és susceptible al craqueig per corrosió per tensió (SCC). Quan la tensió residual de tracció de la flexió i la soldadura coexisteix amb un medi d'alta-temperatura que conté clorur, les esquerdes ramificades es propagaran ràpidament sense una deformació òbvia pre-a la fallada. Aquest trencament sobtat pot provocar fuites mitjanes i fins i tot perills de seguretat en equips de reacció segellats. L'acer inoxidable dúplex i el titani industrial tenen una capacitat anti-SCC molt més forta en condicions corrosives idèntiques.
En quart lloc, hi ha risc de corrosió intergranular en productes 316 soldats. Durant els cicles tèrmics de soldadura entre 450 i 850 graus, els carburs de crom precipiten al llarg dels límits del gra, esgotant el crom prop dels límits del gra i debilitant la resistència a la corrosió. Tot i que el grau de baix-carboni 316L alleuja aquest defecte, no pot eliminar completament el risc amb un servei prolongat d'alta-temperatura.
A més dels defectes de corrosió, 316 també té desavantatges en l'ús físic i pràctic. La seva conductivitat tèrmica és relativament baixa, el que resulta en una eficiència de transferència de calor lenta en comparació amb l'acer al carboni i el coure. A més, la superfície és propensa a l'escala i l'adhesió orgànica durant l'escalfament del líquid. Les capes d'escala redueixen encara més l'eficiència tèrmica i creen entorns d'esquerdes que acceleren la corrosió localitzada, la qual cosa requereix una neteja química regular que introdueix un treball de manteniment addicional.
Taula 1 Condicions de treball inaplicables i materials substitutius recomanats per a tubs de calefacció 316
表格
| Condicions de treball desfavorables | Risc de fallada bàsica | Material de substitució suggerit |
|---|---|---|
| Salmorra alta en clorur i aigua de mar | Picat i perforació | TA2 titani pur / acer dúplex 2205 |
| Decapatge àcid clorhídric / àcid mixt | Ràpida corrosió uniforme | Escalfador recobert de PFA |
| Alta temperatura + clorur + tensió residual de soldadura | Fissures per corrosió per estrès | 254SMO / aliatge de titani |
| Servei a llarg termini-després de soldadures repetides | Corrosió intergranular | 316L amb recuit de post-soldadura |
| Escalat freqüent i medi difícil-de-netejar | Pèrdua de calor i corrosió per esquerdes | Escalfador electropolit 316 o PFA |
Reconèixer el rendiment marginal i els desavantatges inherents de l'acer inoxidable 316 evita una-dependència excessiva d'aquest únic material i optimitza l'estabilitat-a llarg termini i l'eficiència econòmica dels equips de calefacció.
