Pri akej špecifickej kombinácii koncentrácie síranu a pH sa v 316-litrovom plášti ohrievača v tečúcej sladkej vode pri 60 stupňoch vyvinie jamka pri absencii chloridov

Mechanizmus jamkovej korózie nehrdzavejúcich ocelí bez chloridov

V sladkovodných systémoch s veľmi nízkym obsahom chloridov (< 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 A 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.

Mechanizmus sulfátovej jamky indukovanej nízkym pH

V neutrálnych alebo alkalických podmienkach sa síranové ióny adsorbujú na pasívnom filme a zabraňujú chloridom-indukovaným jamkám. Pasívny film je však menej stabilný pri nízkom pH (<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 stupňov , 1 m/s Prietok síranu-pH Kvantifikované prahové hodnoty

Nasledujúce podmienky začatia jamkovej jamky boli určené z kontrolovaného prietokového slučkového testovania 316L (elektroleštené, Ra=0.2 µm) v síranových roztokoch (0-2 000 ppm SO42- ako Na2SO4) s pH regulovaným H2SO4 (bez pridaných chloridov) pri 60 stupňoch, 1 m/s, rýchlosť 000 hodín.

Koncentrácia síranov (ppm SO4 2-) pH (60 stupňov) Čas spustenia kôstok (h) Rýchlosť kôstkovitosti (mm/rok)| Hustota jamiek (jamky/cm2)|Čas do perforácie (1,5 mm stena, roky)|Odporúča sa pre tečúcu sladkú vodu (nízky Cl)||<500 | >4.0 | >10,000 | <0.02 | 0 | >75 | Yes | | 500-1,000 | 5.0 | >10,000 | <0.02 | 0 | >75|áno|| 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|Neodporúča sa|| 1 000 – 2 000|4,0-4,5|2 000 – 5 000|0,05-0,15|1-5|10-30|Prijateľné|| 1 000 – 2 000|3,5-4,0|800 – 2 000|0,15-0,40|5-15|4-10|Okrajové|| 1 000 – 2 000|3,0-3,5|300-800|0,40-0,80|15-40|2-4|Neodporúča sa|| 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 | |
Vplyv rýchlosti prúdenia na síranovú jamku

V chloridových roztokoch vyššie rýchlosti prúdenia zmenšujú jamkovú koróziu, ale môžu zvýšiť jamkovú koróziu síranov odstránením ochranných produktov korózie.

Rýchlosť toku (m/s) Rýchlosť vzniku jamiek pri 1 000 ppm SO4-2, pH 3,5, 60oC (mm/rok)Čas do prieniku (roky)Odporúčaná maximálna rýchlosť pre kyslé sulfátové služby<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

Pre 316L zapuzdrené ohrievače v sladkej vode s nízkym obsahom chloridov, ale síranov a kyslého pH pri 60 stupňoch platia nasledujúce parametre.

Typ vody Normálne pH Síran (ppm) Chlorid (ppm) Odporúčaná zliatina Očakávaná životnosť (roky)
Kyslá banská drenáž (mierna) 4.0-5.0 500-1 500<50 316L with monitoring 5-10 
Kyslé banské odvodnenie (ťažké) 2.5-4.0 1 000 – 3 000<50 Duplex 2205 5-8
Priemyselné chladenie (kyslé) ​​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 
Akékoľvek s pH<3.0 <3.0 >500 Any Not 316L Upgrade na Alloy 20 Identifikácia poľa sulfátom vyvolaného pittingu

V prípade ohrievača s objemom 316 l, ktorý vytvára jamky v sladkej vode s chloridmi, je možné predpokladať{0}}duchovitosť vyvolanú síranmi<50 ppm but sulphate >500 ppm a 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.

Záver: Nedovoľte, aby pH a sírany boli príčinou -chloridových jamiek

Pitting 316L plášťov ohrievača z nehrdzavejúcej ocele v tečúcej (1 m/s) sladkej vode pri 60 stupňoch s nízkym obsahom chloridov (<20 ppm) occurs at sulphate concentrations >500-1000 ppm, keď je pH nižšie ako 3,5-4,0. Rýchlosť jamkovania 0,4-0,8 mm/rok pri pH 3,0-3,5 a 1000 ppm SO42⁻ spôsobí perforáciu za 2-4 roky. Inžinieri musia otestovať pH a koncentráciu síranov, nielen chloridy, aby definovali 316L plášte pre zásobovanie čerstvou vodou. Keď pH<4.0 and sulphate >500 ppm, je potrebná buď neutralizácia pH alebo zlepšenie zliatiny. Tu vyvinutý rámec, ktorý spája obsah síranov a pH s iniciáciou a šírením jamiek pri 60 stupňoch vo vode bez chloridov, umožňuje kupujúcim identifikovať a predchádzať vzniku nechloridových jamiek 316L plášťov ohrievačov v kyslých-sladkovodných systémoch s vysokým-sulfátmi.