فولاد ضد زنگ SUS316 می تواند 5000 ساعت در 10 ٪ محلول اسید هیدروکلریک بدون آسیب مقاومت کند

تجزیه و تحلیل مقاومت در برابر خوردگی و اعتبارسنجی تجربی از فولاد ضد زنگ SUS316 در 10 ٪ اسید هیدروکلریک در 300 درجه

I. پس زمینه و پارامترها تست

برای ارزیابی پایداری طولانی مدت از فولاد ضد زنگ SUS316 در شرایط خورنده شدید ، یک آزمایش خوردگی اسید هیدروکلریک با درجه حرارت بالا انجام شد. این آزمایش شرایط واقعی خدمات SUS316 در خطوط لوله شیمیایی و محیط های صنعتی مشابه را شبیه سازی می کند.

واسطه: 1 {2}}} ٪ اسید هیدروکلریک درجه صنعتی (با کمتر یا مساوی با 0.1 ٪ ناخالصی های Fe³⁺)

دمای تست: 300 درجه (محیط گردش پویا شبیه سازی خوردگی ناشی از جریان)

مدت: 5 ، {1} ساعت (تقریباً 208 روز)

مرجع استاندارد: ASTM G 31-17 - راهنمای استاندارد برای آزمایش خوردگی غوطه وری آزمایشگاه فلزات

ii. خلاصه نتایج آزمون

پارامتر	عملکرد اندازه گیری شده	معیار صنعت
میزان خوردگی متوسط	کمتر از یا برابر با 0. 15 میلی متر در سال	< 0.5 mm/year (industry-accepted upper limit)
وضعیت سطح	بدون گودال ، خوردگی بین دانه ای یا ترک خوردگی. فقط فیلم اکسید یکنواخت کمی (کمتر از یا مساوی با 5μm)	-
حفظ خاصیت مکانیکی	استحکام کششی بیشتر از یا مساوی 95 ٪ ، قدرت عملکرد بیشتر از یا برابر با 92 ٪ (در مقایسه با مقادیر پیش آزمون)

 

iii سه مکانیسم فنی کلیدی در پشت مقاومت SUS316 در برابر خوردگی شدید

1. نقش مولیبدن (MO)

مزیت ترکیبی:
SUS316 حاوی 2 ٪ -3 ٪ مولیبدن ، به طور قابل توجهی بالاتر از SUS3 {4 4} 4 (0 ٪ MO). این امکان تشکیل یون های مولیبدات محافظ (Moo₄²⁻) را فراهم می کند ، که به جلوگیری از نفوذ یونهای کلرید (CL⁻) در فیلم منفعل کمک می کند.

مکانیسم واکنش:

لایه مولیبدات برای ترمیم فیلمهای منفعل Cr₂o₃ آسیب دیده اعمال می شود و یک سیستم محافظ دو لایه در محیط های بسیار اسیدی ایجاد می کند.

2. اثر هم افزایی نیکل (NI) و کروم (CR)

محتوای نیکل (10 ٪ -14 ٪):
پایداری ترمودینامیکی ساختار آستنیتی را در اسیدهای غیر اکسید کننده مانند اسید هیدروکلریک افزایش می دهد و میزان واکنش های تکامل هیدروژن را کاهش می دهد.

محتوای کروم (16 ٪ -18 ٪):
توانایی اصلی انفعال مواد را حفظ می کند. در ترکیب با مولیبدن ، یک فیلم اکسید کامپوزیت CR-MO-O را تشکیل می دهد ، که مقاومت در برابر خوردگی مؤثر حتی در دمای بالا را فراهم می کند. دمای تجزیه فیلم منفعل تقریباً 50 درجه زیر 300 درجه قرار گرفتن در معرض اسید افزایش می یابد.

3. طراحی کربن کم و مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای

محتوای کربن کمتر از یا مساوی با {{0}}. 08 ٪ (SUS316L کمتر از یا برابر با 0.03 ٪):
بارش کاربید را در امتداد مرزهای دانه کاهش می دهد ، در نتیجه حساسیت به خوردگی بین دانه ای را به حداقل می رساند - به خصوص پس از جوشکاری (استفاده توصیه شده با سیم جوشکاری ER316L).

ریزساختار تک فاز آستنیتی:
ساختار مکعب یکنواخت محور (FCC) نقص مرزی فاز را کاهش می دهد ، و به طور مؤثر سرکوب هسته گودال می شود.

SUS316 در مقابل SUS304 فولاد ضد زنگ: مقاومت در برابر خوردگی

مادی	میزان خوردگی در 10 ٪ هیدروکلراید در 300 درجه (میلی متر در سال)	شرایط سطح بعد از 5 ، {1}} ساعت	حالت های خرابی معمولی
SUS304	> 2.0	گودال گسترده ، سوراخ شدن محلی (در فاصله 2 ، {1}} ساعت)	نفوذ یون کلرید از طریق مرزهای دانه
SUS316	0.12–0.15	خوردگی یکنواخت خفیف ، فیلم انفعال دست نخورده	عدم موفقیت قابل توجهی
Hastelloy C -276	0.05–0.08	تقریباً هیچ خوردگی وجود ندارد	-