स्टेनलेस स्टील में क्लोराइड तनाव क्षरण क्रैकिंगः तापमान, तनाव और ग्रेड चयन
Stainless steel equipment that has performed without visible corrosion for years can develop cracking that propagates through the material cross-section while the surrounding surface appears essentially unaffectedयह क्लोराइड तनाव क्षरण क्रैकिंग (Cl-SCC) है, जो पिटिंग, दरार क्षरण और सामान्य क्षरण से अलग विफलता तंत्र है।इसके लिए आक्रामक एसिड या निरंतर विसर्जन की आवश्यकता नहीं हैइसके लिए तीन स्थितियों की एक साथ उपस्थिति की आवश्यकता होती हैः एक संवेदनशील सामग्री, क्लोराइड युक्त वातावरण,और तन्यता तनाव ️ सभी एक तापमान सीमा के भीतर जहां तंत्र सक्रिय है.
खरीद और इंजीनियरिंग के लिए व्यावहारिक परिणाम यह है कि पर्याप्त पिटिंग प्रतिरोध (उच्च PREN) के साथ ग्रेड का चयन स्वचालित रूप से पर्याप्त SCC प्रतिरोध प्रदान नहीं करता है।मोलिब्डेनम सामग्री के साथ, क्लोराइड वातावरण में 304 से बेहतर पिटिंग प्रतिरोध करता है लेकिन ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के रूप में यह उच्च तापमान की स्थितियों में क्लोराइड SCC के प्रति संवेदनशील रहता है,पर्याप्त तन्यताइस गाइड में तंत्र, तापमान और तनाव की भूमिका, एससीसी प्रतिरोध में ऑस्टेनिटिक और डुप्लेक्स ग्रेड के बीच का अंतर समझाया गया है।और कैसे क्लोराइड सेवा की स्थिति के लिए सही ग्रेड का चयन करने के लिए.
1त्वरित तुलनाः स्टेनलेस स्टील ग्रेड और क्लोराइड एससीसी जोखिम
| ग्रेड | संरचना | अनुमानित। | क्लोराइड SCC प्रतिरोध | विशिष्ट अनुप्रयोग मार्गदर्शन |
| 304 / 304L | ऑस्टेनिटिक | ~18 ¢20 | कम ¢ क्लोराइड और तन्यता तनाव के साथ लगभग 60°C से अधिक तापमान पर क्लोराइड एससीसी के प्रति संवेदनशील | इनडोर, गैर क्लोराइड वातावरण; खिंचाव तनाव के तहत परिवेश के तापमान से ऊपर क्लोराइड सेवा के लिए अनुशंसित नहीं |
| 316 / 316L | ऑस्टेनिटिक | ~ 24 ¢ 26 | कम से मध्यम ¥ मोलिब्डेनम पिटिंग प्रतिरोध में सुधार करता है लेकिन ऑस्टेनिटिक संरचना को नहीं बदलता है; अभी भी क्लोराइड SCC के प्रति संवेदनशील है | तटीय वायुमंडलीय जोखिम; परिवेश के तापमान पर मध्यम क्लोराइड वातावरण; तापमान ~60°C से अधिक होने पर डुप्लेक्स का मूल्यांकन करें |
| डुप्लेक्स 2205 | फेरीटिक-ऑस्टेनिटिक (डुप्लेक्स) | ~ 34 ¢ 36 | अच्छा ∙ मिश्रित फेरीटिक-ऑस्टेनिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक ग्रेड के सापेक्ष एससीसी प्रतिरोध में काफी सुधार प्रदान करता है | गर्म क्लोराइड वातावरण; समुद्री जल से निपटने; रासायनिक प्रक्रिया उपकरण; जहां 316L के लिए अस्वीकार्य SCC जोखिम होगा |
| सुपर डुप्लेक्स 2507 | फेरीटिक-ऑस्टेनितिक (सुपर डुप्लेक्स) | ~40 ¢43 | उच्च ️ कठोर क्लोराइड वातावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां एससीसी, पिटिंग और क्रैक संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकता होती है | गंभीर क्लोराइड और उच्च तापमान वाले वातावरण; अपतटीय, समुद्र के नीचे, निर्जलीकरण और आक्रामक रासायनिक प्रसंस्करण |
प्रमुख खरीद अंतर्दृष्टिःपिटिंग प्रतिरोध (पीआरईएन द्वारा मापा जाता है) और एससीसी प्रतिरोध संबंधित हैं लेकिन अलग-अलग गुण हैं। मोलिब्डेनम पिटिंग प्रतिरोध में सुधार करता है और उच्च पीआरईएन में परिलक्षित होता है,लेकिन 316L जैसे ऑस्टेनिटिक ग्रेड का SCC प्रतिरोध इसकी क्रिस्टल संरचना से सीमित हैऑस्टेनिटिक ग्रेड (304, 316) और डुप्लेक्स ग्रेड (2205, 316) के बीच मौलिक संरचनात्मक अंतर2507) क्लोराइड SCC प्रतिरोध में चरण-परिवर्तन सुधार प्रदान करता हैऑस्टेनिटिक ग्रेड पर उच्च PREN SCC प्रतिरोध के लिए एक डुप्लेक्स ग्रेड के बराबर नहीं बनाता है।
2क्लोराइड तनाव क्षरण क्रैकिंग क्या है?
Chloride stress corrosion cracking (Cl-SCC) is a failure mechanism in which cracks initiate and propagate through a stainless steel component under the combined action of a corrosive environment (containing chlorides) and sustained tensile stressपिटिंग या सामान्य संक्षारण के विपरीत, जिसमें प्रगतिशील धातु हानि शामिल है,एससीसी में क्रैकिंग शामिल है जो न्यूनतम दृश्य क्षरण उत्पाद के साथ सामग्री के क्रॉस-सेक्शन के माध्यम से फैल सकती है और दीवार की मोटाई में कोई महत्वपूर्ण कमी नहीं है.
तीन आवश्यक शर्तें
क्लोराइड एससीसी के लिए तीन कारकों की एक साथ उपस्थिति की आवश्यकता होती है। किसी एक को हटा दें, और तंत्र आगे नहीं बढ़ सकता हैः
- संवेदनशील सामग्री:ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (300 सीरीज) अपने चेहरे के केंद्र में घन क्रिस्टल संरचना के कारण क्लोराइड एससीसी के प्रति संवेदनशील हैं।संवेदनशीलता ऑस्टेनिटिक संरचना से निहित है और यह कारण है कि 316L, अपनी मोलिब्डेनम सामग्री और उच्च PREN के बावजूद, Cl-SCC के प्रति संवेदनशील रहता है। डुप्लेक्स ग्रेड, उनके मिश्रित फेरीटिक-ऑस्टेनिटिक माइक्रोस्ट्रक्चर के साथ, स्वाभाविक रूप से उच्च प्रतिरोध है।
- क्लोराइड युक्त वातावरण:क्लोराइड के स्रोतों में समुद्री जल और समुद्री वायुमंडल, तटीय नमक छिड़काव और हवा से बहने वाले क्लोराइड जमा, क्लोराइड युक्त शीतलन जल और प्रक्रिया जल, रासायनिक प्रसंस्करण समाधान शामिल हैं,इनडोर स्विमिंग पूल के वातावरण में हैंडरेल और वास्तुशिल्प सतहों पर सफाई और सैनिटाइजिंग रसायन (ब्लीच, हाइपोक्लोराइट) और यहां तक कि पसीना भी।
- तन्यता तनावःतनाव लागू किया जा सकता है (आंतरिक दबाव, बोल्ट सख्त, थर्मल विस्तार से) या अवशिष्ट (वेल्डिंग, ठंड बनाने, झुकने, मशीनिंग से) ।वेल्डिंग से अवशिष्ट तन्यता तनाव विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे सामग्री की उपज शक्ति के करीब आ सकते हैं और किसी भी बाहरी भार के बिना मौजूद हैं.
व्यावहारिक परिणाम:यहां तक कि सही ढंग से निर्दिष्ट ग्रेड भी क्लोराइड एससीसी द्वारा विफल हो सकता है यदि निर्माण उच्च अवशिष्ट तन्यता तनाव को पेश करता है जिसे बाद में राहत नहीं दी जाती है,या यदि ऑपरेटिंग तापमान विशिष्ट क्लोराइड एकाग्रता के लिए एससीसी सीमा से अधिक हैग्रेड का चयन, डिजाइन और निर्माण सभी को एससीसी जोखिम को संबोधित करना चाहिए। इनमें से कोई भी तीन अकेले पर्याप्त नहीं है।
एससीसी अन्य संक्षारण तंत्रों से कैसे भिन्न होता है
- पिटिंग जंगःस्थानीय धातु हानि बनाने वाले गुहाओं; निष्क्रिय फिल्म टूटने से प्रेरित; तन्यता तनाव की आवश्यकता नहीं है। पिटिंग दीवार मोटाई को कम करता है।एससीसी कम धातु हानि के साथ दीवार के माध्यम से दरारें फैलता है.
- दरार क्षरणःआश्रित स्थानों के भीतर स्थानीय हमला; ऑक्सीजन की कमी और अम्लीकरण द्वारा संचालित; तन्य तनाव की आवश्यकता नहीं है। दरार संक्षारण ज्यामिति-निर्भर है। एससीसी तनाव-निर्भर है।
- क्लोराइड SCC:मिश्रित क्लोराइड के संपर्क और तन्यता तनाव के तहत दरारें हो सकती हैं। बिना किसी पूर्व पिटिंग और न्यूनतम दृश्यमान जंग के साथ हो सकती हैं।दरार पथ आमतौर पर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स में ग्रैन्युलर होता है, अनाज की सीमाओं के बजाय अनाज के माध्यम से गुजरता है.
3क्लोराइड एससीसी पर तापमान का प्रभाव
तापमान क्लोराइड SCC संवेदनशीलता को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय चर है।SCC का खतरा तापमान के साथ बढ़ता है क्योंकि उच्च तापमान क्लोराइड आयनों की गतिशीलता को तेज करता है, दर को बढ़ा सकता है, और क्लोराइड युक्त पानी के वाष्पीकरण के माध्यम से धातु की सतह पर क्लोराइड सांद्रता को बढ़ा सकता है।
- परिवेश और निम्न तापमान सेवाःपरिवेश के तापमान पर (लगभग 50 से 60 डिग्री सेल्सियस से नीचे), ऑस्टेनिक स्टेनलेस स्टील्स का क्लोराइड एससीसी अधिकांश व्यावहारिक वातावरणों में असामान्य है।316L में आउटडोर तटीय उपकरण जो परिवेश के तापमान पर रहता है, आमतौर पर क्लोराइड एससीसी का अनुभव नहीं करता हैहालांकि, क्लोराइड जमाव और सतह की स्थिति के आधार पर खाई और दरार क्षरण जोखिम बनी हुई है।
- उच्च तापमान सेवाःजैसे-जैसे तापमान लगभग 60°C से ऊपर बढ़ता है, ऑस्टेनिटिक ग्रेड में क्लोराइड एससीसी का खतरा धीरे-धीरे बढ़ता है,विशेष रूप से जब क्लोराइड गर्म सतहों पर वाष्पीकरण के माध्यम से एकाग्र हो सकते हैंक्लोराइड के संपर्क में आने के साथ 80 से 100 डिग्री सेल्सियस पर काम करने वाले उपकरण परिवेश के तापमान पर एक ही उपकरण की तुलना में एससीसी का जोखिम काफी अधिक है।
- वाष्पीकरण द्वारा क्लोराइड की एकाग्रता:एक विशेष रूप से खतरनाक स्थिति तब होती है जब क्लोराइड युक्त पानी एक गर्म सतह को समय-समय पर गीला करता है।क्लोराइड जमा को पीछे छोड़ना जो प्रत्येक गीले-शुष्क चक्र के साथ तेजी से केंद्रित हो जाते हैंकुल क्लोराइड सांद्रता कम हो सकती है, लेकिन जमाव के नीचे धातु की सतह पर क्लोराइड सांद्रता बहुत अधिक हो सकती है।
खरीद और डिजाइन प्रभावःतापमान और क्लोराइड सांद्रता का संयुक्त प्रभाव SCC जोखिम को निर्धारित करता है। तापमान और क्लोराइड सांद्रता में वृद्धि के साथ संवेदनशीलता बढ़ जाती है,और एक दिए गए ग्रेड के लिए स्वीकार्य संचालन सीमा विशिष्ट वातावरण पर निर्भर करता हैएक ग्रेड जो परिवेश तटीय जोखिम के लिए पर्याप्त एससीसी प्रतिरोध प्रदान करता है, 80 डिग्री सेल्सियस पर एक ही क्लोराइड स्तर के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है।जब उपकरण क्लोराइड युक्त वातावरण में उच्च तापमान पर काम करेगा, ग्रेड चयन में एससीसी के बढ़े हुए जोखिम को ध्यान में रखना चाहिए और डुप्लेक्स या उच्चतर मिश्र धातु ग्रेड का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
4क्लोराइड एससीसी पर तनाव और निर्माण का प्रभाव
क्लोराइड एससीसी के लिए तन्यता तनाव तीसरा आवश्यक कारक है। तनाव की परिमाण और स्रोत महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं कि क्या एससीसी शुरू होता है और दरारें कितनी तेजी से फैलती हैं।विनिर्माण प्रक्रियाएं तन्यता तनाव का एक सामान्य स्रोत हैं जो हमेशा सामग्री विनिर्देश में मान्यता प्राप्त नहीं होती हैं:
वेल्डिंग से अवशिष्ट तनाव
वेल्डिंग वेल्ड धातु और गर्मी प्रभावित क्षेत्र (HAZ) में अवशिष्ट तन्यता तनाव का परिचय देती है क्योंकि सामग्री शीतलन के दौरान अनुबंध करती है।ये तनाव सामग्री की उपज शक्ति के करीब आ सकते हैं और किसी भी लागू सेवा भार के बिना मौजूद हैंविलायक घर्षण द्वारा वेल्ड के बाद तनाव राहत इन तनावों को कम कर सकती है लेकिन यह हमेशा बड़े निर्माणों के लिए व्यावहारिक नहीं होती है और यदि एससीसी जोखिम को मान्यता नहीं दी जाती है तो इसे निर्दिष्ट नहीं किया जा सकता है।
ठंड में काम करना और ढालना
शीत झुकने, आकार देने, सीधा करने और मशीनिंग में अवशिष्ट तनाव शामिल होते हैं और यह भी SCC के लिए शीत-कार्य क्षेत्र की संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है।अवशिष्ट तन्यता तनाव और एक ठंडे काम माइक्रोस्ट्रक्चर का संयोजन विशेष रूप से संवेदनशील हो सकता हैगर्म क्लोराइड सेवा में काम करने वाले ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील पाइप में कोल्ड-वर्क किए गए मोड़ एक ज्ञात एससीसी प्रवण स्थान हैं।
डिजाइन से जुड़ा तनाव
डिजाइन विशेषताएं जो तनाव को केंद्रित करती हैं ∙ तेज कोनों, अचानक अनुभाग परिवर्तन, अधूरे प्रवेश वेल्ड,लोड के तहत और घुमावदार कनेक्शन स्थानीय तनाव सांद्रता पैदा करते हैं जो नाममात्र डिजाइन तनाव से कम भार पर एससीसी शुरू कर सकते हैंएससीसी-संवेदनशील सेवा स्थितियों में तनाव एकाग्रता कारकों पर विचार किया जाना चाहिए, और डिजाइन अनावश्यक तनाव बढ़ाने वालों से बचना चाहिए।
इंजीनियरिंग मार्गदर्शन:सामग्री चयन ही क्लोराइड एससीसी को रोक नहीं सकता यदि डिजाइन और निर्माण में उच्च अवशिष्ट तन्यता तनाव शामिल है।एक एससीसी समस्या को हल करने के लिए निर्दिष्ट एक डुप्लेक्स ग्रेड के लिए अभी भी नियंत्रित निर्माण अभ्यास की आवश्यकता होगी, हीट इनपुट नियंत्रण, और वेल्ड के बाद के उपचार पर विचार करने के लिए सेवा में अपेक्षित एससीसी प्रतिरोध प्रदान करने के लिए। सामग्री, डिजाइन और निर्माण सभी सही होना चाहिए।
5. क्लोराइड SCC प्रतिरोध के लिए 316L बनाम डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील
क्लोराइड एससीसी की रोकथाम में सबसे आम खरीद प्रश्न यह है कि क्या 316L के साथ रहना है या डुप्लेक्स ग्रेड में अपग्रेड करना है। निर्णय तापमान, क्लोराइड सांद्रता, तनाव स्तर पर निर्भर करता है,और विफलता का परिणाम:
| पहलू | 316 / 316L | डुप्लेक्स 2205 | सुपर डुप्लेक्स 2507 |
| शक्ति | ~205 एमपीए रिडक्ट (एनिल्ड) | ~450 एमपीए रिडक्ट (एनिल्ड) ≈ लगभग दोगुना 316L | ~550 एमपीए की उपज ₹ आम स्टेनलेस ग्रेड में सबसे अधिक |
| क्लोराइड SCC प्रतिरोध | सीमित. ऑस्टेनिटिक संरचना स्वाभाविक रूप से संवेदनशील है. मोलिब्डेनम पिटिंग प्रतिरोध में सुधार करता है लेकिन एससीसी संवेदनशीलता को समाप्त नहीं करता है. | अच्छी तरह से. ferritic-austenitic सूक्ष्म संरचना काफी बेहतर SCC प्रतिरोध प्रदान करता है. ferrite चरण दरार प्रसार को रोकता है. | उच्च. उच्च मिश्र धातु सामग्री और कठोर क्लोराइड सेवा के लिए डिज़ाइन की गई डुप्लेक्स संरचना। |
| उपलब्धता और निर्माण | सभी उत्पाद रूपों में उत्कृष्ट उपलब्धता, मानक प्रक्रियाओं के साथ वेल्डिंग और निर्माण करना आसान है। | पाइप, प्लेट, फिटिंग में अच्छी उपलब्धता। गर्मी इनपुट और इंटरपास तापमान पर ध्यान देने के साथ नियंत्रित वेल्डिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। | 2205 से अधिक सीमित उपलब्धता; विशेष उत्पाद। सख्त वेल्डिंग प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता है। |
| विशिष्ट सेवा लिफाफा | परिवेश से मध्यम तापमान; कम से मध्यम क्लोराइड; जहां तन्यता तनाव नियंत्रित है | उच्च तापमान क्लोराइड सेवा; समुद्री जल प्रणाली; प्रक्रिया उपकरण जहां 316L एससीसी जोखिम में होगा | उच्च क्लोराइड, उच्च तापमान, उच्च तनाव; अपतटीय, समुद्र के नीचे और गंभीर रासायनिक वातावरण |
चयन तर्कः316L परिवेश के तापमान पर क्लोराइड सेवा के लिए उपयुक्त है जहां तन्यता तनाव मध्यम और अच्छी तरह से नियंत्रित हैं।जब ऑपरेटिंग तापमान लगभग 60°C से अधिक हो और क्लोराइड मौजूद हों, या जब वेल्डिंग या मोल्डिंग से उच्च अवशिष्ट तन्यता तनाव अपरिहार्य है, तो डुप्लेक्स 2205 का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।,गर्म समुद्री जल, आक्रामक रासायनिक धाराओं ️ सुपर डुप्लेक्स 2507 सामान्य स्टेनलेस ग्रेड के बीच उच्चतम एससीसी प्रतिरोध प्रदान करता है।
316 एल से डुप्लेक्स 2205 में अपग्रेड करना एससीसी प्रतिरोध में एक कदम-परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है, न कि एक क्रमिक सुधार।विशेष सेवा में एससीसी की विफलता की लागत के परिणाम के मुकाबले डुप्लेक्स सामग्री की उच्च लागत का मूल्यांकन किया जाना चाहिए ️ महत्वपूर्ण उपकरणों के लिए जहां विफलता के कारण उत्पादन में हानि होती है, सुरक्षा जोखिम, या पर्यावरणीय रिलीज, डुप्लेक्स प्रीमियम आमतौर पर उचित है। गैर-महत्वपूर्ण, परिवेश-तापमान सेवा के लिए, 316L उचित व्यावसायिक विकल्प बना हुआ है।
6रोकथाम के तरीके: सामग्री, तनाव, डिजाइन और सतह
क्लोराइड एससीसी को रोकने के लिए एक एकीकृत दृष्टिकोण के माध्यम से सभी तीन योगदान कारक ✓ सामग्री, पर्यावरण और तनाव ✓ को संबोधित करने की आवश्यकता हैः
सामग्री का चयन
- मिश्रित क्लोराइड-तापमान-तनाव लिफाफे के आधार पर ग्रेड चुनेंः316L परिवेश के तापमान पर क्लोराइड सेवा के लिए पर्याप्त हो सकता है। उच्च तापमान पर क्लोराइड सेवा के लिए डुप्लेक्स 2205 का मूल्यांकन किया जाना चाहिए। गंभीर परिस्थितियों के लिए सुपर डुप्लेक्स 2507।ग्रेड अधिकतम संचालन तापमान के लिए चुना जाना चाहिए, सामान्य संचालन तापमान नहीं है।
- एससीसी सामग्री चयन के लिए अकेले पीआरईएन का प्रयोग न करें:पीआरईएन पीटिंग प्रतिरोध को मापता है, एससीसी प्रतिरोध को नहीं। उच्च पीआरईएन ऑस्टेनिक ग्रेड में अभी भी एससीसी संवेदनशीलता के साथ एक ऑस्टेनिक संरचना होती है।संरचनात्मक विशेषता (ऑस्टेनटिक बनाम डुप्लेक्स) प्राथमिक एससीसी प्रतिरोध कारक है.
तनाव कम करना
- वेल्ड के बाद तनाव राहत:ऑस्टेनिटिक ग्रेड के लिए, वेल्डिंग के बाद समाधान एनीलिंग अवशिष्ट तनावों को भंग करता है और सूक्ष्म संरचना को बहाल करता है।यह एससीसी-संवेदनशील सेवा में वेल्डेड विनिर्माण के लिए सबसे प्रभावी तनाव शमन है.
- नियंत्रण ठंडे कामःएससीसी-संवेदनशील अनुप्रयोगों में अनावश्यक ठंड के गठन को कम से कम करें। जहां ठंड झुकने की आवश्यकता है, तन्यता राहत के रूप में गठित घटक को भूनने पर विचार करें।
- अत्यधिक बोल्ट लोड से बचेंःबोल्ट वाले फ्लैंज और क्लैंप डिजाइनों को सील करने के लिए आवश्यक न्यूनतम तनाव लागू करना चाहिए, न कि अधिकतम जो फास्टनर प्रदान कर सकता है।
डिजाइन में सुधार
- क्लोराइड जाल को समाप्त करें:क्षैतिज सतहों, मृत पैरों और जेबों से बचें जहां क्लोराइड युक्त पानी वाष्पीकरण के माध्यम से जमा और केंद्रित हो सकता है।
- स्थिर क्षेत्रों से बचें:स्थिर परिस्थितियों में क्लोराइड एकाग्र हो जाते हैं। पाइपलाइन में प्रवाह बनाए रखते हैं और उपकरण बंद होने पर पूर्ण जल निकासी सुनिश्चित करते हैं।
- तनाव की एकाग्रता को कम करें:उदार फिलेट त्रिज्या का प्रयोग करें, तेज अनुभाग परिवर्तनों से बचें, और SCC-संवेदनशील स्थानों पर आंशिक-प्रवेश या फिलेट वेल्ड के बजाय पूर्ण-प्रवेश वेल्ड को निर्दिष्ट करें।
सतह उपचार और रखरखाव
- अचार करना और निष्क्रिय करना:वेल्ड हीट टोन, सतह प्रदूषण, और एम्बेडेड लोहे के कणों को हटाएं। निष्क्रिय क्रोमियम ऑक्साइड फिल्म को बहाल करें। संक्षारक सेवा में सभी स्टेनलेस स्टील निर्माण के लिए आवश्यक।
- क्लोराइड जमा को हटाएं:क्लोराइड जमाव के संपर्क में आने वाली स्टेनलेस स्टील की सतहों (समुद्री वायुमंडल, वाष्पीकरण शीतलन) को नियमित रूप से धोने से क्लोराइड को एकाग्र होने से पहले हटा दिया जाता है।आउटडोर स्टेनलेस स्टील का मीठे पानी से धोना एक सरल और प्रभावी एससीसी रोकथाम उपाय है.
- क्लोराइड युक्त सफाई रसायनों से बचें:उच्च तापमान पर काम करने वाले स्टेनलेस स्टील के उपकरणों पर ब्लीच (सोडियम हाइपोक्लोराइट) और हाइड्रोक्लोरिक एसिड आधारित क्लीनर का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
7आवेदन चयन मार्गदर्शिका
| आवेदन | अनुशंसित ग्रेड | कारण |
| इनडोर उपकरण, गैर क्लोराइड वातावरण | 304L या 316L | कोई क्लोराइड एससीसी जोखिम नहीं; सामान्य संक्षारण प्रतिरोध और लागत के लिए ग्रेड चुना गया |
| खाद्य प्रसंस्करण (पर्यावरण, हल्के सफाई) | 304L या 316L | 316L जब क्लोराइड युक्त सफाई/साफ़ करने वाले रसायनों का प्रयोग किया जाता है; 304L मानक परिस्थितियों के लिए |
| तटीय वास्तुकला और संरचना (पर्यावरण) | 316L | पर्याप्त पिटिंग प्रतिरोध; क्लोराइड जमाव के साथ भी परिवेश के तापमान पर एससीसी का जोखिम कम |
| तटीय उपकरण जो ~60°C से ऊपर काम करते हैं | डुप्लेक्स 2205 | उच्च तापमान क्लोराइड वातावरण में एससीसी जोखिम जोड़ता है; डुप्लेक्स संरचना एससीसी प्रतिरोध प्रदान करती है |
| समुद्री जल के शीतलन और संभाल प्रणाली | डुप्लेक्स 2205 या सुपर डुप्लेक्स 2507 | 316L गर्म समुद्र के पानी में SCC और दरार संक्षारण के प्रति संवेदनशील है; डुप्लेक्स ग्रेड दोनों SCC और पिटिंग प्रतिरोध प्रदान करते हैं |
| अपशोर टॉपसाइड और सबसी उपकरण | सुपर डुप्लेक्स 2507 | उच्च क्लोराइड, उच्च तापमान, उच्च तनाव; सुपर डुप्लेक्स सामान्य स्टेनलेस ग्रेड के बीच उच्चतम एससीसी प्रतिरोध प्रदान करता है |
| उच्च क्लोराइड रासायनिक प्रसंस्करण (उच्च तापमान) | डुप्लेक्स 2205 या सुपर डुप्लेक्स 2507 | क्लोराइड एकाग्रता, तापमान और तनाव के आधार पर ग्रेड का चयन; ऑस्टेनिटिक ग्रेड की सिफारिश नहीं की जाती है |
चयन तर्क केवल क्लोराइड एकाग्रता द्वारा नहीं, बल्कि सेवा के संयुक्त क्लोराइड-तापमान-तनाव लिफाफे द्वारा संचालित होता है।एक ही क्लोराइड स्तर है कि परिवेश के तापमान पर 316L के लिए स्वीकार्य है 80 °C पर डुप्लेक्स 2205 की आवश्यकता हो सकती है, विशेष रूप से जब वेल्डिंग या मोल्डिंग से अवशिष्ट तन्यता तनाव मौजूद हैं। अंतिम ग्रेड का चयन विशिष्ट सेवा स्थितियों, लागू कोडों पर आधारित होना चाहिए,और योग्य इंजीनियरिंग मूल्यांकन.
8आम खरीद और इंजीनियरिंग त्रुटियां
1मान लीजिए कि 316L क्लोराइड SCC के प्रति प्रतिरक्षित है क्योंकि इसमें मोलिब्डेनम है।मोलिब्डेनम पिटिंग प्रतिरोध में सुधार करता है, लेकिन 316L एक ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील है और क्लोराइड एससीसी के प्रति संवेदनशील रहता है।मोलिब्डेनम क्रिस्टल संरचना को नहीं बदलता है जो ऑस्टेनिक ग्रेड को एससीसी-प्रवण बनाता है304L से 316L में अपग्रेड करने से पिटिंग का समाधान होता है लेकिन उच्च तापमान पर SCC के जोखिम को समाप्त नहीं किया जाता है।
2एससीसी को एक अलग तंत्र के रूप में विचार किए बिना संक्षारण प्रतिरोध रेटिंग द्वारा सामग्री का चयन करना।पिटिंग प्रतिरोध, दरार संक्षारण प्रतिरोध, और एससीसी प्रतिरोध एक ही गुण नहीं हैं। उत्कृष्ट पिटिंग प्रतिरोध के साथ एक ग्रेड में खराब एससीसी प्रतिरोध हो सकता है यदि यह ऑस्टेनिटिक है।एससीसी को क्लोराइड-तापमान-तनाव मानदंडों का उपयोग करके एक अलग विफलता तंत्र के रूप में मूल्यांकन किया जाना चाहिए, अकेले PREN नहीं।
3सामग्री के ग्रेड का चयन करते समय विनिर्माण अवशिष्ट तनाव को अनदेखा करना।खराब प्रक्रिया नियंत्रण (अत्यधिक गर्मी इनपुट, गलत भराव धातु, कोई वेल्ड के बाद उपचार) के साथ सही ढंग से निर्दिष्ट डुप्लेक्स ग्रेड वेल्डेड अपेक्षित SCC प्रतिरोध प्रदान नहीं कर सकता है।सामग्री विनिर्देश और निर्माण विनिर्देश दोनों एससीसी जोखिम को संबोधित करना चाहिएसंबंधित वेल्डिंग प्रक्रिया विनिर्देश के बिना निर्दिष्ट डुप्लेक्स ग्रेड एक अपूर्ण समाधान है।
4विनिर्माण क्षमता की पुष्टि किए बिना डुप्लेक्स ग्रेड का चयन करना।डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स को विशिष्ट गर्मी इनपुट सीमाओं, इंटरपास तापमान नियंत्रण और उपयुक्त भरने वाली धातुओं के साथ नियंत्रित वेल्डिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।यह सत्यापित किए बिना किसी परियोजना के लिए डुप्लेक्स 2205 निर्दिष्ट करना कि निर्माता के पास योग्य डुप्लेक्स वेल्डिंग प्रक्रियाएं हैं, जिसके परिणामस्वरूप खराब जंग और यांत्रिक गुणों वाले वेल्ड हो सकते हैं.
5ग्रेड और संरचना की पुष्टि करने के लिए सामग्री दस्तावेज निर्दिष्ट नहीं करना।एससीसी-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, सामग्री के यूएनएस पदनाम, एएसटीएम मानक और एन 10204 3.1 एमटीसी को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।एमटीसी पुष्टि करता है कि आपूर्ति की गई सामग्री ग्रेड की रासायनिक संरचना की आवश्यकताओं को पूरा करती हैमहत्वपूर्ण सेवा में अतिरिक्त सत्यापन के लिए पीएमआई (पॉजिटिव मटेरियल आइडेंटिफिकेशन) निर्दिष्ट किया जा सकता है।
6अधिकतम तापमान स्थितियों को ध्यान में रखे बिना सामान्य परिचालन तापमान के लिए एक ग्रेड का चयन करना।एससीसी जोखिम तापमान पर निर्भर करता है. सामान्य संचालन तापमान के लिए चयनित ग्रेड अपर्याप्त हो सकता है यदि उपकरण को स्टार्टअप, बंद, प्रक्रिया गड़बड़ी के दौरान उच्च तापमान का अनुभव होता है,या सफाई चक्रग्रेड चयन में उपकरण के अधिकतम तापमान को ध्यान में रखना चाहिए, औसत नहीं।
9कैसे शांगयू क्लोराइड-SCC प्रतिरोधी सामग्री की आपूर्ति का समर्थन करता है
Shaanxi Shangyou Stainless Steel Co., Ltd. क्लोराइड SCC प्रतिरोध की एक श्रृंखला प्रदान करने वाले ग्रेड में स्टेनलेस स्टील उत्पादों की आपूर्ति करता हैः304/304L और 316/316L (ऑस्टेनिटिक) परिवेश और मध्यम तापमान सेवा के लिए, और डुप्लेक्स 2205 और सुपर डुप्लेक्स 2507 उच्च तापमान वाले क्लोराइड वातावरण के लिए जहां एससीसी प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। उत्पादों में शीट, प्लेट, कॉइल, पाइप, ट्यूब, बार और संरचनात्मक प्रोफाइल शामिल हैं।गुणवत्ता समर्थन में शामिल हैं:
- एएसटीएम अनुपालन:लागू एएसटीएम मानकों (ए 240, ए 312, ए 276, ए 479, ए 790) के अनुसार आपूर्ति किए गए उत्पाद पूर्ण सामग्री सत्यापन के साथ।
- एन 10204 3.1 एमटीसीःएससीसी प्रतिरोध सत्यापन के लिए प्रलेखित क्रोमियम, निकल, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन सामग्री सहित रासायनिक संरचना।
- पीएमआई परीक्षण:अनुरोध पर उपलब्ध सकारात्मक सामग्री पहचान।
- तकनीकी सहायता:क्लोराइड सेवा के लिए ग्रेड चयन, पिटिंग प्रतिरोध और एससीसी प्रतिरोध के बीच अंतर को समझने और खरीद विनिर्देश तैयार करने में सहायता।
- निर्यात दस्तावेज:अंतर्राष्ट्रीय खरीद के लिए शिपिंग और प्रमाणन दस्तावेज पूरा करें।
हम मानक ऑस्टेनिटिक से लेकर डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स तक की पूरी ग्रेड रेंज की आपूर्ति करते हैं क्योंकि क्लोराइड सेवा के लिए सही ग्रेड तापमान के संयुक्त प्रभाव से निर्धारित होता है,क्लोराइड एकाग्रता, और तन्यता तनाव, एक डिफ़ॉल्ट विनिर्देश द्वारा नहीं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
1स्टेनलेस स्टील में क्लोराइड तनाव क्षरण क्रैकिंग क्या है?
Chloride stress corrosion cracking (Cl-SCC) is a failure mechanism in which cracks initiate and propagate through stainless steel under the simultaneous action of a chloride-containing environment and tensile stressइसके लिए तीन शर्तों की आवश्यकता होती हैः एक संवेदनशील सामग्री (ऑस्टेनिक ग्रेड सबसे अधिक संवेदनशील हैं), क्लोराइड एक्सपोजर, और तन्यता तनाव (लागू या अवशिष्ट) ।पिटिंग के विपरीत, एससीसी न्यूनतम दृश्यमान संक्षारण के साथ सामग्री के माध्यम से फैल सकता है और कोई महत्वपूर्ण धातु हानि नहीं है। दरारें आम तौर पर ऑस्टेनिटिक ग्रेड में पारदर्शी होती हैं,अनाज की सीमाओं के बजाय अनाज के माध्यम से गुजरता है.
2क्या 316L स्टेनलेस स्टील क्लोराइड एससीसी के प्रति प्रतिरक्षित है?
No. 316L एक ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील है और पर्याप्त तापमान, क्लोराइड एकाग्रता और तन्यता तनाव की स्थिति में क्लोराइड SCC के प्रति संवेदनशील रहता है।316L में मोलिब्डेनम (~ 2%) 304L की तुलना में पिटिंग जंग प्रतिरोध में सुधार करता है, लेकिन ऑस्टेनिटिक क्रिस्टल संरचना, जो एससीसी संवेदनशीलता का मूल कारण है, अपरिवर्तित है।लेकिन इसकी एससीसी प्रतिरोध इसकी ऑस्टेनिटिक संरचना द्वारा सीमित हैउच्च तापमान पर क्लोराइड और तन्यता तनाव के साथ, 316L को एससीसी के प्रति प्रतिरक्षित नहीं माना जाना चाहिए।
3डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स ऑस्टेनिटिक ग्रेड की तुलना में क्लोराइड एससीसी के प्रति अधिक प्रतिरोधी क्यों हैं?
डुप्लेक्स ग्रेड (2205, 2507) में ऑस्टेनाइट और फेराइट के लगभग समान अनुपात की मिश्रित सूक्ष्म संरचना होती है।फेराइट चरण में एक शरीर-केंद्रित घन संरचना होती है जो मुख-केंद्रित घन ऑस्टेनिट संरचना की तुलना में क्लोराइड एससीसी के प्रति अधिक प्रतिरोधी होती हैइसके अतिरिक्त, फेराइट चरण एक दरार रोधी के रूप में कार्य करता है, ऑस्टेनिट चरण में शुरू होने वाले दरारें जब वे फेराइट दाने से मिलते हैं, तो दरार प्रसार को सीमित करते हैं।यह दो-चरण संरचनात्मक विशेषता है जो एससीसी प्रतिरोध में चरण-परिवर्तन सुधार प्रदान करती है, न कि केवल उच्च मिश्र धातु सामग्री।
4स्टेनलेस स्टील में किस तापमान पर क्लोराइड एससीसी होता है?
कोई एकल थ्रेशोल्ड तापमान नहीं है; SCC का जोखिम तापमान के साथ क्रमिक रूप से बढ़ता है और क्लोराइड एकाग्रता, तन्यता तनाव परिमाण और ग्रेड के संयुक्त प्रभाव पर निर्भर करता है।परिवेश के तापमान पर (लगभग 50 से 60 डिग्री सेल्सियस से कम)ऑस्टेनिटिक स्टील के क्लोराइड एससीसी अधिकांश व्यावहारिक वातावरणों में दुर्लभ है। जैसे-जैसे तापमान लगभग 60°C से ऊपर बढ़ता है, जोखिम बढ़ता है।और 80°C से ऊपर 100°C पर क्लोराइड के साथऑस्टेनिटिक ग्रेड में एससीसी का खतरा महत्वपूर्ण हो जाता है। The critical factor is the combination of chloride concentration and temperature — a low chloride level at high temperature or a high chloride level at moderate temperature