אילו מדדי בקרת טומאה יש להגדיר עבור חומרי גלם כדי לשפר את עמידות בפני קורוזיה של צינורות חימום נירוסטה 316?
צינורות חימום חשמליים 316 נירוסטה מיושמים באופן נרחב בחימום כימי, טיפול בשפכים ותרחישים תעשייתיים ימיים בשל עמידותם הבסיסית בפני קורוזיה כלוריד. עם זאת, כשל קורוזיה בבור עדיין מתרחש לעתים קרובות בסביבות תעשייתיות-גבוהות ובסביבות תעשייתיות חומציות, אפילו עבור צינורות נירוסטה 316 מסחריים מוסמכים. מספר רב של נתוני ניתוח כשל מראים שרוב פגמי הבור המקומי אינם נגרמים מהרכב סגסוגת נומינלי לא מספיק, אלא מזיהומים מופרזים והפרדה לא אחידה של רכיבים בחומרי פלדה גלם. תכלילים זעירים של זיהומים הופכים לנקודות הפעלה של קורוזיה אלקטרוכימית, שיכולות בקלות לגרום לפירוק סרט פסיבי והתפשטות מהירה של בור תחת שחיקה של יוני כלוריד. לכן, קביעת אינדיקטורים מדעיים וקפדניים של בקרת טומאה בחומרי גלם היא התנאי הבסיסי לשיפור היסוד של עמידות בפני קורוזיה של 316 צינורות חימום מנירוסטה ולייצב את אמינות הפעולה לטווח ארוך-.
בתקני רכש ובדיקה מסורתיים של חומרי גלם עבור נירוסטה 316, אינדיקטורים לזיהוי מתמקדים בעיקר בתוכן של יסודות סגסוגת עיקריים כולל כרום, ניקל ומוליבדן, בעוד שהשליטה על זיהומים עקבות רופפת יחסית. זיהומים מזיקים נפוצים בחומרי גלם פלדה כוללים בעיקר גופרית, זרחן, חמצן ושאריות יסודות מתכת כבדה. אלמנטים גופרית קלים ליצור תכלילים של מנגן גופרתי במהלך התכת פלדה וגלגול. לתכלילים הלא--מתכתיים הללו יש התאמה פוטנציאלית לקויה עם מטריצת הנירוסטה, שתיצור תאים מיקרו-גלוונים במדיה קורוזיבית. יוני כלוריד ישחקו ללא הרף את המטריצה סביב התכלילים, ובסופו של דבר יוצרות חורים ברורים. באופן דומה, תכולת זרחן מופרזת תפחית את קומפקטיות גבול התבואה של נירוסטה, תהרוס את המשכיות הסרט הפסיבי של פני השטח ותפחית משמעותית את סף קורוזיה של צינורות חימום בסביבות-כלורידיות גבוהות.
מחקר זה מסכם שלושה אינדיקטורים מרכזיים לבקרת זיהומים המתאימים לחומרי גלם של צינורות לחימום- נגד קורוזיה באמצעות בדיקות קורוזיה השוואתיות וניתוח מיקרו-מבנה של חומרים. ראשית, יש לשלוט בקפדנות על תכולת הגופרית מתחת ל-0.008%. התכת גופרית נמוכה- יכולה להפחית ביעילות את היווצרותם של תכלילים גופרתיים ולחסל את המקור העיקרי המושרה של קורוזיה בבור. שנית, מגבלת הזרחן נקבעת בטווח של 0.03%, מה שמונע שביריות גבול התבואה ופגמים מבניים של סרט פסיבי הנגרמים מהפרדת זרחן. שלישית, תכולת החמצן הכוללת ודרגת הכללת תחמוצת שיורית צריכות להיות מדורגות בקפדנות, ותכלילי תחמוצת מגודלים גדולים מ-5 מיקרומטר אסורים, כדי למנוע תעלות קורוזיה מיקרו-פגמים על פני הצינור. בנוסף, יש לייצב את תכולת שאריות הפחמן בטווח הסטנדרטי כדי למנוע רגישות קורוזיה בין-גרגירית במהלך כיפוף צינורות ועיבוד{10} בטמפרטורה גבוהה.
בדיקות אימות השוואתיות מאשרות ש-316 צינורות חימום מנירוסטה המוקרנים על ידי תקן בקרת טומאה אופטימלי מראים עמידות בפני קורוזיה משופרת משמעותית. בבדיקות מתחלפות של ריסוס מלח כלוריד בריכוז- גבוה, זמן התחלת הפיתול של צינורות חומר גלם אופטימליים מתעכב ביותר מ-60% בהשוואה לצינורות חומר גלם קונבנציונליים, ועומק הבור וצפיפות הבור מופחתים מאוד. בדיקות אלקטרוכימיות מראות כי פוטנציאל הפירוק של חומרים אופטימליים גדל ב-120mV, מה שמצביע על עמידות חזקה יותר לשחיקת יוני כלוריד. ביישום תעשייתי בפועל, צינורות חימום עם בקרת זיהומים קפדנית יכולים לשמור על פעולה יציבה במשך יותר מ-16 חודשים בסביבות שפכים- גבוהות במלח, בעוד שצינורות קונבנציונליים סובלים לעתים קרובות מכשל דליפת בור בתוך 5 עד 8 חודשים.
לסיכום, תאימות לרכיבי סגסוגת עיקריים אינה יכולה להבטיח באופן מלא את הביצועים נגד-התפרצויות של 316 צינורות חימום מנירוסטה. שליטה קפדנית על זיהומים מזיקים עקבות כגון תכלילי גופרית, זרחן ותחמוצת היא האמצעי הטכני העיקרי להעלמת פגמי חומר אינהרנטיים ולשיפור עמידות בפני קורוזיה בבור. ניסוח תקנים ממוקדים לסינון זיהומים בחומרי גלם עבור מוצרי צינורות לחימום- נגד קורוזיה יכול לפתור ביעילות את הבעיה של עמידות לא עקבית בפני קורוזיה של מוצרי אצווה, לשפר את יכולת ההסתגלות הסביבתית של 316 צינורות חימום מנירוסטה בתנאי עבודה קשים המכילים כלוריד-, ולהפחית את עלויות החלפת ציוד נגד קורוזיה{7} ומערכות תחזוקה תעשייתיות.
