Optymalny gatunek stali do medium z wodą przemysłową
Pytanie1 - Jaki gatunek stali najbardziej optymalny wytrzymałościowo zastosować do medium którym jest woda przemysłowa o parametrach: pH=7,9, twardość ogólna 18,8DH, chlorki 244mg/l, siarczany 141mg/l, (profil jaki jest wymagany to rura 88,9x5, która będzie gięta w okrąg o promieniu 2320mm)
Pytanie2 - Czy przy medium o takich parametrach jak wyżej jest prawdopodobne wystąpienie korozji punktowej w czasie 2 miesięcy od momentu rozpoczęcia użytkowania? Materiał jaki był zastosowany to 0H18N9 profil-rura 88,9x5 (gięta w okrąg). Czy są podstawy do zgłoszenia reklamacji w takim przypadku, bo zastanawiający jest jeszcze fakt, że wcześniej w tym samym miejscu były zastosowane rury ze stali zwykłej, które wytrzymywały, co najmniej 2 lata. Czy w tych warunkach stal zwykła będzie bardziej wytrzymała na korozję?
Generalne zalecenie odnośnie stosowania stali nierdzewnych w środowisku wody pitnej zaleca użycie stali typu 1.4301/1.4307 (AISI 304) do zawartości chlorków poniżej 200mg/l, a stal typu 1.4401/1.4404 (AISI 316) dla wody o stężeniu chlorków między 200 a 500mg/l.
Wystąpienie korozji wżerowej na powierzchni rury ze stali 0H18N9 tj. X5CrNi18-10, 1.4301, AISI 304 po dwóch miesiącach eksploatacji mogło wystąpić dla podanego stężenia chlorków, ponieważ ten gatunek jest zalecany do kontaktu z wodą pitną zawierającą chlorki w stężeniu maksymalnie do 200mg/l. Ponadto na szybkość korozji w podanych warunkach będzie wpływać temperatura transportowanej wody. Wyższa temperatura przyspieszy zjawiska korozyjne i skróci czas eksploatacji elementów.
Tak, krótka eksploatacja rury ze stali nierdzewnej może być spowodowana wieloma czynnikami począwszy do źle dobranego materiału do zbyt surowych warunków eksploatacji, nieprawidłowej konstrukcji instalacji ze względu na obszary sprzyjające rozwojowi korozji szczelinowej oraz nieprawidłowego spawania elementów, które mogło pogorszyć całkowitą odporność materiału. Na odporność korozyjną może również wpływać metoda kształtowania, formowania elementów do finalnego kształtu.
Oprócz tego o odporności całego materiału decyduje najsłabsze miejsce w konstrukcji np. połączenia spawane, które mogły być miejscem uwrażliwienia na korozję i w efekcie, w tych obszarach może dojść do korozji wżerowej. Nie bez znaczenia jest także szybkość przepływu medium, która powinna być dostatecznie duża, aby nie dopuścić do odkładania się osadów stanowiących miejsce rozwoju korozji szczelinowej.
W podanych warunkach z powodzeniem może pracować stal nierdzewna przynajmniej gatunku 1.4401 czyli AISI 316L, a także stal duplex typu 1.4462, które są dopuszczane do użytku w wodzie o stężeniu chlorków od 200 do 1000mg/l, gdzie stal duplex jest stosowana dla wyższych stężeń chlorków. W przypadku surowych warunków eksploatacji, czyli występowania w instalacji bardzo wąskich szczelin, niskiego pH wody, wysokiej temperatury, niskiego natężenia przepływu oraz innych czynników, które mogą doprowadzić do lokalnej koncentracji stężenia chlorków stal gatunku 1.4307 może być stosowana do stężenia chlorków 50mg/l, a stal 1.4404 do 250mg/l.
Podsumowując, w danych warunkach należało zastosować stal minimum gatunku 1.4404, której bezawaryjny czas eksploatacji będzie dłuższy niż zwykłej stali węglowej. Należy pamiętać, że dla prawidłowego doboru materiału w danych warunkach eksploatacji jest konieczna szczegółowa wiedza odnośnie wszystkich czynników środowiskowych i eksploatacyjnych występujących w danych warunkach pracy.
Literatura
[1]. Peter Cutler, Stainless steels and drinking water around the world, Nickel Development Institute (NiDI)