La influencia clave de la concentración de iones de cloruro en el tratamiento del agua en la selección de material de acero inoxidable se encuentra en el poder destructivo de los iones de cloruro.
Los iones de cloruro son extremadamente penetrantes y se activan en soluciones acuosas. Presan una seria amenaza para la película pasiva de acero inoxidable, principalmente causando dos tipos de corrosión localizada mortal:
Las picaduras: los iones de cloruro se adsorben en los puntos más débiles de la película pasiva (como inclusiones, arañazos y el calor - zona de soldaduras afectadas), destruyendo localmente la película pasiva y formando un área anódica (pozo de corrosión), mientras que el área más grande de la película pasiva rodea como un catódico. Este pequeño ánodo y celda de corrosión de cátodo grande impulsa el pozo a propagarse rápida y profundamente en el metal, lo que finalmente conduce a la perforación.
Cracking de corrosión por estrés: los efectos combinados del estrés por tracción y un entorno corrosivo específico (los iones de cloruro son el iniciador primario) pueden causar grietas frágiles, repentinas transgranulares o intergranulares en acero inoxidable, incluso en tensiones muy por debajo de la resistencia al rendimiento del material. El inicio de SCC generalmente requiere una cierta temperatura y umbral de concentración de iones de cloruro.
La resistencia de acero inoxidable a la corrosión de iones de cloruro no se escala linealmente; En cambio, existen umbrales de concentración críticos por encima de los cuales los aceros inoxidables comúnmente usados fallan rápidamente. Las recomendaciones de selección de materiales se basan en el rango de concentración de iones de cloruro:
1. Rango de bajo rango de concentración (CL⁻ <200 ppm y temperatura <60 grados): 304 y 304L son opciones económicas.
Incluso a estas concentraciones, el aumento de las temperaturas aumenta significativamente el riesgo de picaduras y SCC. Se requiere una precaución extrema por encima de 50 grados. Los iones de cloruro se concentran fácilmente en áreas estancadas, como juntas de brida y conexiones roscadas, lo que puede causar una corrosión de grieta severa incluso a bajas concentraciones . 304/304L es sensible a esto. Los iones de cloruro se acumulan y se concentran fácilmente en áreas de flujo de agua estancados (como fondos de tanques y callejones sin salida), aumentando el riesgo.
2. Rango de concentración media (200 ppm menos o igual a Cl⁻ menor o igual a 1500 ppm):
Material principal: 316/316L es el estándar. Su ventaja central se encuentra en la adición de 2 - 3% de molibdeno. El molibdeno mejora significativamente la estabilidad de la película pasiva, especialmente en entornos que contienen cloruro. Inhibe efectivamente la nucleación y la propagación de la corrosión de la picadura y aumenta el potencial de picadura.
Puntos críticos y riesgos:
1500 ppm es un umbral crítico, generalmente considerado el límite superior para 316L (especialmente a temperatura ambiente). Por encima de esta concentración, el riesgo aumenta dramáticamente.
60 grados es otro umbral crítico. Por encima de esta temperatura, incluso con concentraciones de Cl⁻ por debajo de 1500 ppm, el riesgo de picaduras y SCC en 316L aumenta significativamente. Se requiere extrema precaución por encima de 70 grados.
Riesgo de fluctuación del proceso: la concentración o temperatura de Cl⁻ puede aumentar inesperadamente durante la operación del sistema (por ejemplo, debido a los cambios en las fugas de agua o intercambiador de calor). Los márgenes de seguridad deben considerarse durante el diseño.
3. Rango de alto concentración (CL⁻> 1500 ppm y/o temperatura> 60 grados):
Alto riesgo de falla de 316/L: en estas condiciones, las picaduras y SCC en 316/L son casi inevitables; Es solo cuestión de tiempo. Considere súper - aceros inoxidables austeníticos como 904L, 254 SMO y AL-6XN; y aceros inoxidables dúplex como 2205 y 2507.
Estas aleaciones son significativamente más caras que 304/316, por lo que su selección requiere una justificación exhaustiva. La entrada de calor de soldadura y la temperatura de interpasa deben controlarse estrictamente para mantener la resistencia al equilibrio de fase y la corrosión. Incluso estos grados avanzados tienen limitaciones de temperatura; Consulte el manual de material para obtener más detalles.
4. Concentración extremadamente alta/entornos duros (por ejemplo, salmuera concentrada en caliente, salmuera, temperatura alta y alta presión):
Duplex avanzado/super - Límites austeníticos: 2507, super - acero dúplex, o super - austenitics (por ejemplo, 654 smo) puede ser adecuado bajo ciertas condiciones, pero se requiere una precaución extrema.
Níquel - aleaciones basadas en o titanio: cuando el acero inoxidable falla, se debe considerar Hastelloy o titanio. Ofrecen una resistencia incomparable a la corrosión de iones de cloruro, pero son extremadamente costosos.
Non - Materiales metálicos: como fibra de vidrio, CPVC, PVDF y revestimientos de plástico/caucho son alternativas efectivas -, especialmente adecuadas para tuberías de presión o tuberías de baja presión y tanques de almacenamiento.