La corrosión por oxidación a alta-temperatura se produce principalmente cuando el tubo calefactor se expone al aire a más de 500 grados en condiciones de combustión seca o calentamiento en fase-gas. El oxígeno de la atmósfera reacciona con los elementos de hierro, cromo y níquel de la superficie del metal para generar incrustaciones de óxido. La capa de óxido está suelta y es fácil de desprender continuamente, lo que produce un adelgazamiento progresivo de la pared de la tubería, fragilización del material y daños locales por perforación. Esta falla a menudo aparece en la sección expuesta por encima del nivel de líquido de los equipos de calentamiento de líquidos y tuberías de calentamiento de hornos secos.
1. Principio de la reacción de oxidación
A temperatura normal, el acero inoxidable 316 forma una película pasiva compacta de óxido de cromo para bloquear la oxidación. Cuando la temperatura aumenta bruscamente y supera la temperatura crítica de oxidación, la película protectora original se destruye. El cromo, el hierro y el níquel sufren secuencialmente reacciones de oxidación para generar óxidos mixtos que incluyen Cr₂O₃, FeO y Fe₂O₃. La incrustación de óxido recién formada tiene una gran diferencia en el coeficiente de expansión térmica con respecto al metal base. Durante los procesos alternos de frío y calor, la capa de óxido se agrieta y se cae, dejando al descubierto una matriz metálica fresca. La matriz se oxida y pela repetidamente y el espesor de la pared de la tubería disminuye año tras año. En aire a alta-temperatura que contiene vapor de agua, las moléculas de agua penetrarán la capa de óxido y acelerarán la oxidación interna a lo largo de los límites de los granos, causando daño por oxidación intergranular.
2. Posiciones de ocurrencia típica
Línea de nivel de líquido sección superior de tubería expuesta: -quema en seco a largo plazo en aire caliente sin enfriamiento medio, la temperatura de la superficie excede con creces la parte sumergida;
Extremos de tuberías de calefacción y terminales de cableado: la mala disipación de calor provoca sobrecalentamiento local y decoloración por oxidación prioritaria;
Tubos de calentamiento de hornos: completamente expuestos a un ambiente de gas de alta-temperatura sin aislamiento líquido.
3. Principales condiciones aceleradoras
Quema seca sostenida sin inmersión en líquido, sin disipación de calor media que genera una temperatura superficial ultra-alta;
Ambiente con alta humedad o gases de combustión que contienen azufre-, que corroen y destruyen la película protectora de óxido;
El inicio frecuente-detiene los ciclos térmicos, lo que hace que las capas de óxido se pelen y se regeneren repetidamente;
Rayones y daños en la película de pasivación en la superficie de la tubería, perdiendo la barrera antioxidación inicial.
4. Medidas multi-de prevención y control multidimensionales
① Instale la protección de bloqueo del nivel de líquido.
Configura el dispositivo de apagado-de conexión de detección de nivel de líquido. Una vez que el nivel del líquido sea inferior a la altura de inmersión segura, corte la energía inmediatamente para erradicar por completo la quema en seco y la oxidación en fase -gas-de alta temperatura.
② Optimizar el diseño de densidad de potencia
Haga coincidir razonablemente la potencia de calefacción de acuerdo con las condiciones de disipación de calor, evite una carga de calor excesiva en un solo-punto, evite que la temperatura de sobrecalentamiento local exceda el límite de anti-oxidación del material 316.
③ Fortalecer el tratamiento anti-oxidación de la superficie
Lleve a cabo una pasivación integral o electropulido para mejorar la compacidad y la estabilidad a altas temperaturas-de la superficie de la película rica en cromo-; Para-condiciones de trabajo de calefacción de gas a largo plazo, se puede aplicar un revestimiento antioxidante-de alta-temperatura en la pared exterior.
④ Aislar el ambiente de gas corrosivo
Agregue una funda exterior sellada o una protección de gas inerte para los tubos de calefacción que trabajan con gases de combustión que contienen azufre-y húmedos-de alta temperatura, para reducir el contacto directo entre la matriz y la atmósfera oxidativa.
⑤ Mejora del grado del material
Para condiciones de trabajo-de exposición a altas-temperaturas a largo plazo, reemplace el 316 con acero inoxidable 310S resistente a altas-temperaturas, que tiene un mayor contenido de cromo-níquel y un excelente rendimiento anti-oxidación y anti-descamación a altas-temperaturas.
5. Tabla comparativa del efecto de la prevención
表格
| Modo de control | Grado de corrosión por oxidación | Sugerencia de aplicación |
|---|---|---|
| Sin protección de nivel de líquido + combustión en seco-a largo plazo | Oxidación severa y descamación. | Estrictamente prohibido en el diseño de equipos. |
| Interbloqueo de nivel de líquido + configuración de energía estándar | Básico sin oxidación evidente. | Esquema estándar de calentamiento de líquidos convencional. |
| Actualice a acero 310S para altas-temperaturas + aislamiento de gas | Antioxidación-estable a largo plazo- | Calderas de alta-temperatura y equipos de calefacción a gas |
Conclusión
La oxidación a alta-temperatura de 316 tubos calefactores es esencialmente el consumo continuo de elementos metálicos por parte del oxígeno atmosférico en condiciones de sobrecalentamiento. El medio más fundamental es eliminar el sobrecalentamiento de la combustión en seco del enlace de control eléctrico. Combinado con un tratamiento de protección de la superficie y el reemplazo de material específico para condiciones de trabajo especiales, se puede evitar eficazmente la pérdida causada por la oxidación a alta-temperatura, el adelgazamiento y el pelado de los tubos calefactores.
