1. Termal Genleşme: Sıcaklık Değişikliklerinin Neden Olduğu Yapısal Yer Değiştirme ve Gerilme Yoğunlaşması
Paslanmaz çelik, yüksek termal genleşme katsayısına sahip bir metal malzemedir; bu, yüksek sıcaklıkta açıkça uzayacağı, ancak hızla soğutulduğunda hızla küçüleceği anlamına gelir. Yapısal tasarımın bu yer değiştirmeleri etkili bir şekilde absorbe edememesi aşağıdaki sorunları beraberinde getirecektir:
-
Gevşek veya deforme olmuş bağlantı
Büyük-ölçekli soğuk depo ekipmanlarında, soğutma boru hatlarında veya açık deniz platformlarında tekrarlanan sıcaklık farkı döngüleri, flanşların, kaynakların ve cıvatalı bağlantıların ek termal gerilime maruz kalmasına neden olacaktır.
-
Ekipmanın iç stres birikimi
Termal genleşme ve soğuk büzülme, malzemede kademeli olarak stres biriktirecek ve uzun-dönemli eylem, mikro çatlakların başlamasına yol açacak ve bu da sonuçta yapısal yorulmaya veya kopmaya yol açacaktır.
-
Montaj boşluğunun değişmesi performansı etkiler
Düşük-sıcaklık kabini ve yüksek-basınçlı kap gibi özel ekipmanlar çok hassas bir sızdırmazlık yapısına ihtiyaç duyar. Sıcaklık farkından kaynaklanan boşluk değişimi güvenliği veya sızdırmazlık performansını etkileyebilir.
Bu nedenle, gerilim yoğunlaşmasını önlemek için tasarım aşamasında genleşme derzleri, esnek boru bölümleri veya makul genleşme alanı dikkate alınmalıdır.
2. Gerilim korozyonu riski: sıcaklık farkı ve aşındırıcı ortam birlikte çalışır
Paslanmaz çelik, denizcilik mühendisliğinde veya nemli ve yüksek tuzlu ortamlarda iyi bir korozyon direncine sahip olmasına rağmen aşırı sıcaklık farkı, stresli korozyon riskini artırabilir. Sebepler şunları içerir:
-
Yüzey pasivasyon filmi hasarlı
Sıcaklık değişimi pasifleştirme filminin lokal kararsızlığına yol açabilir, bu da klorür iyonlarının nüfuz etmesini kolaylaştırır, dolayısıyla oyuklanma korozyonunu veya çatlak korozyonunu hızlandırır.
-
Alternatif soğuk ve sıcak, aşındırıcı ortamın sızmasını derinleştirir.
Malzeme sıcak ve soğuk döngülerle karşılaştığında, mikro{0}}çatlaklar tekrar tekrar açılıp kapanarak aşındırıcı ortamlara erişim kanalları sağlar.
-
Artık stres ve çevresel stresin süperpozisyonu
Dalga etkisi, mekanik titreşim veya iç basınç etkisi altında, dış kuvvet ve termal gerilimin üst üste gelmesi nedeniyle gerilim korozyon çatlağının (SCC) meydana gelme olasılığı daha yüksektir.
Deniz yapılarında, deniz suyu ısı eşanjörlerinde, yoğunlaştırıcılarda ve kıyı ekipmanlarında, klorür korozyon direncini arttırmak için sıklıkla dubleks paslanmaz çelik veya nikel-bazlı alaşımlar kullanılır.
3. Soğuk kırılganlık: Malzemelerin tokluğu düşük sıcaklıkta azalır.
Sıcaklık belirli bir aralığa düştüğünde bazı paslanmaz çeliklerin tokluğu azalacaktır, yani malzemeler darbe veya ani gerilim altında gevrek kırılmaya daha yatkın hale gelir. Ana performans aşağıdaki gibidir:
-
Darbe dayanıklılığı açıkça azalır
Örneğin, östenitik paslanmaz çelik genellikle iyi performans gösterir, ancak ferritik veya martensitik paslanmaz çeliğin tokluğu düşük sıcaklıkta belirgin bir şekilde azalır, bu nedenle düşük sıcaklıktaki ekipmanlarda kullanıldığında dikkatli olunmalıdır.
-
Kaynak alanı gevrek kırılmaya daha yatkındır
Kaynak metali ve ısıdan etkilenen bölge (HAZ), düşük sıcaklıkta farklı gevrekleşme eğilimleri gösterebilir, bu nedenle kaynak malzemeleri ve işlemlerinin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
-
Malzeme seçimi gerçek çalışma koşullarına uygun olmalıdır
Örneğin, soğuk depolamanın soğutma sistemi, sıvılaştırılmış gaz ekipmanı ve aşırı soğuk alanlardaki 316L dış mekan yapıları, 304.316l veya mükemmel düşük-sıcaklık dayanıklılığına sahip özel düşük-sıcaklık çeliğini kullanmayı tercih eder.
4.Mühendislik uygulamalarında öneriler
Yukarıdaki performans değişikliklerine bağlı olarak paslanmaz çelik, aşırı sıcaklık farkı senaryolarında aşağıdaki mühendislik stratejilerine dikkat etmelidir:
- Östenitik paslanmaz çelik veya dubleks paslanmaz çelik gibi düşük sıcaklık ve yüksek sıcaklık stabilitesine uygun bir alaşım seçin.
- Stres yoğunlaşmasını önlemek için tasarım aşamasında termal genleşme alanı ayırın.
- Daha güçlü klorür korozyon direncine sahip malzemeler kullanın veya yüzey güçlendirme işlemini benimseyin.
- Genel yapısal güvenilirliği artırmak için önemli parçalarda kaynak prosesi yönetimini güçlendirin.
- Özellikle kaynaklar, flanşlar ve-uzun vadeli stresli alanlar için periyodik bakım incelemesi yapın.
