อิทธิพลสำคัญของความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนในการบำบัดน้ำที่มีต่อการเลือกวัสดุสแตนเลสอยู่ในพลังการทำลายล้างของไอออนคลอไรด์
คลอไรด์ไอออนกำลังเจาะและเปิดใช้งานในสารละลายที่เป็นน้ำ พวกเขาเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อฟิล์มพาสซีฟของสแตนเลสส่วนใหญ่ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบตายตัวสองประเภท:
Pitting: คลอไรด์ไอออนดูดซับที่จุดอ่อนที่สุดของฟิล์มแฝง (เช่นการรวม, รอยขีดข่วน, และความร้อน - โซนของรอยเชื่อมที่ได้รับผลกระทบ) ทำลายฟิล์มพาสซีฟในท้องถิ่น ขั้วบวกขนาดเล็กและเซลล์การกัดกร่อนแคโทดขนาดใหญ่นี้ผลักดันหลุมไปยังการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วและลึกลงไปในโลหะในที่สุดนำไปสู่การเจาะ
การร้าวการกัดกร่อนของความเครียด: ผลรวมของความเครียดแรงดึงและสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนที่เฉพาะเจาะจง (คลอไรด์ไอออนเป็นตัวริเริ่มหลัก) อาจทำให้เกิดการแตกหัก, transgranular ฉับพลันหรือการแตกร้าวระหว่างกันในสแตนเลสแม้ที่ความเครียดต่ำกว่าความแข็งแรงของวัสดุ การโจมตีของ SCC มักจะต้องใช้เกณฑ์ความเข้มข้นของอุณหภูมิและคลอไรด์ไอออน
ความต้านทานของสแตนเลสต่อการกัดกร่อนของคลอไรด์ไอออนไม่ได้ปรับขนาดเป็นเส้นตรง แต่มีเกณฑ์ความเข้มข้นที่สำคัญด้านบนซึ่งใช้สเตนเลสสตีลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอย่างรวดเร็ว คำแนะนำการเลือกวัสดุขึ้นอยู่กับช่วงความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออน:
1. ช่วงความเข้มข้นต่ำ (Cl⁻ <200 ppm และอุณหภูมิ <60 องศา): 304 และ 304L เป็นตัวเลือกที่ประหยัด
แม้ในระดับความเข้มข้นเหล่านี้อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มความเสี่ยงของการเจาะและ SCC อย่างมีนัยสำคัญ ต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งสูงกว่า 50 องศา คลอไรด์ไอออนมีสมาธิอย่างง่ายดายในพื้นที่นิ่งเช่นปะเก็นหน้าแปลนและการเชื่อมต่อเกลียวซึ่งอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนของรอยแยกรุนแรงแม้ที่ความเข้มข้นต่ำ . 304/304L มีความไวต่อสิ่งนี้ คลอไรด์ไอออนสะสมและมีสมาธิในพื้นที่ไหลของน้ำนิ่งได้อย่างง่ายดาย (เช่นก้นถังและปลายตาย) เพิ่มความเสี่ยง
2. ช่วงความเข้มข้นปานกลาง (200 ppm น้อยกว่าหรือเท่ากับCl⁻น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1,500 ppm):
วัสดุหลัก: 316/316L เป็นมาตรฐาน ข้อได้เปรียบหลักของมันอยู่ในการเพิ่ม 2 - โมลิบดีนัม 3% โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความเสถียรของฟิล์มแบบพาสซีฟอย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ มันยับยั้งนิวเคลียสและการแพร่กระจายของการกัดกร่อนของหลุมและเพิ่มศักยภาพของหลุม
จุดวิกฤตและความเสี่ยง:
1500 ppm เป็นเกณฑ์ที่สำคัญโดยทั่วไปถือว่าเป็นขีด จำกัด สูงสุดสำหรับ 316L (โดยเฉพาะที่อุณหภูมิห้อง) เหนือความเข้มข้นนี้ความเสี่ยงจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก
60 องศาเป็นอีกเกณฑ์ที่สำคัญ สูงกว่าอุณหภูมินี้แม้จะมีความเข้มข้นของCL⁻ต่ำกว่า 1,500 ppm ความเสี่ยงของการเจาะและ SCC ใน 316L จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งสูงกว่า 70 องศา
ความเสี่ยงของความผันผวนของกระบวนการ: ความเข้มข้นของCL⁻หรืออุณหภูมิอาจเพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิดในระหว่างการทำงานของระบบ (เช่นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของน้ำดิบหรือการรั่วไหลของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน) ควรพิจารณาระยะขอบด้านความปลอดภัยในระหว่างการออกแบบ
3. ช่วงความเข้มข้นสูง (Cl⁻> 1500 ppm และ/หรืออุณหภูมิ> 60 องศา):
ความเสี่ยงสูงของความล้มเหลว 316/L: ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้หลุมและ SCC ใน 316/L เกือบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ มันเป็นเพียงเรื่องของเวลา พิจารณา Super - สแตนเลสออสเทนนิติกเช่น 904L, 254 SMO และ AL-6XN; และสแตนเลสเพล็กซ์เช่น 2205 และ 2507
โลหะผสมเหล่านี้มีราคาแพงกว่า 304/316 อย่างมีนัยสำคัญดังนั้นการเลือกของพวกเขาจึงต้องมีเหตุผลอย่างละเอียด การเชื่อมความร้อนและอุณหภูมิอินเทอร์ผ่านจะต้องถูกควบคุมอย่างเคร่งครัดเพื่อรักษาความสมดุลของเฟสและความต้านทานการกัดกร่อน แม้แต่เกรดขั้นสูงเหล่านี้ก็มีข้อ จำกัด อุณหภูมิ โปรดปรึกษาคู่มือวัสดุสำหรับรายละเอียด
4. สภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นสูง/รุนแรงมาก (เช่นน้ำเกลือเข้มข้นร้อนน้ำเกลืออุณหภูมิสูงและแรงดันสูง):
ขั้นสูง duplex/super - ขีด จำกัด ออสเทนนิติก: 2507, super - เหล็กเพล็กซ์หรือ super - ออสเทนนิติก (เช่น 654 SMO) อาจเหมาะสมภายใต้เงื่อนไขบางประการ
นิกเกิล - โลหะผสมหรือไทเทเนียม: เมื่อสแตนเลสล้มเหลว, Hastelloy หรือไทเทเนียมจะต้องได้รับการพิจารณา พวกเขามีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของคลอไรด์ไอออน แต่มีค่าใช้จ่ายสูงมาก
ไม่ใช่ - วัสดุโลหะ: เช่นไฟเบอร์กลาส, CPVC, PVDF และพลาสติก/ยางบุเมื่อราคา - ทางเลือกที่มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับความดันปกติหรือท่อความดันต่ำและถังเก็บ