SS304 Vs SS316 skysčių aušinimo sistemoms: kurią klasę turėtumėte nurodyti?

Kai inžinieriai pradeda projektuoti skysčių aušinimo sistemą, vamzdžių, vožtuvų ir jungiamųjų detalių medžiagų parinkimas retai būna pati įdomiausia projekto dalis. Tai paprastai vyksta tyliai, beveik automatiškai, kai kas nors nenaudoja SS304, nes jis yra pigesnis arba dėl to, kad tai buvo naudojama paskutiniame darbe. Toks įprotis gali brangiai kainuoti. Aušinant skysčiu, per sistemą einantis skystis dažnai yra korozijos šaltinis, o ne išorinė aplinka, o abi rūšys elgiasi labai skirtingai, priklausomai nuo to, kas tame skystyje yra.

Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip SS304 ir SS316 lyginami skysčių aušinimo grandinių kontekste, kokie veiksniai iš tikrųjų turėtų lemti medžiagos pasirinkimą ir kur dažnai kartojami patarimai neatitinka.

 

 

Skysčio aušinimo sistemos nerūdijančio plieno vamzdynai

 

Kodėl aušinimas skysčiu skiriasi nuo kitų korozijos scenarijų

Daugumoje SS304 ir SS316 palyginimų daugiausia dėmesio skiriama išoriniam poveikiui: jūros vandens purslams, pakrančių orui, cheminių medžiagų purslams ant paviršių. Šie scenarijai svarbūs daugelyje pramonės šakų, tačiau skysčio aušinimo sistemos yra kitokio pobūdžio iššūkis. Korozinė grėsmė kyla iš vamzdžio vidaus, o ne iš išorės.

Uždara skysčio aušinimo kilpa nepertraukiamai cirkuliuoja skystį, dažnai esant aukštesnei temperatūrai ir slėgiui, per nerūdijančio plieno komponentus, kurie daugelį metų turi išlikti nesandarūs{0}. Skystis liečiasi su kiekvienu vidiniu paviršiumi: vamzdžių sienelėmis, vožtuvų lizdais, jungiamaisiais sriegiais, alkūnių vidus, trišakio šakomis. Jei tame skystyje yra ėsdinančios cheminės medžiagos, net esant mažoms koncentracijoms, pažeidimai kaupiasi lėtai ir nepastebimai, kol jungiamasis elementas pradeda verkti arba vožtuvo lizdas pradeda įdubti.

Čia aušinimo skysčio chemija tampa pagrindiniu pasirinkimo kintamuoju.

 

Molibdeno vaidmuo: kodėl SS316 geriau susidoroja su agresyviais aušinimo skysčiais

Tiek SS304, tiek SS316 priklauso 300 austenitinio nerūdijančio plieno serijai. Praktinis skirtumas tarp jų yra vienas legiravimo elementas: SS316 yra 2–3 procentai molibdeno, o SS304 jo nėra. Šis molibdeno kiekis lemia puikų SS316 atsparumą duobių ir plyšių korozijai, ypač aplinkoje, kurioje yra chloridų.

Skysčio aušinimo kontūre chloridai į sistemą gali patekti keliais būdais. Daugelyje glikolio{1}}pagrįstų aušinimo skysčių yra korozijos inhibitorių ir biocidų, kai kurie iš jų įveda mažo -koncentracijos chlorido junginių. Vandentiekio vanduo, naudojamas sistemai papildyti, gali turėti likučio chloro arba chloraminų. Netgi dejonizuotas vanduo, kuris yra labai išgrynintas, laikui bėgant gali tapti agresyvus, nes iš sistemos komponentų pasiima jonų pėdsakus.

Taškinė korozija yra gedimo būdas, dėl kurio aušinimo sistemos išjungiamos anksčiau laiko. Jis prasideda nuo mikroskopinių paviršiaus defektų, progresuoja kaip siaura duobė per komponento sienelę ir sukuria smeigtuko nuotėkį, kurį labai sunku rasti ir ištaisyti neišleidus visos kilpos. SS304 yra jautrus šiam gedimui aplinkoje, kurioje yra chlorido. SS316 tam atsparus būtent todėl, kad molibdenas stabilizuoja pasyvų oksido sluoksnį, kuris apsaugo nerūdijantį plieną nuo cheminio poveikio.

 

Aušinimo skysčio tipo ir klasės pasirinkimas: praktinis pagrindas

Užuot taikę bendrą taisyklę, geresnis būdas yra suderinti pažymį su tuo, kas iš tikrųjų teka sistemoje. Žemiau esančioje lentelėje apibendrinami dažniausiai pasitaikantys aušinimo skysčiu scenarijai ir atitinkamos medžiagos rekomendacijos.

 

Aušinimo skysčio tipas	Rekomendacija dėl pažymių	Loginis pagrindas
Švarus minkštas vanduo, kontroliuojamas komunalinis tiekimas (mažas chlorido kiekis)	SS304 priimtinas	Chlorido lygis žemiau korozijos slenksčio; 304 išlaidų pranašumas yra pagrįstas
Etilenglikolio arba propilenglikolio mišiniai su inhibitorių pakuotėmis	Pageidautina SS316	Inhibitorių priedai gali įnešti chloridų; ilgalaikio{0}} poveikio rizika yra reali
Dejonizuotas vanduo (DI vanduo)	SS316L labai pageidautina	DI vanduo yra agresyvus suvirinimo{0}}šilumos paveiktoms zonoms; maža-anglies L klasė sumažina įsijautrinimo riziką
Pakrantės įrenginys arba atviras aušinimo bokštas su atmosferos chlorido poveikiu	SS316 mažiausiai	Atmosferos chlorido užterštumas padidina vidinės korozijos riziką atvirose kilpose
Aukštos{0}}temperatūros pramoninis vėsinimas virš 100 laipsnių	SS316 arba SS316Ti	Padidėjusi temperatūra pagreitina korozijos reakcijas; Molibdeno kiekis suteikia papildomo stabilumo

 

SS304 korpusas nepanaikintas, bet susiaurinamas. Kad uždaras ciklas teka švarus, kontroliuojamas vanduo su minimaliu cheminių priedų kiekiu, SS304 komponentai gali gerai veikti ilgą tarnavimo laiką. Tuo metu, kai aušinimo skysčio chemija tampa sudėtingesnė, SS316 tampa patikimu pasirinkimu.

 

SS316L dėklas suvirintose sistemose

Vienas iš klasės pasirinkimo aspektų, retai pateikiamas bendruosiuose palyginimo straipsniuose, yra skirtumas tarp standartinio SS316 ir jo mažai anglies dioksido išskiriančio varianto SS316L. Skysčio aušinimo sistemoje, pastatytoje su suvirintais vamzdžiais, šis skirtumas yra svarbesnis, nei supranta dauguma inžinierių.

Kai suvirinamas nerūdijantis plienas, dėl proceso metu susidariusios šilumos pliene esanti anglis migruoja link grūdelių ribų ir susijungia su chromu, kad susidarytų chromo karbidai. Šis procesas, vadinamas jautrinimu, išeikvoja chromą iš srities, esančios šalia suvirinimo siūlės. Tos išeikvotos zonos tampa pažeidžiamos korozijai, net jei medžiaga yra labai atspari. Standartiniame SS316 šis efektas yra valdomas, bet yra. SS316L mažas anglies kiekis riboja karbido susidarymą ir išsaugo atsparumą korozijai per karščio{6}}veikiamą zoną.

Skysčio aušinimo sistemose paprastai yra daug suvirintų jungčių, kolektorių ir pagamintų mazgų. Sistemoms, skirtoms veikti dešimt ar daugiau metų, SS316L nurodymas suvirintuose komponentuose yra reikšminga rizikos mažinimo priemonė, o ne tik konservatyvus atnaujinimas.

 

Kai SS304 vis dar yra tinkamas skambutis

Numatytasis SS316 nustatymas ne visada pagrįstas. Yra skysčių aušinimo programų, kuriose SS304 veikia patikimai, o sąnaudos tikrai sutaupomos.

Švarios gėlo vandens linijos patalpose, kontroliuojamoje klimato{0}}aplinkoje, kur vandens chemija reguliariai tikrinama ir prižiūrima, yra aiškiausias atvejis. Liejimo formų aušinimo grandinėse liejimo įrenginiuose, kur išvalytas miesto vanduo yra aušinimo skystis, o sistema reguliariai išleidžiama ir tikrinama, dažnai be problemų naudojami SS304 komponentai. Pramonės įrangos aušinimas naudojant patikrintą mažai-chlorido turintį technologinį vandenį, vadovaujasi ta pačia logika.

Klausimas yra ne tai, kuri klasė paprastai yra geresnė, o tai, kokia yra konkretaus aušinimo skysčio sudėtis ir kiek laiko turi veikti sistema be priežiūros.

 

Penki klausimai, padėsiantys pasirinkti pažymį

Prieš užbaigiant skysčių aušinimo sistemos medžiagos specifikaciją, sprendžiant šiuos klausimus gaunamas aiškesnis atsakymas nei bet kuri bendra taisyklė.

Ar aušinimo skystyje yra glikolio, biocidų ar korozijos inhibitorių paketų? Jei taip, manykite, kad yra chlorido, ir nurodykite SS316.

Ar sistemoje yra suvirintų jungčių? Jei taip, apsvarstykite SS316L, o ne standartinį SS316, skirtą pagamintiems komponentams.

Ar sistema sukurta dešimties ar daugiau metų tarnavimo laikui be papildomos priežiūros? Ilgesnis tarnavimo laikas padidina SS316 pateisinimą net ir santykinai švariuose įrenginiuose.

Ar įrenginys yra pakrantėje ar{0}}daug drėgnoje aplinkoje? Atmosferos chloridas gali patekti į atviras kilpas ir papildomus vandens šaltinius.

Ar aušinimo skystis reguliariai analizuojamas ir prižiūrimas? Kontroliuojama chemija su dokumentuotais vandens kokybės tyrimais yra bet kokio argumento, kad SS304 naudojamas skysčiu aušinant, pagrindas.

 

Pastaba dėl jungiamųjų detalių ir vožtuvų

Ta pati logika, kuri taikoma vamzdžiams ir vamzdeliams, vienodai taikoma vožtuvams, jungiamosioms detalėms ir jungčių komponentams visoje sistemoje. Skysčio aušinimo kilpa, pagaminta iš SS316 vamzdžio, bet su SS304 jungtimis arba rutuliniais vožtuvais, nėra SS316 sistema. Silpniausia medžiaga kilpoje nustato korozijos lubas.

Srauto reguliavimui aušinimo grandinėse3 dalių rutulinis vožtuvas su sriegiuyra ypač praktiškas pasirinkimas. Jo trijų -segmentų korpuso konstrukcija leidžia išimti ir patikrinti vidines dalis, įskaitant rutulį, lizdus ir sandariklius, nenupjaunant vamzdžio ir neišleidžiant visos sistemos. Aušinimo kontūre, kur svarbus veiksnumo laikas, toks aptarnavimas vietoje yra tikras eksploatavimo pranašumas. Nurodę trijų dalių rutulinį vožtuvą SS316 arba SS316L izoliacijos ir aplinkkelio taškuose techninės priežiūros komandai suteikiamas komponentas, kurį jie gali aptarnauti pagal suplanuotą grafiką, o ne avariniu atveju.

Sujungimo taškuose visoje kilpojeNerūdijančio plieno sąjungayra standartinis sprendimas sekcijoms, kurias gali tekti atjungti atliekant techninę priežiūrą ar pakeitimą. Kai sistemoje naudojamas SS316, jungtys turi sutapti, o sriegio forma turi būti nuosekliai nurodyta, kad būtų išvengta nesutampančių jungiamųjų detalių, kurios sukuria plyšių sąlygas jungtyje.

LEADTEK gamina ir 3-dalių rutulinius vožtuvus, ir nerūdijančio plieno jungtis SS304 ir SS316, pagamintus pagal ISO 4144 standartus savo 37 000 kvadratinių metrų gamykloje Kudžou mieste, Džedziange, su daugiau nei 30 metų precizinio liejimo patirtimi už kiekvieną komponentą. Projektams, kuriuose svarbi medžiagų dokumentacija, LEADTEK pagal pageidavimą suteikia visišką medžiagų atsekamumo ir malūno bandymo sertifikatus su vidinio spektrometro bandymu, kad būtų patvirtinta lydinio sudėtis prieš išsiunčiant.

 

LEADTEK nerūdijančio plieno sąjunga

 

Suburti tai kartu

SS304 ir SS316 klausimas skysčių aušinimo sistemose iš tikrųjų yra klausimas apie aušinimo skysčio chemiją ir tarnavimo laiką. Bendrosiose gairėse, kuriose teigiama, kad „naudokite SS316 viskam, kas skysta“, pervertinamas atvejis ir atsiranda nereikalingų išlaidų naudojant mažos-rizikos programas. Rekomendacijose, kuriose šios dvi rūšys laikomos sukeičiamomis, nepakankamai įvertinama glikolio kilpų, pakrančių įrenginių ir ilgos{6}}trukmės sistemų gedimo rizika.

Praktinis atsakymas yra įvertinti, kas yra skystyje, nustatyti, ar sistemoje bus suvirinti mazgai, apsvarstyti, kiek laiko sistemai reikia veikti be didesnio įsikišimo, ir tada pasirinkti tas sąlygas atitinkančią rūšį. Daugeliui pramoninių ir komercinių aušinimo įrenginių, kuriuose naudojami glikolio{1}} aušinimo skysčiai, SS316 arba SS316L yra tinkama specifikacija. Švarioms, kontroliuojamoms gėlo vandens kilpoms su patikrinta chemija SS304 išlieka ekonomiškas ir techniškai patikimas pasirinkimas.

Šio sprendimo priėmimas projektavimo etape nieko nekainuoja. Suklydimas dažniausiai iškyla kaip priežiūros problema praėjus keleriems metams po paleidimo, kai kilpa yra giliai mašinos rėmo viduje, originalus inžinierius pajudėjo ir niekas negali lengvai paaiškinti, kodėl jungiamosios detalės verkia.