La corrosion par oxydation à haute -température se produit principalement lorsque le tube chauffant est exposé à de l'air à plus de 500 degrés dans des conditions de combustion à sec ou de chauffage en phase gazeuse-. L'oxygène présent dans l'atmosphère réagit avec les éléments de fer, de chrome et de nickel présents à la surface du métal pour générer des écailles d'oxyde. La couche d'oxyde est lâche et facile à décoller en continu, ce qui entraîne un amincissement progressif de la paroi du tuyau, une fragilisation du matériau et des dommages locaux par perforation. Cette défaillance apparaît souvent dans la section exposée au-dessus du niveau de liquide des équipements de chauffage de liquide et des canalisations de chauffage à four sec.
1. Principe de réaction d'oxydation
À température normale, l'acier inoxydable 316 forme un film passif compact d'oxyde de chrome pour bloquer l'oxydation. Lorsque la température augmente fortement et dépasse la température critique d'oxydation, le film protecteur d'origine est détruit. Le chrome, le fer et le nickel subissent séquentiellement des réactions d'oxydation pour générer des oxydes mixtes comprenant Cr₂O₃, FeO et Fe₂O₃. La calamine d'oxyde nouvellement formée présente une grande différence de coefficient de dilatation thermique par rapport au métal de base. Lors de processus alternés à froid et à chaud, la couche d'oxyde se fissure et tombe, exposant une nouvelle matrice métallique. La matrice est oxydée et pelée à plusieurs reprises, et l'épaisseur de la paroi du tuyau diminue d'année en année. Dans l'air à haute température contenant de la vapeur d'eau, les molécules d'eau pénètrent dans la couche d'oxyde et accélèrent l'oxydation interne le long des joints de grains, provoquant des dommages par oxydation intergranulaire.
2. Positions typiques de l'événement
Section supérieure exposée du tuyau exposé de la ligne de niveau de liquide : combustion sèche à long terme dans l'air chaud sans refroidissement moyen, la température de surface dépasse de loin la partie immergée ;
Extrémités des tuyaux de chauffage et bornes de câblage : une mauvaise dissipation de la chaleur entraîne une surchauffe locale et une décoloration par oxydation prioritaire ;
Tubes chauffants du four : entièrement exposés à un environnement gazeux à haute température-sans isolation liquide.
3. Principales conditions accélératrices
Combustion à sec prolongée sans immersion dans le liquide, pas de dissipation thermique moyenne conduisant à une température de surface ultra-élevée ;
Environnement de gaz de combustion à forte humidité ou contenant du soufre-, qui corrode et détruit le film protecteur d'oxyde ;
Démarrage-arrêt fréquent des cycles thermiques, permettant aux couches d'oxyde de se décoller et de se régénérer de manière répétée ;
Rayures et dommages causés par le film de passivation sur la surface du tuyau, perdant la barrière anti--initiale contre l'oxydation.
4. Mesures de prévention et de contrôle multidimensionnelles-
① Installer la protection de verrouillage du niveau de liquide
Configurez l'appareil de liaison de détection de niveau de liquide-hors tension. Une fois que le niveau de liquide est inférieur à la hauteur d'immersion sûre, coupez immédiatement l'alimentation électrique pour éradiquer complètement la combustion à sec et l'oxydation en phase gazeuse à haute -température-.
② Optimiser la conception de la densité de puissance
Adaptez raisonnablement la puissance de chauffage en fonction des conditions de dissipation thermique, évitez une charge thermique excessive-en un seul point, évitez que la température de surchauffe locale ne dépasse la limite d'anti-oxydation du matériau 316.
③ Renforcer le traitement anti-oxydation-de surface
Effectuer une passivation intégrale ou un électropolissage pour améliorer la compacité et la stabilité à haute -température du film de surface riche en chrome- ; pour des conditions de travail de chauffage au gaz à long-, un revêtement anti-oxydation-à haute température-peut être appliqué sur la paroi extérieure.
④ Isoler l'environnement gazeux corrosif
Ajoutez un manchon extérieur scellé ou une protection contre un gaz inerte pour les tubes chauffants fonctionnant dans des gaz de combustion contenant du soufre-et humides à haute température-, réduisez le contact direct entre la matrice et l'atmosphère oxydante.
⑤ Amélioration de la qualité du matériau
Pour des conditions de travail-à long terme exposées à des-températures élevées, remplacez le 316 par de l'acier inoxydable 310S résistant aux hautes-températures, qui a une teneur plus élevée en chrome-nickel et d'excellentes performances d'anti-oxydation et d'anti-pelage à haute température.
5. Tableau de comparaison des effets de la prévention
表格
| Mode de contrôle | Degré de corrosion par oxydation | Suggestions d'application |
|---|---|---|
| Aucune protection contre le niveau de liquide + combustion à sec à long terme | Oxydation et pelage sévères | Strictement interdit dans la conception des équipements |
| Verrouillage du niveau de liquide + configuration d'alimentation standard | Basique pas d'oxydation évidente | Schéma standard conventionnel de chauffage des liquides |
| Passez à l'acier 310S haute-température + isolation gazeuse | Anti-oxydation-stable à long terme- | Fournaise à haute-température et équipement de chauffage au gaz |
Conclusion
L'oxydation à haute -température de 316 tubes chauffants correspond essentiellement à la consommation continue d'éléments métalliques par l'oxygène atmosphérique dans des conditions de surchauffe. Le moyen le plus fondamental consiste à éliminer la surchauffe de la combustion à sec du lien de commande électrique. En combinaison avec un traitement de protection de surface et un remplacement ciblé des matériaux pour des conditions de travail particulières, les pertes causées par l'amincissement par oxydation à haute température et le pelage des tubes chauffants peuvent être efficacement évitées.
