Αντοχή στη διάβρωση σε διάβρωση και ρωγμές του Incoloy 925

1. Μηχανισμοί πυρήνα αντίστασης στη διάβρωση οπών και ρωγμών

Υψηλή περιεκτικότητα σε χρώμιο (19,0–21,0 wt%): Το χρώμιο σχηματίζει ένα πυκνό, προσκολλημένο και αυτο-θεραπευόμενο παθητικό φιλμ οξειδίου του χρωμίου στην επιφάνεια του κράματος. Αυτό το φιλμ δρα ως φυσικό και χημικό φράγμα, αποτρέποντας τα διαβρωτικά ιόντα (ειδικά Cl-) να διεισδύσουν στο υπόστρωμα και να ξεκινήσουν τη διάβρωση.

Προσθήκη μολυβδαινίου (2,5–3,5 wt%): Το μολυβδαίνιο είναι βασικό στοιχείο για την ενίσχυση της τοπικής αντοχής στη διάβρωση. Συμμετέχει στο σχηματισμό του παθητικού φιλμ, βελτιώνοντας τη σταθερότητα και τη συμπαγή του φιλμ. Το πιο σημαντικό, το μολυβδαίνιο μπορεί να αναστείλει την προσρόφηση του Cl- στην επιφάνεια του κράματος και να αποτρέψει τη διάσπαση του παθητικού φιλμ που προκαλείται από τη συσσώρευση ιόντων χλωρίου.

Κράμα χαλκού (1,5–3,0 wt%): Ο χαλκός ενισχύει την αντίσταση του κράματος σε μειωτικά όξινα περιβάλλοντα (π.χ. θειικό οξύ, μέσα φωσφορικού οξέος) και βελτιώνει συνεργικά τη σταθερότητα του παθητικού φιλμ σε μικτά μέσα που περιέχουν χλωριούχα-.

Αυστηρός έλεγχος επιβλαβών στοιχείων: Όπως σημειώθηκε προηγουμένως, τα χαμηλά όρια των C (Μικρότερο ή ίσο με 0,03 wt%), S (Μικρότερο ή ίσο με 0,015 wt%) και P (Μικρότερο ή ίσο με 0,020 wt%) αποφεύγουν το σχηματισμό ιζημάτων καρβιδίου, εγκλείσματα θειούχου και άλλα ελαττώματα. Αυτά τα ελαττώματα είναι πιθανές θέσεις εκκίνησης για διάβρωση με κοιλότητες και ρωγμές. Η εξάλειψή τους εξασφαλίζει την ομοιομορφία της παθητικής μεμβράνης και της δομής του υποστρώματος.

Μικροδομή ενίσχυσης βροχοπτώσεων: Μετά από κατάλληλη θερμική επεξεργασία (ανόπτηση διαλύματος + γήρανση), το κράμα καθιζάνει τη λεπτή φάση (Ni3(Ti,Al)) και τα καρβίδια, τα οποία ενισχύουν τη μηχανική αντοχή χωρίς να διακυβεύεται σημαντικά η αντοχή στη διάβρωση. Η ομοιόμορφη κατανομή των ιζημάτων αποφεύγει τις μικροδομικές ετερογένειες που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε τοπική διάβρωση.

2. Απόδοση σε τυπικά διαβρωτικά περιβάλλοντα

Υδατικά διαλύματα που περιέχουν-χλωρίδιο: Σε θαλασσινό νερό, άλμη αλμυρής λίμνης και βιομηχανικό ψυκτικό νερό με υψηλές συγκεντρώσεις χλωρίου, το κράμα διατηρεί εξαιρετική αντίσταση στα σκασίματα.

Για το Incoloy 925, η τιμή PREN είναι γενικά πάνω από 35, που είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των συνηθισμένων ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβων (π.χ. ανοξείδωτος χάλυβας 304 με PREN ≈ 18). Αυτή η υψηλή τιμή PREN υποδηλώνει την ισχυρή του ικανότητα να αντιστέκεται στη διάβρωση με κοιλότητες σε περιβάλλοντα χλωρίου.

Σενάρια διάβρωσης ρωγμών: Σε συνθήκες ρωγμών, όπως συνδέσεις φλάντζας, κοχλιωμένες ενώσεις και φύλλα σωλήνων εναλλάκτη θερμότητας, όπου τα στάσιμα διαβρωτικά μέσα είναι επιρρεπή στη συσσώρευση, το Incoloy 925 παρουσιάζει καλή αντοχή στη διάβρωση στις ρωγμές. Δοκιμές έδειξαν ότι σε διάλυμα NaCl 3,5 wt% στους 60 βαθμούς, το κράμα δεν παράγει εμφανή διάβρωση ρωγμών ακόμη και μετά από μακροπρόθεσμη εμβάπτιση, ενώ οι συμβατικοί ανοξείδωτοι χάλυβες μπορεί να υποφέρουν από σοβαρή διάβρωση ρωγμών υπό τις ίδιες συνθήκες.

Περιβάλλοντα παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου: Σε περιβάλλοντα κάτω οπών που περιέχουν ιόντα H2S, CO2 και χλωριούχο (οι λεγόμενες-συνθήκες "ξινής εξυπηρέτησης"), το κράμα αντιστέκεται στη διάβρωση με αυλάκια και ρωγμές που προκαλούνται από τη συνδυασμένη δράση διαβρωτικών αερίων και ιόντων, καθιστώντας το κατάλληλο για την κατασκευή σωληνωτών κάτω οπών, εξαρτημάτων κεφαλής φρεατίου.

Μέσα χημικής επεξεργασίας: Σε μέσα όπως θειικό οξύ, φωσφορικό οξύ και οργανικά οξέα που περιέχουν ακαθαρσίες χλωρίου, το κράμα μπορεί να διατηρήσει σταθερή απόδοση χωρίς εντοπισμένη αστοχία διάβρωσης, κάτι που ισχύει για τα εσωτερικά χημικών αντιδραστήρων, τα συστήματα σωληνώσεων και τα μέρη βαλβίδων αντλίας.

3. Παράγοντες που επηρεάζουν την αντίσταση στη διάβρωση των οπών και των ρωγμών