علل کاهش عملکرد در راکتورهای فولاد ضد زنگ چیست؟

در حین کار، راکتورهای فولادی ضد زنگ اغلب در معرض محیط های خورنده مانند اسیدها، قلیاها، نمک ها و حلال های آلی قرار می گیرند. تحت شرایط عملیاتی با دمای بالا و فشار بالا، اثرات خورنده این محیط ها بر روی مواد فولادی ضد زنگ به طور قابل توجهی تشدید می شود.

• خوردگی حفره ای و بین دانه ای: یون های کلرید (Cl⁻) عامل اصلی خوردگی حفره ای و ترک خوردگی تنشی در فولاد ضد زنگ هستند. در محیط های حاوی کلرید یا محلول های تمیز کننده با کلریدها، لایه غیرفعال روی سطح فولاد ضد زنگ به راحتی آسیب می بیند و منجر به خوردگی موضعی می شود.
• خوردگی شکافی: شکاف های کوچک تمایل به تشکیل در مکان هایی مانند مهر و موم شفت همزن، اتصالات فلنج و درزهای جوش دارند. حفظ الکترولیت در این مناطق سلول های غلظت اکسیژن ایجاد می کند که می تواند خوردگی شکافی را آغاز کند.
• آسیب به پوشش: برخی از محفظه های راکتور ممکن است با مینا، اسپری PTFE یا سایر پوشش های ضد خوردگی محافظت شوند. هنگامی که این پوشش ها خراشیده، پوسته پوسته یا ناهموار اعمال شوند، بستر فلزی زیرین مستقیماً در معرض محیط های خورنده قرار می گیرد و تخریب را تسریع می کند.
• توصیه: درجه های مناسب فولاد ضد زنگ را بر اساس محیط فرآیند - مانند 316L یا فولادهای دوبلکس - برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی یون کلرید انتخاب کنید. به طور منظم وضعیت سطح داخلی را بررسی کنید و در صورت لزوم برای بازیابی لایه غیرفعال محافظ، عملیات غیرفعال سازی را انجام دهید.

راکتورها تحت چرخه های مکرر دما (گرمایش/سرمایش) و تغییرات فشار (فشار/افت فشار) قرار می گیرند و مواد را در معرض تنش های حرارتی و مکانیکی دوره ای قرار می دهند. با گذشت زمان، این می تواند منجر به آسیب خستگی شود.

• ترک خوردگی خستگی حرارتی: نوسانات سریع دما باعث انبساط و انقباض ناهموار در قسمت های مختلف ظرف می شود و تنش حرارتی ایجاد می کند. میکرو ترک ها به ویژه در ناپیوستگی های ساختاری مانند نازل ها، دریچه های آدم رو و اتصالات پشتیبانی احتمال وقوع دارند.
• خستگی فشار: تغییرات مکرر فشار منجر به تغییر شکل پلاستیکی تجمعی در فلز می شود و استحکام و چقرمگی آن را کاهش می دهد و به طور بالقوه منجر به انتشار ترک یا حتی پارگی می شود.
• اثرات ارتعاش: ارتعاشات مکانیکی تولید شده توسط سیستم همزن در حین کار می تواند آسیب خستگی را در جوش ها و نقاط اتصال تشدید کند.
• توصیه: سرعت گرمایش و فشار را در حین کار کنترل کنید تا از شوک حرارتی جلوگیری شود. انجام آزمایش های غیر مخرب منظم (به عنوان مثال، بازرسی اولتراسونیک یا ذرات مغناطیسی) برای تشخیص زودهنگام ترک های احتمالی.

برای اطمینان از خلوص واکنش و جلوگیری از آلودگی متقابل، راکتورها نیاز به تمیز کردن منظم دارند. با این حال، روش های تمیز کردن نامناسب در واقع می تواند عملکرد تجهیزات را مختل کند.

• استفاده از پاک کننده های اسیدی/قلیایی قوی: در حالی که برای از بین بردن رسوبات موثر است، اگر غلظت به درستی کنترل نشود یا آبکشی پس از تمیز کردن کافی نباشد، اسید یا قلیا باقیمانده می تواند به خوردگی سطح فولاد ضد زنگ ادامه دهد - به ویژه در فولادهای ضد زنگ با نیکل کم.
• تمیز کردن ناقص: محصولات واکنش، پلیمرها یا مواد کریستالی باقی مانده می توانند روی دیواره های ظرف جمع شوند، راندمان انتقال حرارت را کاهش داده و به عنوان محل شروع خوردگی عمل کنند.
• استفاده از برس های سخت یا پاک کننده های ساینده: اینها ممکن است سطح داخلی را خراش دهند، به لایه غیرفعال آسیب برسانند و حساسیت به خوردگی را افزایش دهند.
• توصیه: از مواد تمیز کننده خنثی یا تخصصی استفاده کنید و یک توالی تمیز کردن استاندارد را دنبال کنید: پیش شستشو → شستشو → آبکشی کامل → خشک کردن. در نظر بگیرید که یک سیستم CIP (Clean-in-Place) را برای بهبود راندمان و ایمنی تمیز کردن پیاده سازی کنید.

عقلانیت طراحی و کیفیت ساخت عوامل اساسی تعیین کننده عمر مفید تجهیزات هستند.

• طراحی ساختاری ضعیف: مناطق مرده بیش از حد، جریان تخلیه ضعیف یا چیدمان نامناسب همزن می تواند منجر به حفظ مواد و اختلاط ناهموار شود و مشکل تمیز کردن و خطر خوردگی را افزایش دهد.
• انتخاب مواد نادرست: استفاده از درجه های نامناسب فولاد ضد زنگ (به عنوان مثال، جایگزینی 304 برای 316L در کاربردهای حاوی کلرید) عمر مفید تجهیزات را به شدت کوتاه می کند.
• کیفیت جوش ضعیف: مسائلی مانند تخلخل، گنجاندن سرباره یا همجوشی ناقص در جوش ها نه تنها استحکام مکانیکی را کاهش می دهد، بلکه مکان های ترجیحی را برای شروع خوردگی ایجاد می کند.
• تصفیه سطح ناکافی: سطوح داخلی بیش از حد خشن یا عدم وجود عملیات پرداخت/غیرفعال سازی، مانع از تشکیل یک فیلم اکسید یکنواخت و متراکم می شود و مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد.
• توصیه: در طول تهیه، نقشه های طراحی، گواهینامه های مواد و صلاحیت های روش جوشکاری را به طور دقیق بررسی کنید. قبل از راه اندازی، بازرسی های بوروسکوپ و عملیات غیرفعال سازی را انجام دهید.

عدم وجود مدیریت نگهداری علمی و موثر یک عامل انسانی کلیدی است که به تخریب عملکرد تجهیزات کمک می کند.

• عدم تعویض مهر و موم های قدیمی: مهر و موم های مکانیکی یا واشرها ممکن است پس از استفاده طولانی مدت تخریب یا تغییر شکل دهند و منجر به نشت شوند که بر عملیات خلاء یا فشار تأثیر می گذارد و به طور بالقوه باعث حوادث ایمنی می شود.
• انسداد یا خوردگی شیرآلات و خطوط لوله: اگر درگاه های تغذیه/تخلیه، شیرهای اگزوز و لوله های مرتبط به طور منظم تمیز نشوند، می تواند انسداد جریان رخ دهد و پایداری فرآیند را به خطر بیندازد.
• غفلت از بازرسی های معمول: عدم شناسایی سریع علائم خوردگی، صداهای غیرعادی یا ارتعاشات غیرعادی ممکن است منجر به از دست رفتن فرصت ها برای تعمیر به موقع شود.
• روانکاری ناکافی: عدم وجود روانکاری در اجزای محرک (به عنوان مثال، گیربکس ها، یاتاقان ها) سایش را تسریع می کند و بر عملکرد عادی سیستم همزن تأثیر می گذارد.
• توصیه: یک گزارش نگهداری جامع تجهیزات ایجاد کنید، برنامه های نگهداری برنامه ریزی شده (به عنوان مثال، بررسی های فصلی، تعمیرات اساسی سالانه) را اجرا کنید، قطعات فرسوده را فوراً تعویض کنید و سوابق خدمات دقیق را حفظ کنید.

• خوردگی تحت تأثیر میکروبی (MIC): در سیستم های تخمیر زیستی یا آبی خاص، محصولات جانبی متابولیک میکروبی (به عنوان مثال، سولفید هیدروژن) می توانند باعث خوردگی موضعی شوند.
• خوردگی گالوانیکی: هنگامی که فولاد ضد زنگ در یک محیط الکترولیتی با فلزات غیر مشابه (به عنوان مثال، تکیه گاه های فولاد کربنی، اتصالات ابزار مسی) تماس مستقیم پیدا می کند، سلول های گالوانیکی می توانند تشکیل شوند و خوردگی فولاد ضد زنگ را تسریع کنند.
• خطاهای اپراتور: کارکردن تجهیزات فراتر از محدودیت های دما یا فشار آن، یا معرفی مواد ناسازگار، می تواند باعث آسیب غیرقابل برگشت به راکتور شود.