مقاومت در برابر خوردگی لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت در مقایسه با انواع دیگر لوله های فولادی چگونه است؟

مقدمه ای بر مقاومت در برابر خوردگی در لوله های فولادی

مقاومت در برابر خوردگی یک عامل مهم در تعیین دوام و عملکرد لوله های فولادی مورد استفاده در کاربردهای مختلف صنعتی است. مقاومت لوله فولادی در برابر خوردگی به طور قابل توجهی بر طول عمر، ایمنی و الزامات نگهداری آن تأثیر می گذارد. لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت به طور خاص برای مقاومت در برابر دماهای بالا و مقاومت در برابر اثرات خورنده گرما و سایر عوامل محیطی طراحی شده اند. در مقایسه با انواع دیگر لوله‌های فولادی، لوله‌های فولادی مقاوم در برابر حرارت از نظر مقاومت در برابر خوردگی، به‌ویژه در محیط‌های با دمای بالا، مزایای مشخصی دارند. با این حال، اثربخشی مقاومت در برابر خوردگی بسته به نوع فولاد و ترکیب آلیاژ آن متفاوت است.

مقاومت در برابر خوردگی لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت

لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت برای حفظ استحکام خود و مقاومت در برابر خوردگی در دماهای بالا، معمولاً از 500 درجه سانتیگراد تا 900 درجه سانتیگراد، بسته به آلیاژ خاص، طراحی شده اند. این لوله ها معمولاً در صنایعی مانند تولید برق، فرآوری شیمیایی و پالایش نفت، که در آن دماهای بالا و محیط های شیمیایی تهاجمی رایج است، استفاده می شود. ویژگی اصلی فولاد مقاوم در برابر حرارت، توانایی آن در مقاومت در برابر اکسیداسیون، سولفیداسیون و سایر اشکال خوردگی در دمای بالا است که می تواند در طول زمان مواد را تخریب کند. مقاومت در برابر خوردگی لوله‌های فولادی مقاوم در برابر حرارت از طریق انتخاب دقیق آلیاژهایی مانند کروم، مولیبدن و سیلیکون به دست می‌آید که در مواجهه با دمای بالا، لایه‌های اکسید محافظ را تشکیل می‌دهند و از خراب شدن لوله در اثر اکسیداسیون و واکنش‌های شیمیایی جلوگیری می‌کنند.

در مقایسه با سایر انواع فولاد، لوله‌های فولادی مقاوم در برابر حرارت معمولاً به دلیل محتوای کروم و سایر عناصر آلیاژی، مقاومت بهتری در برابر خوردگی در دماهای بالا دارند. کروم، به ویژه، با تشکیل یک لایه اکسیدی پایدار و محافظ روی سطح لوله، نقش کلیدی در افزایش مقاومت به خوردگی فولاد دارد. این لایه اکسیدی از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند و از فولاد در برابر شرایط سختی که معمولاً در محیط های با دمای بالا با آن مواجه می شود محافظت می کند. علاوه بر این، لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت اغلب به گونه ای طراحی می شوند که در برابر چرخه حرارتی مقاومت کنند، جایی که به طور مکرر در معرض نوسانات دما قرار می گیرند بدون اینکه مقاومت در برابر خوردگی خود را کاهش دهند.

مقاومت در برابر خوردگی لوله های فولادی کربنی

لوله های کربن استیل به دلیل مقرون به صرفه بودن و سهولت ساخت در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. با این حال، هنگامی که صحبت از مقاومت در برابر خوردگی به میان می آید، لوله های فولادی کربن در مقایسه با لوله های مقاوم در برابر حرارت یا فولاد ضد زنگ، نسبتاً مقاومت کمتری دارند. فولاد کربنی حاوی نسبت بیشتری از آهن است، با کروم یا عناصر آلیاژی کم یا بدون آن که می تواند مقاومت در برابر خوردگی آن را بهبود بخشد. در نتیجه لوله‌های فولاد کربنی در برابر خوردگی ناشی از عوامل محیطی مانند رطوبت، اکسیژن و اسیدها حساس‌تر هستند. به طور خاص، لوله‌های فولادی کربنی در مواجهه با آب و اکسیژن در معرض زنگ زدگی هستند که می‌تواند منجر به تخریب قابل توجه مواد در طول زمان شود.

در حالی که لوله‌های فولاد کربنی معمولاً با پوشش‌های ضد خوردگی پوشانده می‌شوند یا برای کاهش خطر تشکیل زنگ زدگی رنگ می‌شوند، این لایه‌های محافظ می‌توانند در طول زمان، به ویژه در شرایط سخت، از بین بروند. علاوه بر این، لوله‌های فولاد کربنی در شرایط دمای بالا عملکرد خوبی ندارند، زیرا حرارت سرعت خوردگی را تسریع می‌کند، به‌ویژه زمانی که در معرض ترکیبات گوگرد و اکسیژن قرار می‌گیرند. در کاربردهایی که دمای بالا و محیط‌های خورنده وجود دارد، لوله‌های مقاوم در برابر حرارت یا فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی برتر، اغلب بر لوله‌های فولادی کربن ترجیح داده می‌شوند.

مقاومت در برابر خوردگی لوله های فولادی ضد زنگ

لوله های فولادی ضد زنگ به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی خود که در درجه اول به محتوای بالای کروم آنها نسبت داده می شود به خوبی شناخته شده اند. کروم موجود در فولاد ضد زنگ یک لایه نازک اکسیدی محافظ روی سطح فولاد تشکیل می دهد که از خوردگی و اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند. این امر باعث می‌شود لوله‌های فولادی ضد زنگ برای استفاده در محیط‌هایی که خوردگی یک نگرانی است، مانند صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی، ایده‌آل باشد. لوله های فولادی ضد زنگ در گریدهای مختلفی موجود هستند که رایج ترین آنها گریدهای 304 و 316 است که بسته به ترکیب آلیاژ خاص، سطوح مختلفی از مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهند.

از نظر مقاومت در برابر خوردگی، لوله‌های فولادی ضد زنگ بهتر از لوله‌های فولاد کربنی هستند، اما معمولاً به اندازه لوله‌های فولادی مقاوم در برابر حرارت در برابر خوردگی در دمای بالا مقاوم نیستند. در حالی که فولاد ضد زنگ در برابر طیف وسیعی از عوامل خورنده، از جمله اسیدها و کلریدها مقاوم است، ممکن است در محیط‌های با دمای بسیار بالا که فولاد مقاوم در برابر حرارت برای برتری طراحی شده‌اند، عملکرد خوبی نداشته باشد. به عنوان مثال، لوله های فولادی ضد زنگ می توانند از خوردگی حفره ای یا ترک خوردگی ناشی از تنش رنج ببرند، زمانی که در معرض دماهای بالا و محیط های شیمیایی تهاجمی در مدت زمان طولانی قرار می گیرند. لوله‌های فولادی مقاوم در برابر حرارت، با غلظت‌های بالاتر کروم و سایر عناصر محافظ، برای مقاومت در برابر گرما و محیط‌های خورنده که در کاربردهای صنعتی مانند نیروگاه‌ها یا پالایشگاه‌ها یافت می‌شوند، مجهزتر هستند.

مقاومت در برابر خوردگی لوله های فولادی آلیاژی

لوله های فولادی آلیاژی از ترکیب آهن و عناصر دیگر مانند منگنز، نیکل، کروم و مولیبدن ساخته می شوند که خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی آنها را افزایش می دهد. لوله های فولادی آلیاژی معمولاً در صنایعی که به استحکام و مقاومت بالایی در برابر سایش و خوردگی نیاز دارند از جمله صنایع هوافضا، خودروسازی و پتروشیمی استفاده می شود. مقاومت به خوردگی لوله های فولادی آلیاژی به ترکیب آلیاژی خاص بستگی دارد، با سطوح بالاتر کروم و مولیبدن که مقاومت در برابر اکسیداسیون و سایر اشکال خوردگی را بهبود می بخشد.

در مقایسه با لوله‌های فولادی کربن، لوله‌های فولادی آلیاژی مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند، به ویژه در محیط‌هایی که دماهای متوسط ​​و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی وجود دارد. با این حال، مانند فولاد ضد زنگ، لوله های فولادی آلیاژی ممکن است سطح مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا را مانند لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت نداشته باشند. در کاربردهای با دمای بالا، لوله‌های فولادی مقاوم در برابر حرارت معمولاً به دلیل داشتن عناصر آلیاژی تخصصی که برای محافظت از مواد در برابر اکسیداسیون و سولفید شدن در شرایط شدید طراحی شده‌اند، عملکرد بهتری دارند. به طور خلاصه، در حالی که لوله های فولادی آلیاژی دارای مقاومت در برابر خوردگی قوی هستند، لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت به دلیل محتوای آلیاژی افزایش یافته و توانایی مقاومت در برابر آسیب خورندگی در دماهای بالا برای محیط های با دمای بالا مناسب تر هستند.

مقایسه خواص مقاومت در برابر خوردگی

برای درک بهتر خواص مقاومت در برابر خوردگی انواع مختلف لوله های فولادی، مقایسه عملکرد آنها در شرایط مختلف مفید است. در زیر خلاصه ای از ویژگی های مقاومت در برابر خوردگی لوله های فولادی مقاوم در برابر حرارت، لوله های فولاد کربنی، لوله های فولادی ضد زنگ و لوله های فولادی آلیاژی آورده شده است: