Der Haupteinfluss der Chloridionenkonzentration bei der Wasseraufbereitung auf die Selektion aus Edelstahl liegt in der zerstörerischen Kraft von Chloridionen.
Chloridionen durchdringen und aktivieren in wässrigen Lösungen extrem. Sie stellen eine ernsthafte Bedrohung für den passiven Film von Edelstahl dar, was hauptsächlich zwei Arten tödlicher lokaler Korrosion verursacht:
Lochfraß: Chloridionen adsorben an den schwächsten Punkten des passiven Films (wie Einschlüsse, Kratzer und der Hitze ({0}} betroffene Schweißzone), die lokal zerstörte und die passive Filme bildet und eine winzige anodische Fläche bildet (Korrosionsgrube), während das umgebende größere Gebiet von passiven Filmen als Kathode als Kathode. Diese kleine Anode und große Kathodenkorrosionszelle treiben die Grube schnell und tief in das Metall aus, was letztendlich zur Perforation führt.
Spannungskorrosionsrisse: Die kombinierten Auswirkungen von Zugspannung und einer spezifischen korrosiven Umgebung (Chloridionen sind der primäre Initiator) können spröde, plötzliche transgranulare oder intergranuläre Risse in Edelstahl verursachen, selbst bei Spannungen, die weit unter der Streckgrenze des Materials liegen. Der Beginn von SCC erfordert typischerweise eine bestimmte Temperatur- und Chloridionenkonzentrationsschwelle.
Der Widerstand des Edelstahls gegen Chloridionenkorrosion skaliert nicht linear. Stattdessen gibt es kritische Konzentrationsschwellen, über denen üblicherweise häufig aus rostfreie Stähle versagen. Empfehlungen zur Materialauswahl basieren auf dem Chlorid -Ionenkonzentrationsbereich:
1. Niedriger Konzentrationsbereich (Cl⁻ <200 ppm und Temperatur <60 Grad): 304 und 304L sind wirtschaftliche Entscheidungen.
Auch bei diesen Konzentrationen erhöhen steigende Temperaturen das Risiko von Lochfraß und SCC erheblich. Über 50 Grad ist äußerste Vorsicht erforderlich. Chloridionen konzentrieren sich leicht in stagnierenden Bereichen wie Flanschdichtungen und Gewindeverbindungen und verursachen möglicherweise eine schwere Spaltkorrosion, selbst bei niedrigen Konzentrationen . 304/304L ist empfindlich dafür. Chloridionen akkumulieren und konzentrieren sich leicht in stagnierenden Wasserflussflächen (wie Tankboden und Sackgassen), wodurch das Risiko erhöht wird.
2. mittlerer Konzentrationsbereich (200 ppm weniger als oder gleich cl⁻ weniger als 1500 ppm):
Hauptmaterial: 316/316L ist der Standard. Der Kernvorteil liegt in der Zugabe von 2 - 3% Molybdän. Molybdän verbessert die Stabilität des passiven Films signifikant, insbesondere in Chlorid-haltigen Umgebungen. Es hemmt effektiv die Keimbildung und Ausbreitung von Lochfraßkorrosion und erhöht das Lochfraßpotential.
Kritische Punkte und Risiken:
1500 ppm ist ein kritischer Schwellenwert, der im Allgemeinen die Obergrenze für 316L (insbesondere bei Raumtemperatur) angesehen wird. Über dieser Konzentration nimmt das Risiko dramatisch zu.
60 Grad ist eine weitere kritische Schwelle. Über dieser Temperatur steigt auch bei CL⁻ -Konzentrationen unter 1500 ppm das Risiko von Lochfraß und SCC in 316L erheblich an. Über 70 Grad ist äußerste Vorsicht erforderlich.
Prozessrisikoschwankungen: Die CL⁻ -Konzentration oder -Temperatur kann während des Systembetriebs unerwartet zunehmen (z. B. aufgrund von Änderungen der Rohwasser- oder Wärmetauscher -Lecks). Sicherheitsmargen sollten während des Designs berücksichtigt werden.
3. Hochkonzentrationsbereich (Cl⁻> 1500 ppm und/oder Temperatur> 60 Grad):
Ein hohes Risiko von 316/l Versagen: Unter diesen Bedingungen sind Lochfraß und SCC in 316/l fast unvermeidlich; Es ist nur eine Frage der Zeit. Betrachten Sie Super - Austenitische Edelstahlstähle wie 904L, 254 SMO und Al-6xn; und Duplex Edelstahl wie 2205 und 2507.
Diese Legierungen sind deutlich teurer als 304/316, daher erfordert ihre Auswahl eine gründliche Rechtfertigung. Das Schweißwärmeeingang und die Interpass -Temperatur müssen streng gesteuert werden, um das Phasengleichgewicht und die Korrosionsbeständigkeit aufrechtzuerhalten. Sogar diese fortgeschrittenen Klassen haben Temperaturbeschränkungen; Bitte wenden Sie sich an das Materialhandbuch für Details.
4. Extrem hohe Konzentration/harte Umgebungen (z. B. heiß konzentrierte Salzlake, Sole, hohe Temperatur und hohen Druck):
Erweiterte Duplex/Super - Austenitische Grenzen: 2507, Super - Duplex Steel oder Super - Austenitics (zB 654 SMO) kann unter bestimmten Bedingungen geeignet sein, aber Extreme ist erforderlich.
Nickel - basierte Legierungen oder Titan: Wenn Edelstahl ausfällt, muss Hastelloy oder Titanium in Betracht gezogen werden. Sie bieten einen beispiellosen Widerstand gegen Chloridionenkorrosion, sind jedoch äußerst kostspielig.
Non - Metallische Materialien: wie Glasfaser-, CPVC-, PVDF- und Kunststoff-/Gummiauskleidung sind Kosten - wirksame Alternativen, insbesondere für normale Druck- oder Niederdruck -Rohrleitungen und Lagertanks.