أجزاء صب الفولاذ المقاوم للصدأ قد تتلف بالفعل عند تعرضه لبيئات قاسية (مثل ارتفاع درجة الحرارة ، والتآكل القوي ، والطقس القاسي ، وما إلى ذلك) لفترة طويلة. على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ نفسه لديه مقاومة قوية للتآكل ومقاومة عالية في درجة الحرارة ، إلا أن متانته لا تزال تتأثر بالعديد من العوامل. فيما يلي بعض العوامل والآليات التي قد تتسبب في تلف أجزاء صب الفولاذ المقاوم للصدأ:
1. تأثير البيئة المسببة للتآكل
تآكل كلوريد: إذا تعرضت أجزاء صب الفولاذ المقاوم للصدأ للبيئات التي تحتوي على الكلور (مثل المحيطات ، والنباتات الكيميائية ، وما إلى ذلك) لفترة طويلة ، فإن الكلوريد سوف تعزز تكسير تآكل الإجهاد (SCC). حتى بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ ، فإن بعض الأنواع (مثل 304 من الفولاذ المقاوم للصدأ) عرضة للتآكل في مثل هذه البيئات ، خاصة عند وجود الإجهاد.
التآكل الحمضي والقلوي: في البيئات الحميمة أو القلوية القوية ، خاصة عند تعرضها لفترة طويلة ، قد يؤثر التآكل الموضعي (مثل التآكل وتآكل الشق) على سلامة المسبوكات الفولاذية المقاوم للصدأ. قد تتسبب التفاعلات الكيميائية في درجات حرارة عالية أيضًا في تسريع معدل التآكل.
تآكل الأكسدة: في بيئات درجة الحرارة العالية (مثل الغلايات ، توربينات الغاز ، إلخ) ، قد يتأكسد سطح الفولاذ المقاوم للصدأ ، مما يؤدي إلى تكوين طبقة أكسيد ، مما يؤثر على جودة السطح والمتانة. خاصة عند التعرض للهواء في درجات حرارة عالية ، يتم تكثيف عملية الأكسدة ، مما قد يتسبب في أن يصبح السطح خشنًا أو مشوهًا أو يفقد بريقه.
2. آثار درجات الحرارة العالية
الزحف: قد يتسلل الفولاذ المقاوم للصدأ في بيئات درجات الحرارة العالية ، خاصة عندما يتجاوز درجة حرارة الحد من الفولاذ المقاوم للصدأ (عادة 800 درجة مئوية إلى 1000 درجة مئوية). الزحف هو العملية التي يخضع بها المعدن تدريجياً تشوه البلاستيك تحت التعرض طويل الأجل لدرجات الحرارة المرتفعة والإجهاد. هذا التشوه يسبب تشوه الصب ، وتركيز الإجهاد ، وقد يسبب تكسير التعب.
التعب الحراري: قد يحدث التعب الحراري إذا كانت أجزاء صب الفولاذ المقاوم للصدأ تعاني من التغيرات المتكررة في درجات الحرارة (مثل التبريد السريع من درجة الحرارة المرتفعة إلى درجة الحرارة المنخفضة). يمكن أن تسبب التغيرات في درجة الحرارة المتكررة هذه microcracks في المعدن ، مما قد يتسبب في النهاية في تكسير الصب أو فشله.
التكسير الحراري: أثناء عملية الصب ، إذا كان معدل التبريد غير متساوٍ أو سريع جدًا ، فقد يتسبب ذلك في تكوين الشقوق الحرارية. سوف تتوسع هذه الشقوق تدريجياً وتؤثر على السلامة الهيكلية للجزء عند تعرضها لدرجات حرارة عالية لفترة طويلة.
3. الإجهاد الميكانيكي والتعب
تكسير التآكل (SCC): كما ذكرنا سابقًا ، قد تعاني المسبوكات الفولاذ المقاوم للصدأ من تصدع الإجهاد عند تعرضها للإجهاد والبيئات المسببة للتآكل لفترة طويلة. حتى الفولاذ المقاوم للصدأ مع مقاومة التآكل القوية قد تتساقط تحت الإجراء المشترك لدرجات الحرارة العالية والوسائط الكيميائية عندما تتعرض للأحمال الميكانيكية الخارجية أو الضغوط الداخلية لفترة طويلة.
تلف التعب: يمكن أن تؤدي الأحمال الميكانيكية طويلة المدى ، وخاصة الأحمال الدورية أو الأحمال المتناوبة ، إلى ظهور تشققات التعب. على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ لديه مقاومة جيدة للإرهاق ، إلا أن الأحمال المتناوبة على المدى الطويل عالي الكثافة (مثل التطبيقات في حقول السيارات والطيران) قد تسبب تشققات وتسبب في نهاية المطاف تمزقًا.
4. أضرار السطح وارتداء
التآكل الميكانيكي: في البيئات عالية الدعامة والضغط العالي ، قد يعاني سطح المسبوكات من الفولاذ المقاوم للصدأ من التآكل ، وخاصة تلك المسبوكات المستخدمة في الأجزاء المتحركة (مثل أجسام المضخة ، والصمامات ، وما إلى ذلك). يمكن أن يسبب الاحتكاك طويل الأجل التعب السطحي وفقدان المواد المعدنية ، وبالتالي إضعاف القوة الهيكلية للأجزاء.
التأثير والتصادم: إذا تعرضت المسبوكات الفولاذ المقاوم للصدأ للبيئات ذات التأثير أو التصادم الكبير ، فقد تكسر أو الاكتئاب السطحي ، وخاصة في ظل درجة الحرارة المنخفضة أو الظروف الهشة.
5. الملوثات في البيئة
ترسب التلوث: في بعض البيئات الصناعية ، قد تلتزم الملوثات مثل الدخان الصناعي ، وضباب الحمض ، وضباب الملح على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ. إذا لم يتم تنظيفها ومعالجتها لفترة طويلة ، فقد تتسبب هذه الملوثات في التآكل المحلي ، وتلف السطح ، وتؤثر على مظهرها ومتانة.
الكبريتيد والأمونيا في الهواء: عندما تتفاعل هذه الغازات مع الفولاذ المقاوم للصدأ ، قد تشكل فيلمًا على السطح ، مما يسبب التآكل. لا سيما في البيئات الصناعية ، فإن التعرض طويل الأجل لهذه الغازات سيؤدي إلى تسريع عملية التآكل.
كيفية تحسين متانة أجزاء صب الفولاذ المقاوم للصدأ في البيئات القاسية؟
اختر المادة الصحيحة: أنواع مختلفة من سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ لها مقاومة للتآكل المختلفة. على سبيل المثال ، 316 الفولاذ المقاوم للصدأ لديه مقاومة أقوى لتآكل كلوريد من 304 من الفولاذ المقاوم للصدأ. ** الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج ** يعمل بشكل جيد في بيئات عالية في درجة الحرارة والتآكل وهو مناسب للتطبيقات الخاصة مثل الكيميائية والبحرية.
المعالجة السطحية: يمكن للمعالجة السطحية للمسبوكات (مثل التآكل الكهربائي والتخميل والرش) تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل بشكل كبير ، وخاصة في التآكل الكيميائي أو بيئات درجة الحرارة العالية. يمكن أن يشكل علاج التخميل فيلمًا مستقرًا للحد من حدوث التآكل.
عملية المعالجة الحرارية: من خلال عمليات المعالجة الحرارية المناسبة ، مثل الصلب ومعالجة المحلول ، يمكن تحسين مقاومة التآكل ، وقوة وصباقة الفولاذ المقاوم للصدأ ، ويمكن تقليل حدوث الشقوق والتعب الحراري والمشاكل الأخرى.
الصيانة والتفتيش المنتظمين: تحقق بانتظام من حالة السطح من مصبوب الفولاذ المقاوم للصدأ ، وإزالة الملوثات في الوقت المناسب ، وتنظيفها وصيانتها ، وتجنب تراكم المواد المسببة للتآكل ، وتقليل التآكل والارتداء.
منع تركيز الإجهاد: أثناء عملية التصميم والتصنيع ، تأكد من أن هيكل الصب لا يحتوي على تركيز مفرط في الإجهاد ، وتجنب الإجهاد المحلي المفرط ، وبالتالي تقليل خطر تكسير تآكل الإجهاد.
قد تتلف أجزاء صب الفولاذ المقاوم للصدأ بالفعل عند تعرضها لبيئات قاسية لفترة طويلة ، وخاصة في ظل الآثار المشتركة لدرجة الحرارة العالية والمواد المسببة للتآكل والإجهاد الميكانيكي وعوامل أخرى. من أجل تحسين متانتها في هذه البيئة ، يمكن تقليل حدوث الضرر عن طريق اختيار المواد المناسبة والمعالجة السطحية وعمليات المعالجة الحرارية والصيانة المنتظمة لضمان الموثوقية طويلة الأجل واستقرار الأداء من مصبوب الفولاذ المقاوم للصدأ.
