ارزیابی تأثیر عایق حرارتی بر تمایل به ترک خوردگی تنشی خارجی فولاد ضد زنگ آستنیتی ASTM C692

ارزیابی تأثیر عایق حرارتی بر تمایل به ترک خوردگی تنشی خارجی فولاد ضد زنگ آستنیتی ASTM C692

روش آزمون استاندارد ASTM C692 برای ارزیابی تأثیر مواد عایق بر تمایل به ترک خوردگی تنشی خارجی فولاد ضد زنگ آستنیتی، که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، دو روش آزمون را برای ارزیابی آزمایشگاهی توصیف می‌کند تا مشخص شود که آیا مواد عایق در ترک خوردگی تنشی خارجی ناشی از کلریدهای محلول در ماده عایق نقش دارند یا خیر. این استاندارد برای پوشش تمام شرایط میدانی ممکن که در خوردگی تنشی خارجی فولاد ضد زنگ آستنیتی نقش دارند، طراحی نشده است.

ارزیابی تأثیر عایق حرارتی بر تمایل به ترک خوردگی تنشی خارجی فولاد ضد زنگ آستنیتی ASTM C692

یکی از ویژگی‌های طبیعی برخی از آلیاژهای فولاد ضد زنگ آستنیتی، تمایل آنها به ترک خوردن در نقاط تنش هنگام قرار گرفتن در معرض محیط‌های خورنده خاص است. مکانیسم‌های ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی خارجی پیچیده و کاملاً شناخته نشده هستند، اما به نظر می‌رسد با برخی از خواص متالورژیکی مرتبط باشند. یون‌های کلرید و فلوراید در غیاب یون‌های بازدارنده، پتانسیل ایجاد ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی را دارند.

کلریدها در بسیاری از محیط‌ها رایج هستند، بنابراین باید مراقبت زیادی برای محافظت از فولاد ضد زنگ آستنیتی در برابر آلودگی کلرید انجام شود.

ASTM C692، یک استاندارد آزمایش مواد که به طور گسترده پذیرفته شده است و برای ارزیابی تأثیر عایق حرارتی بر تمایل فولادهای زنگ نزن آستنیتی به ایجاد ترک خوردگی تنشی خارجی استفاده می‌شود، رویه‌های آزمایشگاهی را برای تعیین اینکه آیا مواد عایق حرارتی به دلیل وجود کلریدهای محلول و سایر گونه‌های خورنده، ترک خوردگی تنشی خارجی فولادهای زنگ نزن آستنیتی را تشدید می‌کنند یا خیر، تعیین می‌کند.

فولادهای ضد زنگ آستنیتی مانند 304، 304L، 316 و 316L معمولاً در موارد زیر استفاده می‌شوند:

  • کارخانه‌های فرآوری مواد شیمیایی
  • تأسیسات نفت و گاز
  • پایانه‌های LNG
  • نیروگاه‌های هسته‌ای
  • تجهیزات فرآوری مواد غذایی
  • امکانات دارویی
  • سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی

این مواد عموماً مقاومت عالی در برابر خوردگی دارند. با این حال، ممکن است تحت شرایط خاص زیر دچار ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی خارجی شوند:

  • تنش کششی
  • نه
  • اکسیژن
  • درجه حرارت بالا
  • آلودگی کلرید

استاندارد ASTM C692 قبل از تأیید یک ماده عایق برای سرویس، تعیین می‌کند که آیا این ماده در این مکانیسم خرابی نقش دارد یا خیر.

ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی خارجی روی سطح بیرونی فولاد ضد زنگ زیر عایق حرارتی ایجاد می‌شود. این فرآیند معمولاً به شرح زیر اتفاق می‌افتد:

  • آب باران یا میعان وارد عایق می‌شود.
  • آب، نمک‌های کلرید موجود در عایق را در خود حل می‌کند.
  • گرم شدن باعث تبخیر می‌شود.
  • کلریدها روی سطح فولاد ضد زنگ متراکم می‌شوند.
  • تنش‌های کششی و دمای بالا باعث ایجاد ترک‌های میکروسکوپی می‌شوند.
  • ترک‌ها گسترش می‌یابند تا زمانی که یک شکست فاجعه‌بار رخ دهد.

از آنجا که آسیب در زیر عایق رخ می‌دهد، اغلب تا زمانی که تخریب قابل توجهی رخ ندهد، پنهان می‌ماند.

استاندارد ASTM C692 روش‌های آزمایشگاهی برای ارزیابی اینکه آیا مواد عایق تمایل به ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی خارجی را افزایش می‌دهند یا خیر، ارائه می‌دهد. این استاندارد،

  • قبل از استفاده تجاری، عایق‌بندی را ارزیابی می‌کند.
  • این فرمول‌های عایق را مقایسه می‌کند.
  • این محصولات عایق جدید را توصیف می‌کند.
  • از برنامه‌های تأیید مواد پشتیبانی می‌کند.

این روش آزمایش در درجه اول به عنوان یک آزمایش صلاحیت پیش از تولید طراحی شده است، نه یک آزمایش کنترل کیفیت معمول برای هر سری تولید. در عوض، تأیید شیمیایی سری‌های تولید توسط استاندارد ASTM C871 انجام می‌شود.

این روش را می‌توان برای محصولات عایق متعددی از جمله موارد زیر اعمال کرد:

  • پشم معدنی
  • عایق فایبرگلاس
  • سیلیکات کلسیم
  • شیشه سلولی
  • عایق پرلیتی
  • عایق الیاف سرامیکی
  • سیمان‌های عایق
  • سیستم‌های عایق‌بندی دما بالا

این روش می‌تواند برای ارزیابی مواد عایق جاذب و غیر جاذب مورد استفاده قرار گیرد.

استاندارد ASTM C692 از نمونه‌های آزمایشی فولاد ضد زنگ آستنیتی حساس‌شده استفاده می‌کند که عمداً در معرض ترک‌خوردگی ناشی از کلرید قرار گرفته‌اند. در طول آزمایش،

  • ماده عایق با نمونه تماس پیدا می‌کند.
  • آب یونیزه رطوبت را فراهم می‌کند.
  • دمای بالا باعث تسریع خوردگی می‌شود.
  • کلریدهای محلول به سمت سطح فلز حرکت می‌کنند.
  • نمونه‌ها تقریباً به مدت ۲۸ روز در معرض نور باقی می‌مانند.
  • سپس نمونه‌ها از نظر ترک‌های ناشی از خوردگی تنشی بررسی می‌شوند.

استاندارد ASTM C692 دو روش آزمایشگاهی مناسب برای انواع مختلف عایق تعریف می‌کند. این روش‌ها موارد زیر را شبیه‌سازی می‌کنند:

  • عایق مرطوب
  • چرخه حرارتی
  • مهاجرت کلرید
  • غلظت نمک‌های خورنده
  • قرار گرفتن در معرض طولانی مدت

هدف، ایجاد شرایط محیطی است که در آن، ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی خارجی، بیشترین احتمال را برای شروع در حین استفاده دارد.

تجهیزات مورد استفاده در آزمایش‌ها عموماً شامل موارد زیر است:

  • نمونه‌های آزمایشی فولاد ضد زنگ
  • دستگاه گرمایشی کنترل شده
  • سیستم توزیع آب
  • نمونه‌های عایق را آزمایش کنید
  • دستگاه‌های مواجهه
  • میکروسکوپ نوری
  • تجهیزات آماده سازی متالوگرافی
  • ابزارهای بازرسی ترک
  • معیارهای ارزیابی

پس از قرار گرفتن در معرض، نمونه‌ها برای موارد زیر بررسی می‌شوند:

  • ترک خوردگی سطحی
  • ترک خوردگی بین دانه ای
  • ترک خوردگی درون دانه ای
  • تراکم شکستگی
  • طول ترک
  • نقاط شروع ترک خوردن

اگر تحت شرایط مشخص شده هیچ ترکی مشاهده نشود، عایق مقاومت قابل قبولی در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش خارجی از خود نشان می‌دهد.

استاندارد ASTM C692 ارتباط نزدیکی با «مشخصات استاندارد ASTM C795 برای عایق حرارتی مورد استفاده در تماس با فولاد ضد زنگ آستنیتی» دارد، که مشخصاتی برای عایق حرارتی طراحی شده برای استفاده در تماس با فولاد ضد زنگ آستنیتی است. معمولاً،

  • استاندارد ASTM C692 تمایل عایق به ترک خوردن را ارزیابی می‌کند.
  • استاندارد ASTM C871 یون‌های کلرید، فلوراید، سدیم و سیلیکات قابل نشت را اندازه‌گیری می‌کند.
  • استاندارد ASTM C795 از نتایج هر دو استاندارد برای تعریف الزامات پذیرش استفاده می‌کند.

استاندارد ASTM C692 به طور گسترده در زمینه‌های زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:

  • کارخانه‌های پتروشیمی
  • پالایشگاه‌های نفت
  • سکوهای فراساحلی
  • تأسیسات LNG
  • نیروگاه‌های هسته‌ای
  • نیروگاه های حرارتی
  • تولید مواد شیمیایی
  • تولید دارویی
  • کارخانه‌های کاغذ و خمیر کاغذ
  • کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی

مزایای استفاده از استاندارد ASTM C692 به شرح زیر است:

  • از خوردگی پنهان در زیر عایق جلوگیری می‌کند.
  • هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد
  • قابلیت اطمینان تأسیسات را افزایش می‌دهد.
  • باعث افزایش طول عمر مفید تجهیزات می‌شود.
  • این از کفایت مواد عایق پشتیبانی می‌کند.
  • باعث بهبود ایمنی در محل کار می‌شود.
  • این به جلوگیری از خرابی‌های پرهزینه و نشتی کمک می‌کند.

ASTM C692 یک استاندارد آزمون مهارت آزمایشگاهی است و محدودیت‌هایی دارد:

  • نمی‌تواند هر شرایط میدانی را بازتولید کند.
  • محیط‌های خدماتی ممکن است حاوی آلاینده‌های اضافی باشند که در آزمایش لحاظ نشده‌اند.
  • آسیب مکانیکی و کیفیت مونتاژ از پوشش مستثنی هستند.
  • قبولی در این آزمون، مصونیت کامل در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش خارجی عایق در تمام محیط‌های عملیاتی را تضمین نمی‌کند.

استاندارد ASTM C692 همچنان استاندارد صنعتی برای کفایت مواد عایق حرارتی از نظر پتانسیل آنها در ایجاد ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی خارجی در فولاد ضد زنگ آستنیتی است.

در نتیجه، استاندارد ASTM C692 یک استاندارد حیاتی برای صنایعی است که به تجهیزات عایق‌بندی شده از جنس فولاد ضد زنگ که در محیط‌های سخت کار می‌کنند، متکی هستند. این استاندارد با ارائه یک روش استاندارد برای ارزیابی اینکه آیا مواد عایق در ترک خوردگی ناشی از تنش خارجی نقش دارند یا خیر، به تولیدکنندگان و اپراتورهای کارخانه کمک می‌کند تا سیستم‌های عایق‌بندی ایمن‌تری را انتخاب کنند، هزینه‌های نگهداری را کاهش دهند و قابلیت اطمینان بلندمدت خطوط لوله، مخازن و تجهیزات فرآیندی را بهبود بخشند. در کنار استانداردهای ASTM C795 و ASTM C871، استاندارد ASTM C692 اساس برنامه‌های صلاحیت عایق‌بندی برای تأسیسات فولاد ضد زنگ حساس به خوردگی را تشکیل می‌دهد.

سال‌هاست که سازمان ما با تیم متخصص و باتجربه خود، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات آزمایش پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی به آنها کمک می‌کند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات آزمایش مطابق با استاندارد ASTM C692 ارائه می‌دهیم.

واتساپ