Ocena wpływu izolacji termicznej na skłonność stali nierdzewnej austenitycznej ASTM C692 do pękania pod wpływem korozji naprężeniowej zewnętrznej

Ocena wpływu izolacji termicznej na skłonność stali nierdzewnej austenitycznej ASTM C692 do pękania pod wpływem korozji naprężeniowej zewnętrznej

Norma ASTM C692 dotycząca metody badania wpływu materiałów izolacyjnych na skłonność austenitycznej stali nierdzewnej do korozji naprężeniowej, opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje dwie metody badań laboratoryjnych w celu określenia, czy materiały izolacyjne przyczyniają się do korozji naprężeniowej spowodowanej obecnością rozpuszczalnych chlorków w materiale izolacyjnym. Norma ta nie obejmuje wszystkich możliwych warunków terenowych przyczyniających się do korozji naprężeniowej austenitycznej stali nierdzewnej.

Ocena wpływu izolacji termicznej na skłonność stali nierdzewnej austenitycznej ASTM C692 do pękania pod wpływem korozji naprężeniowej zewnętrznej

Naturalną cechą niektórych stopów austenitycznej stali nierdzewnej jest ich skłonność do pękania w punktach naprężeń pod wpływem określonych środowisk korozyjnych. Mechanizmy pękania korozyjnego naprężeniowego są złożone i nie do końca poznane, ale wydają się być związane z pewnymi właściwościami metalurgicznymi. Jony chlorkowe i fluorkowe mogą powodować pękanie korozyjne naprężeniowe w przypadku braku jonów hamujących.

Chlorki powszechnie występują w wielu środowiskach, dlatego należy zachować szczególną ostrożność, aby chronić austenityczną stal nierdzewną przed zanieczyszczeniem chlorkami.

Norma ASTM C692 jest powszechnie akceptowaną normą dotyczącą badania materiałów, służącą do oceny wpływu izolacji cieplnej na tendencję stali austenitycznych do powstawania zewnętrznych pęknięć korozyjnych naprężeniowych. Ustala ona procedury laboratoryjne mające na celu określenie, czy materiały izolacyjne cieplne sprzyjają powstawaniu zewnętrznych pęknięć korozyjnych naprężeniowych stali austenitycznych ze względu na obecność rozpuszczalnych chlorków i innych substancji korozyjnych.

Stale nierdzewne austenityczne, takie jak 304, 304L, 316 i 316L, są powszechnie stosowane w następujących obszarach:

  • Zakłady przetwórstwa chemicznego
  • Obiekty naftowe i gazowe
  • Terminale LNG
  • Elektrownie jądrowe
  • Sprzęt do przetwarzania żywności
  • Obiekty farmaceutyczne
  • Systemy rurociągów przemysłowych

Materiały te charakteryzują się zazwyczaj doskonałą odpornością na korozję. Mogą jednak ulec pęknięciu korozyjnemu naprężeniowemu w następujących szczególnych warunkach:

  • naprężenie rozciągające
  • Ani
  • tlen
  • Wysoka temperatura
  • Zanieczyszczenie chlorkami

Norma ASTM C692 określa, czy materiał izolacyjny przyczynia się do tego mechanizmu uszkodzenia przed jego dopuszczeniem do użytku.

Zewnętrzne pęknięcia korozyjne naprężeniowe rozwijają się na zewnętrznej powierzchni stali nierdzewnej pod izolacją termiczną. Proces ten zazwyczaj przebiega w następujący sposób:

  • Woda deszczowa lub skroplona woda przedostaje się do izolacji.
  • Woda rozpuszcza sole chlorkowe obecne w izolacji.
  • Ogrzewanie powoduje parowanie.
  • Chlorki kondensują się na powierzchni stali nierdzewnej.
  • Naprężenia rozciągające i wysokie temperatury powodują powstawanie mikroskopijnych pęknięć.
  • Pęknięcia rozprzestrzeniają się aż do momentu wystąpienia poważnej awarii.

Ponieważ uszkodzenia powstają pod izolacją, często pozostają ukryte aż do momentu znacznego pogorszenia jej stanu.

Norma ASTM C692 określa laboratoryjne metody oceny, czy materiały izolacyjne zwiększają tendencję do pękania korozyjnego naprężeniowego. Norma ta,

  • Ocenia izolację przed użyciem komercyjnym.
  • Porównuje formuły izolacyjne.
  • Opisuje nowe produkty izolacyjne.
  • Obsługuje programy zatwierdzania materiałów.

Ta metoda testowania została opracowana przede wszystkim jako test kwalifikacyjny przed produkcją, a nie rutynowy test kontroli jakości dla każdej partii produkcyjnej. Weryfikacja chemiczna partii produkcyjnych jest natomiast przeprowadzana zgodnie z normą ASTM C871.

Procedurę tę można stosować do wielu produktów izolacyjnych, w tym:

  • Wełna mineralna
  • Izolacja z włókna szklanego
  • Krzemian wapnia
  • Szkło komórkowe
  • Izolacja perlitowa
  • Izolacja z włókien ceramicznych
  • Cementy izolacyjne
  • Systemy izolacji wysokotemperaturowej

Procedurę tę można stosować do oceny zarówno materiałów izolacyjnych chłonnych, jak i niechłonnych.

Norma ASTM C692 wykorzystuje próbki do badań uczulonej stali nierdzewnej austenitycznej, celowo uodpornionej na pękanie wywołane chlorkami. Podczas badania

  • Materiał izolacyjny wchodzi w kontakt z próbką.
  • Woda jonizowana zapewnia nawilżenie.
  • Wysokie temperatury przyspieszają korozję.
  • Rozpuszczalne chlorki przemieszczają się w kierunku powierzchni metalu.
  • Próbki pozostają wystawione na działanie czynników atmosferycznych przez około 28 dni.
  • Następnie próbki bada się pod kątem pęknięć korozyjnych naprężeniowych.

Norma ASTM C692 definiuje dwie odpowiednie procedury laboratoryjne dla różnych rodzajów izolacji. Metody te symulują następujące zjawiska:

  • Mokra izolacja
  • Cykl cieplny
  • Migracja chlorków
  • Koncentracja soli korozyjnych
  • Długotrwałe narażenie

Celem jest odtworzenie warunków środowiskowych, w których najczęściej dochodzi do powstawania pęknięć korozyjnych naprężeniowych podczas użytkowania.

Sprzęt używany w testach obejmuje zazwyczaj:

  • Próbki do badań stali nierdzewnej
  • Urządzenie grzewcze sterowane
  • System dystrybucji wody
  • Próbki izolacji testowej
  • Urządzenia do ekspozycji
  • Mikroskop optyczny
  • Sprzęt do przygotowania metalograficznego
  • Narzędzia do kontroli pęknięć
  • Kryteria oceny

Po wystawieniu na działanie czynników zewnętrznych próbki są badane pod kątem następujących kwestii:

  • Pęknięcia powierzchniowe
  • Pękanie międzykrystaliczne
  • Pęknięcia wewnątrzgranulowe
  • Gęstość pęknięć
  • Długość pęknięcia
  • Punkty początkowe pęknięć

Jeżeli w określonych warunkach nie zaobserwowano żadnych pęknięć, izolacja wykazuje akceptowalną odporność na powstawanie pęknięć korozyjnych naprężeniowych.

Norma ASTM C692 jest ściśle powiązana z normą „ASTM C795 Standard Specification for Thermal Insulation for Use in Contact with Austenitic Stainless Steel”, która jest specyfikacją izolacji termicznej przeznaczonej do stosowania w kontakcie z austenityczną stalą nierdzewną. Zazwyczaj

  • Norma ASTM C692 ocenia tendencję izolacji do pękania.
  • Norma ASTM C871 określa ilość wymywalnych jonów chlorkowych, fluorkowych, sodowych i krzemianowych.
  • Norma ASTM C795 wykorzystuje wyniki obu norm do określenia wymagań akceptacji.

Norma ASTM C692 jest szeroko stosowana w następujących obszarach:

  • Zakłady petrochemiczne
  • Rafinerie ropy naftowej
  • Platformy offshore
  • Obiekty LNG
  • Elektrownie jądrowe
  • Elektrownie cieplne
  • Kimyasal uretim
  • Produkcja farmaceutyczna
  • Fabryki papieru i celulozy
  • Zakłady przetwórstwa spożywczego

Zalety stosowania normy ASTM C692 są następujące:

  • Zapobiega ukrytej korozji pod izolacją.
  • Zmniejsza koszty utrzymania.
  • Zwiększa niezawodność obiektu.
  • Wydłuża żywotność sprzętu.
  • Potwierdza adekwatność materiałów izolacyjnych.
  • Poprawia bezpieczeństwo w miejscu pracy.
  • Pomaga zapobiegać kosztownym awariom i wyciekom.

ASTM C692 to norma dotycząca testów biegłości laboratoryjnej, która ma pewne ograniczenia:

  • Nie jest możliwe odtworzenie wszystkich warunków terenowych.
  • Środowiska usługowe mogą zawierać dodatkowe zanieczyszczenia, które nie zostały uwzględnione w teście.
  • Z ochrony gwarancyjnej wyłączone są uszkodzenia mechaniczne oraz jakość montażu.
  • Zaliczenie testu nie gwarantuje całkowitej odporności izolacji na korozję naprężeniową w każdych warunkach pracy.

Norma ASTM C692 pozostaje normą branżową dotyczącą odpowiedniości materiałów izolacji termicznej w kontekście ich potencjalnego ryzyka powodowania pęknięć korozyjnych naprężeniowych w austenitycznej stali nierdzewnej.

Podsumowując, norma ASTM C692 jest kluczowa dla branż, w których urządzenia ze stali nierdzewnej są izolowane i pracują w trudnych warunkach. Zapewniając znormalizowaną metodę oceny, czy materiały izolacyjne przyczyniają się do powstawania pęknięć korozyjnych naprężeniowych, pomaga producentom i operatorom instalacji w doborze bezpieczniejszych systemów izolacji, obniżeniu kosztów konserwacji i poprawie długoterminowej niezawodności rurociągów, zbiorników i urządzeń procesowych. Wraz z normami ASTM C795 i ASTM C871, norma ASTM C692 stanowi podstawę programów kwalifikacji izolacji dla instalacji ze stali nierdzewnej wrażliwych na korozję.

Nasza organizacja, z kompetentnym i doświadczonym zespołem, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą ASTM C692.

WhatsApp