ההשפעה העיקרית של ריכוז יון כלוריד בטיפול במים על בחירת חומר נירוסטה נעוצה בכוח ההרסני של יוני כלוריד.
יוני כלוריד חודרים ומפעילים מאוד בפתרונות מימיים. הם מהווים איום רציני על הסרט הפסיבי של נירוסטה, וגורמים בעיקר לשני סוגים של קורוזיה מקומית קטלנית:
בוטות: יוני כלוריד סופגים בנקודות החלשות ביותר של הסרט הפסיבי (כגון תכלילים, שריטות, והחום - האזור של ריתוכים), השמיד מקומי את הסרט הפסיבי ויוצר אזור אנודי זעיר (בור קורוזיה), ואילו האזור הגדול יותר של הסרט הפסיבי פועל כקתודה. אנודה קטנה זו ותא קורוזיה גדול קתודה מניע את הבור להתפשט במהירות ובעמוק למתכת, ובסופו של דבר מוביל לניקוב.
פיצוח קורוזיה של מתח: ההשפעות המשולבות של לחץ מתיחה וסביבה קורוזיבית ספציפית (יוני כלוריד הם היוזם הראשוני) עלולות לגרום לפיצוח שביר, פתאומי טרנזיט או בין -גרעיני בפלדת אל חלד, אפילו בלחץ הרבה מתחת לחוזק התשואה של החומר. הופעת ה- SCC דורשת בדרך כלל סף ריכוז יון כלוריד וכולן.
ההתנגדות של נירוסטה לקורוזיה של יון כלוריד אינה מתרחשת באופן לינארי; במקום זאת, ישנם ספי ריכוז קריטיים שמעליהם נכשלים במהירות פלדות אל חלד נכשלות במהירות. המלצות בחירת חומרים מבוססות על טווח ריכוז היונים של כלוריד:
1. טווח ריכוז נמוך (CL⁻ <200 עמודים לדקה וטמפרטורה <60 מעלות): 304 ו- 304L הם אפשרויות חסכוניות.
אפילו בריכוזים אלה, עליית הטמפרטורות מגדילות משמעותית את הסיכון לבור ו- SCC. נדרש זהירות יתרה מעל 50 מעלות. יוני כלוריד מתרכזים בקלות באזורים עומדים כמו אטמי אוגן וחיבורים הברגה, מה שעלול לגרום לקורוזיה נקיקה קשה אפילו בריכוזים נמוכים . 304/304L רגיש לכך. יוני כלוריד מצטברים ומתרכזים בקלות באזורי זרימת מים עומדים (כמו תחתית טנקים וקצה מבוי), ומגדילים את הסיכון.
2. טווח ריכוז בינוני (200 עמודים לדקה פחות או שווה ל- Cl⁻ פחות או שווה ל 1500 עמודים לדקה):
חומר עיקרי: 316/316L הוא התקן. יתרון הליבה שלו טמון בתוספת 2 - 3% מוליבדן. מוליבדן משפר משמעותית את יציבות הסרט הפסיבי, במיוחד בסביבות המכילות כלוריד. זה למעשה מעכב את הגרעין וההתפשטות של קורוזיה בור ומגדיל את פוטנציאל הבריטה.
נקודות וסיכונים קריטיים:
1500 עמודים לדקה הוא סף קריטי, הנחשב בדרך כלל לגבול העליון עבור 316L (במיוחד בטמפרטורת החדר). מעל ריכוז זה, הסיכון עולה באופן דרמטי.
60 מעלות הוא סף קריטי נוסף. מעל טמפרטורה זו, אפילו עם ריכוזי Cl⁻ מתחת ל 1500 עמודים לדקה, הסיכון לבור ו- SCC ב- 316L עולה משמעותית. נדרש זהירות יתר על המידה מעל 70 מעלות.
הסיכון לתנודות בתהליך: ריכוז CL⁻ או הטמפרטורה עשויים לעלות באופן בלתי צפוי במהלך פעולת המערכת (למשל, בגלל שינויים במים גולמיים או דליפות מחליף חום). יש לקחת בחשבון את שולי הבטיחות במהלך התכנון.
3. טווח ריכוז גבוה (CL⁻> 1500 עמודים לדקה ו/או טמפרטורה> 60 מעלות):
סיכון גבוה לכישלון של 316/ל: בתנאים אלה, PitTing ו- SCC ב- 316/L הם כמעט בלתי נמנעים; זה רק עניין של זמן. שקול סופר - פלדות אל חלד אוסטניטיות כמו 904L, 254 SMO ו- Al-6xn; ופלדות אל חלד דופלקס כמו 2205 ו- 2507.
סגסוגות אלה יקרות משמעותית מ- 304/316, כך שהבחירה שלהן דורשת הצדקה יסודית. יש לשלוט בקפדנות על כניסת חום וטמפרטורת חום ריתוך כדי לשמור על שיווי משקל שלב ועמידות בפני קורוזיה. אפילו לציונים מתקדמים אלה יש מגבלות טמפרטורה; אנא עיין במדריך החומרים לפרטים.
4. סביבות ריכוז/קשות גבוהות במיוחד (למשל, מלח מרוכז חם, מלח, טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה):
דופלקס מתקדם/סופר - גבולות אוסטניטיים: 2507, Super - פלדה דופלקס, או Super - Austenitics (למשל, 654 SMO) עשויה להתאים בתנאים מסוימים, אך נדרש אזהרה קיצונית.
ניקל - סגסוגות מבוססות או טיטניום: כאשר נירוסטה נכשלת, יש לקחת בחשבון את האסטלוי או טיטניום. הם מציעים התנגדות ללא תחרות לקורוזיה של יון כלוריד, אך הם יקרים ביותר.
לא - חומרים מתכתיים: כגון פיברגלס, CPVC, PVDF, וריציות פלסטיק/גומי הם עלות - אלטרנטיבות יעילות, המתאימות במיוחד ללחץ רגיל או צינורות לחץ נמוך ומיכלי אחסון.