Коррозионное растрескивание под напряжением требует трех переменных:
Приложенные или остаточные напряжения
Водная коррозионная среда (распространены хлориды и сероводород)
Повышенные температуры
Без всех трех факторов ГТК не может продолжать работу. Однако, когда они присутствуют, эксперты предлагают ряд моделей и механизмов для объяснения коррозионного растрескивания под напряжением.
Общепринятые модели включают в себя
Адсорбционная модель:Определенные химические вещества адсорбируются на поверхности трещины и снижают напряжение разрушения.
Модель разрыва пленки:Напряжение разрывает пассивную пленку локально и создает активно-пассивную ячейку. Вновь образованная пассивная пленка снова разрывается при стрессе и цикл продолжается до отказа.
Уже существующая модель активного пути:Ранее существовавшие пути, такие как границы зерен, где образуются интерметаллы и соединения, расширяются и преувеличены, оставляя металл слабее.
Модель охрупчивания:Водородное охрупчивание является основным механизмом SCC для сталей и других сплавов, таких как титан. Атомы водорода диффундируют к кончику трещины и охрупчивают металл.
Помимо всех этих переменных, условия окружающей среды, необходимые для стимулирования SCC, также будут варьироваться в зависимости от рассматриваемого металла или сплава.
Например, углеродистые стали наиболее восприимчивы к горячим нитратам, гидроксидам и карбонатным или бикарбонатным растворам.
Высокопрочные стали могут стать жертвами сероводорода.
Аустенитные нержавеющие стали особенно восприимчивы к горячим, концентрированным растворам хлоридов и загрязненному хлором пару.
Тем не менее, дуплексные стали - с их смесью аустенитного и ферритного металлургического состава - обычно могут выдерживать более высокие температуры, прежде чем поддаться атаке SCC. Это делает их отличным выбором для использования в высокотемпературных процессах с риском СКК.
Обратитесь к приведенной ниже таблице для получения дополнительных факторов окружающей среды:
|
Углеродистые стали |
Растворы гидроксида натрия (NaOH) |
|
|
Растворы гидроксида натрия (NaOH) + сульфата натрия (NA2SiO4) |
|
|
Растворы нитрита кальция (CaN2O4), нитрита аммония (H4N2O2) и нитрита натрия (NaNO2) |
|
|
Растворы кислого сероводорода (H2S) |
|
|
Морская вода |
|
|
Карбонатные и бикарбонатные растворы |
|
Нержавеющие стали |
Растворы кислых хлоридов |
|
|
Хлорид натрия (NaCl) и полутонсероксид водорода (H2O2) s |
|
|
Морская вода |
|
|
Сероводород (H2S) |
|
|
Растворы гидроксида натрия (NaOH) + сероводорода (H2S) |
|
|
Конденсация пара из хлоридных вод |