Как всем известно, стерилизатор представляет собой закрытый сосуд под давлением, обычно изготовленный из нержавеющей или углеродистой стали. В Китае в эксплуатации находится около 2,3 миллиона сосудов под давлением, среди которых особенно выделяется коррозия металла, ставшая основным препятствием и способом отказа, влияющим на долгосрочную стабильную работу сосудов под давлением. Как один из видов сосудов под давлением, производство, использование, обслуживание и проверка стерилизатора не могут быть проигнорированы. Из-за сложного явления и механизма коррозии формы и характеристики коррозии металла различаются под влиянием материалов, факторов окружающей среды и напряженного состояния. Далее мы рассмотрим несколько распространенных явлений коррозии сосудов под давлением:
1.Комплексная коррозия (также известная как равномерная коррозия) - это явление, вызванное химической или электрохимической коррозией, при которой коррозионная среда может равномерно достигать всех частей поверхности металла, так что состав и организация металла находятся в относительно одинаковых условиях, вся поверхность металла корродирует с одинаковой скоростью. Для сосудов высокого давления из нержавеющей стали, в коррозионной среде с низким значением PH, пассивирующая пленка может потерять свой защитный эффект из-за растворения, и тогда возникает комплексная коррозия. Независимо от того, является ли комплексная коррозия следствием химической или электрохимической коррозии, общей чертой является то, что в процессе коррозии трудно сформировать защитную пассивирующую пленку на поверхности материала, и продукты коррозии могут растворяться в среде или образовывать рыхлый пористый оксид, что усиливает процесс коррозии. Вред комплексной коррозии нельзя недооценивать: во-первых, она приводит к уменьшению площади давления несущего элемента сосуда высокого давления, что может вызвать утечку через перфорацию, или даже разрыв или слом из-за недостаточной прочности; во-вторых, в процессе электрохимической комплексной коррозии часто сопровождается реакцией восстановления H+, что может привести к заполнению материала водородом, а затем к водородному охрупчиванию и другим проблемам, что также является причиной необходимости обезвоживания оборудования во время обслуживания сваркой.
2. Питтинг - это локальное коррозионное явление, которое начинается на поверхности металла и расширяется внутри, образуя небольшую коррозионную яму в форме отверстия. В определенной среде через некоторое время на поверхности металла могут появиться отдельные вытравленные отверстия или питтинги, которые со временем будут увеличиваться в глубину. Хотя первоначальная потеря массы металла может быть небольшой, из-за быстрой скорости локальной коррозии оборудование и стенки труб часто перфорируются, что приводит к внезапным авариям. Обследование точечной коррозии затруднено, поскольку отверстие имеет небольшой размер и часто покрыто продуктами коррозии, поэтому трудно измерить и сравнить степень точечной коррозии количественно. Поэтому точечную коррозию можно считать одной из самых разрушительных и коварных форм коррозии.
3. Межкристаллитная коррозия - это локальное коррозионное явление, возникающее вдоль или вблизи границы зерен, в основном из-за разницы между поверхностью зерен и внутренним химическим составом, а также из-за наличия зернограничных примесей или внутреннего напряжения. Хотя межкристаллитная коррозия может быть неочевидной на макроуровне, после ее возникновения прочность материала теряется практически мгновенно, что часто приводит к внезапному выходу оборудования из строя без предупреждения. Более того, межкристаллитная коррозия легко трансформируется в межкристаллитное коррозионное растрескивание под напряжением, которое становится источником коррозионного растрескивания под напряжением.
4. Коррозия зазоров - это коррозионное явление, возникающее в узком зазоре (ширина обычно составляет 0,02-0,1 мм), образовавшемся на поверхности металла из-за инородных тел или структурных причин. Эти зазоры должны быть достаточно узкими, чтобы жидкость могла протекать в них и задерживаться, создавая тем самым условия для коррозии зазора. В практическом применении фланцевые соединения, поверхности уплотнения гаек, нахлесточные соединения, незаваренные сварные швы, трещины, поверхностные поры, сварочный шлак, не очищенный и не отложившийся на металлической поверхности окалины, примеси и т. д. могут образовывать зазоры, что приводит к коррозии зазора. Этот вид локальной коррозии является распространенным и очень разрушительным, он может нарушить целостность механических соединений и герметичность оборудования, что может привести к выходу оборудования из строя и даже к разрушительным авариям. Поэтому очень важно предотвращать и контролировать щелевую коррозию, а также регулярно проводить техническое обслуживание и очистку оборудования.
5. Коррозия под напряжением составляет 49 % от общего числа видов коррозии всех контейнеров, которая характеризуется синергетическим эффектом направленного напряжения и коррозионной среды, приводящим к хрупкому растрескиванию. Трещины такого типа могут развиваться не только по границе зерен, но и через сами зерна. При глубоком развитии трещин вглубь металла это приведет к значительному снижению прочности металлической конструкции и даже сделает металлическое оборудование внезапно поврежденным без предупреждения. Поэтому коррозионно-индуцированное растрескивание под напряжением (SCC) имеет характеристики внезапного и сильного разрушения, как только трещина образуется, скорость ее расширения очень быстрая и нет значительного предупреждения перед разрушением, что является очень вредной формой отказа оборудования.
6. Последним распространенным явлением коррозии является усталостная коррозия, под которой понимается процесс постепенного повреждения поверхности материала до разрыва под совместным действием переменного напряжения и коррозионной среды. Совместное воздействие коррозии и переменной деформации материала приводит к тому, что время зарождения и время цикла усталостных трещин значительно сокращается, а скорость распространения трещин увеличивается, в результате чего предел усталости металлических материалов значительно снижается. Это явление не только ускоряет раннее разрушение элемента оборудования, работающего под давлением, но и делает срок службы сосуда, спроектированного в соответствии с критериями усталости, гораздо ниже ожидаемого. В процессе эксплуатации для предотвращения различных коррозионных явлений, таких как усталостная коррозия сосудов высокого давления из нержавеющей стали, необходимо принимать следующие меры: каждые 6 месяцев тщательно очищать внутреннюю поверхность бака стерилизации, бака горячей воды и другого оборудования; если жесткость воды высокая и оборудование используется более 8 часов в день, его очищают каждые 3 месяца.
