Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 2024, №01



2024 №01 (02)

DOI of Article 10.37434/tdnk2024.01.03

2024 №01 (04)

---

Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2024, №1, стор. 14-20

Дослідження причин руйнування пластинчастого теплообмінника з нержавіючої сталі AISI 316L у водному середовищі

Л.І. Ниркова, С.О. Осадчук, Л.В. Гончаренко, В.А. Костін

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Проведено комплекс досліджень причин руйнування пластинчастого теплообмінника з нержавіючої сталі AISI 316L. Із застосуванням аналізу умов експлуатації, методів сканувальної мікроскопії, візуального огляду, масометрії, фізичних методів аналізу середовищ, випробувань стійкості проти локальної корозії встановлено причини утворення наскрізних пошкоджень пластин теплообмінника. Доведено, що ініціювання наскрізних дефектів обумовлено складною взаємодією комплексу чинників, а саме: руйнуванням пасивної плівки в місцях стикання пластин, розвитком міжкристалітної корозії поверхневого шару при тривалому простоюванні теплообмінника з дезінфікуючою консервуючою рідиною, що призвело до утворення застійних зон між гофрами пластин, притиснених одна до одної, в яких затримувалася рідина, та підвищення корозивності води відносно сталі. Бібліогр. 22, табл. 4, рис. 5.
Ключові слова: нержавіюча сталь, теплообмінник, пітінгова корозія, опірність до локальної корозії, швидкість пітінгової корозії

Надійшла до редакції 22.02.2024
Отримано у переглянутому вигляді 11.03.2024
Прийнято 22.03.2024

Список літератури

1. Faes, W., Lecompte, S., Ahmed, Z.Y. et al. (2019) Corrosion and corrosion prevention in heat exchangers. Corrosion reviews, 37(2), 131–155. DOI: https://doi.org/10.1515/corrrev-2018-0054
2. Fan, Z.D., Du, J.S., Zhang, Z.B. et al. (2019) Internal leakage of plate heat exchangers caused by cooperation of pitting, crevice corrosion, and fretting. Engineering Failure Analysis, 96, 340–347. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal. 2018.10.007
3. Deen, K.M., Virk, M.A., Haque, C.I. et al. (2010) Failure investigation of heat exchanger plates due to pitting corrosion. Engineering Failure Analysis, 17(4), 886–893. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.engfailanal.2009.10.023
4. Khodamorad, S.H., Alinezhad, N., Fatmehsari, D.H., Ghahtan, K. (2016) Stress corrosion cracking in type. 316 plates of a heat exchanger. Case Studies in Engineering Failure Analysis, 5, 59–66. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csefa.2016.03.001
5. Song, M.J., Choi, G., Chae, H. et al. (2021) Corrosion failure analysis of flow plate in plate heat exchanger. Corrosion Science and Technology, 20(4), 204–209. DOI: https://doi. org/10.14773/cst.2021.20.4.204
6. Song, W.M., Yang, G.R., Hao, Y., Zhang, Y.F. (2013) The corrosion failure analysis of plate pipe for plate heat exchanger. Advanced materials research, 750, 2252–2257. DOI: https:// doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.750-752.2252
7. Ali, M., Ul-Hamid, A., Khan, T. et al. (2021) Corrosion-related failures in heat exchangers. Corrosion Reviews, 39(6), 519–546. DOI: https://doi.org/10.1515/corrrev-2020-0073
8. Narivs’ kyi, O.E. (2007) Micromechanism of corrosion fracture of the plates of heat exchangers. Materials Science, 43(1), 124– 132. DOI: https://doi.org/10.1007/s11003-007-0014-3
9. Wassilkowska, A., Skowronek, T., Rybicki, S. (2022) Microstructure investigation of premature corroded heat exchanger plates. Materials Testing, 58(3), 218–223. DOI: https://doi. org/10.3139/120.110837
10. Solomon, N., Solomon, I. (2017) Effect of deformation-induced phase transformation on AISI 316 stainless steel corrosion resistance. Engineering Failure Analysis, 79, 865– 875. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2017.05.031
11. Li, M.J., Tang, S.Z., Wang, F.L. et al. (2017) Gas-side fouling, erosion and corrosion of heat exchangers for middle/low temperature waste heat utilization: A review on simulation and experiment. Applied Thermal Engineering, 126, 737–761. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.095
12. Jong-Soon, K.I.M., Tae-Ho, K.A.N.G., In-Kwan, K.I.M. (2009) Surface treatment to improve corrosion resistance of Al plate heat exchangers. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 19, 28–31. DOI: https://doi.org/10.1016/ S1003-6326(10)60240-3
13. Davíðsdóttir, S., Gunnarsson, B.G., Kristjánsson, K.B. et al. (2021) Study of corrosion resistance properties of heat exchanger metals in two different geothermal environments. Geosciences, 11(12), 498. DOI: https://doi.org/10.3390/geosciences11120498
14. Reppich, M. (1999) Use of high performance plate heat exchangers in chemical and process industries. International j. of thermal sciences, 38(11), 999–1008. DOI: https://doi. org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.095
15. Turissini, R.L., Bruno, T.V., Dahlberg, E.P., Setterlund, R.B. (1997) March. Corrosion failures in plate heat exchangers. In: NACE CORROSION (pp. NACE-97522), NACE.
16. ASTM A 240/A 240M – 04 Specification for heat-resisting chromium and chromium-nickel stainless steel plate, sheet, and strip for pressure vessels.
17. ASTM G48-11(2020)e1 Standard test methods for pitting and crevice corrosion resistance of stainless steels and related alloys by use of ferric chloride solution.
18. ГОСТ 2999-75 (СТ СЭВ 470-77) Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу. С изменениями № 1, 2.
19. BS EN 12502-4:2004 Protection of metallic materials against corrosion – Guidance on the assessment of corrosion likelihood in water distribution and storage systems – Part 4: Influencing factors for stainless.
20. Shreir, L.L. (2010) 1.05-Basic concepts of corrosion. Shreir’s corrosion. Oxford, Elsevier, pp. 89–100. ISBN 978-0-444-52788-2.
21. ДСТУ EN ISO 3651-2:2005. Сталі корозійнотривкі. Визначення тривкості до міжкристалічної корозії. Частина 2. Феритні, аустенітні та феритно-аустенітні (двофазні) сталі. Випробування на корозію у сірчанокислотних середовищах (EN ISO 3651-2:1998, IDT).
22. Cleland, J.H. (1996) What does the pitting resistance equivalent really tell us? Engineering Failure Analysis, 3(1), 65–69. DOI: https://doi.org/10.1016/1350-6307(95)00026-7.

---

Реклама в цьому номері:

---