מהי קורוזיה בבור וכיצד למנוע אותה

קורוזיה בבור היא אחת הצורות המסוכנות והמטעות ביותר של השפלת חומר בהנדסה. בניגוד לחלודה על פני השטח שקל לראות, התקפות חריצים מנקודה מיקרוסקופית אחת, קידוח עמוק לתוך המתכת תוך השארת רוב המשטח שלם. כאשר בור נראה לעין בלתי מזוינת, ייתכן שהוא כבר חדר עמוק מספיק כדי לגרום לפרצה מבנית, דליפת לחץ או כשל קטסטרופלי. היא אחראית לחלק בלתי פרופורציונלי של תאונות תעשייתיות הקשורות- לקורוזיה, כשלים בצנרת והחלפות רכיבים ברחבי העולם.

What Is Pitting Corrosion and How to Prevent It

מאמר זה מסביר מהי קורוזיה בבור, מדוע היא מתרחשת, אילו חומרים הם הפגיעים ביותר, כיצד למדוד התנגדות באמצעות כלים מדעיים כמו מדד PREN, ו- והכי חשוב - כיצד למנוע זאת באמצעות בחירת חומרים, עיצוב ותחזוקה חכמים.

גדול או שווה ל-90% מהכשלים

נזקי קורוזיה בתעשייה הם מקומיים

PREN גדול או שווה ל-40

סף לעמידות בבור מי ים

2.5 טריליון דולר

עלות שנתית גלובלית של קורוזיה (NACE 2016)

קורוזיה בבור היא צורה מקומית של התקפה אלקטרוכימית שבה נוצרים חללים קטנים - הנקראים בורות - וחודרים לתוך משטח מתכת. בעוד שהקורוזיה הכללית מתפשטת באופן שווה על פני משטח וקל יחסית לניטור ולניבוי, הגלעות מתרכזות בנקודות זעירות, לרוב בקוטר של פחות מ-1 מ"מ על פני השטח, אך פוטנציאלית לעומק של כמה מילימטרים בתוך החומר.

חשבו על זה כך: דמיינו שני תרחישים שבהם מים פוגעים ברצפת עץ. בהתחלה, כל משטח הרצפה הופך לח ומתנפח באופן שווה - אתה יכול לראות את הבעיה מיד. בשנייה, טפטוף צינור נסתר יחיד מרקיב לאט את העץ מנקודה אחת כלפי מטה, ומשאיר את שאר הרצפה נראית בסדר גמור עד ליום בו רגלך עוברת דרכה. קורוזיה בבור הוא התרחיש השני, והוא מסוכן הרבה יותר.

What Is Pitting Corrosion

רוב המתכות העמידות בפני קורוזיה - כולל פלדות אל חלד וסגסוגות ניקל - מוגנות בשכבת תחמוצת דקה ובלתי נראית הנקראת הסרט הפסיבי. עבור נירוסטה, הסרט הזה הוא בעיקר תחמוצת כרום (Cr₂O₃), בעובי של כמה ננומטרים בלבד, אך יעיל בצורה יוצאת דופן במניעת החמצן והלחות מלהגיע למתכת שמתחת.

פיטינג מתחיל כאשר הסרט הפסיבי הזה נפרץ באופן מקומי. הפריצה מופעלת בדרך כלל על ידי יונים אגרסיביים - לרוב יוני כלוריד (Cl⁻) ממי מלח, מלחי הפחה- או כימיקלים תעשייתיים. יוני כלוריד הם קטנים, ניידים מאוד ואגרסיביים מבחינה כימית. הם תוקפים את הסרט הפסיבי בעדיפות בנקודות תורפה: שריטות פני השטח, תכלילים (חלקיקי זיהומים זעירים בתוך המתכת), מפגשי גבול גרגרים או אזורים עם מתח שיורי.

ברגע שהסרט הפסיבי מתפרק בנקודה מסוימת, נוצר תא אלקטרוכימי. המתכת החשופה בתוך הבור הופכת לאנודה (שם המתכת מתמוססת), בעוד שהמשטח השלם שמסביב הופך לקתודה. הבור מתקיים כעת בעצמו-: הכימיה בפנים הופכת לחומצה יותר ויותר- עשירה בכלוריד, מה שמאיץ את פירוק המתכת, בעוד שהסרט הפסיבי על פני השטח שמסביב מדכא באופן פעיל את קצב הקורוזיה בכל מקום אחר. זו הסיבה שבורות צומחים כלפי מטה, לא כלפי חוץ.

התחלה: הסרט הפסיבי מתקלקל בנקודת תורפה. עדיין אין נזק נראה לעין. משך הזמן יכול להיות ימים עד שנים בהתאם לסביבה ולחומר.

ריבוי: צומח בור פעיל. מתכת מתמוססת בתוך הבור בקצב מואץ. הבור עשוי להיות מוסתר מתחת למכסה של מוצר קורוזיה, מה שמקשה על זיהוי ויזואלי.

חדירה: הבור מגיע לעובי דופן מלא, מה שגורם לחור דרך-, לדליפה או לכשל מבני. במערכות בלחץ, זהו אירוע הכשל הקטסטרופלי.

מושג מפתח

הפיתול-מאיץ - בעצמו ברגע שהוא מתחיל, הוא נהיה מהיר יותר

הכימיה המקומית בתוך בור גידול (pH נמוך, ריכוז כלוריד גבוה, חמצן מדולדל) יוצרת תנאים המונעים רפסיבציה. ללא התערבות, בור פעיל ימשיך לגדול עד לחדירה או להסרה של הסביבה האגרסיבית. זו הסיבה שגילוי מוקדם ומניעה חשובים הרבה יותר מאשר תיקון.

קורוזיה בבור היא לא רק מושג מעבדתי - היא בעיה תעשייתית יקרה, מסוכנת ונפוצה. מחקר NACE International לשנת 2016 (כיום AMPP) העריך את העלות השנתית העולמית של קורוזיה ב-2.5 טריליון דולר, המהווה כ-3.4% מהתמ"ג העולמי. בור וקורוזיה מקומית מהווים נתח משמעותי מסך זה.

טבלה 1 - אמיתית-השפעה עולמית של קורוזיה בבור לפי תעשייה

תַעֲשִׂיָה	תרחיש טיפוסי	תוֹצָאָה	עלות שנתית משוערת (ארה"ב)
נפט וגז	חריפות כלוריד בצינורות תת-ימיים ובעליות	נזילות, תקיעות, נזקים סביבתיים	1.4B+$ בשלמות צינור בלבד
ימית / מהחוף	התקפת מי ים על לוחות גוף, מיכלי נטל	פריצת גוף, כשל מבני, עלות-מעגן יבש	2.7 מיליארד דולר ברחבי העולם בקורוזיה ימית
תהליך כימי	התקפת HCl או NaCl על כלי הכור והצנרת	כיבוי לא מתוכנן, זיהום המוצר	170 מיליון דולר+ לכל הפסקה לא מתוכננת גדולה
מים ושירותים	התקפת מים עם כלור על צנרת אל חלד	נזילות חריר, הפרעה באספקת מים	צבר תשתיות מים בארה"ב + 50 מיליארד דולר
תעופה וחלל	בורות במבני אלומיניום ומטוסי SS	התחלת סדק עייפות, הארקה של מסגרת האוויר	עלויות קורוזיה שנתיות של USAF של 2.2 מיליארד דולר
מזון ופארמה	התקפה כימית של CIP על ציוד SS 304	זיהום מוצר, ריקול, כשל ב-HACCP	משתנה מאוד; ריקול עולה $10M–$100M+

מקורות: NACE International Cost of Corrosion Study (2016); דוח קורוזיה של FHWA בארה"ב; נתוני תוכנית למניעת קורוזיה ובקרה של USAF.

כמעט כל מתכת פסיבית יכולה להתנקם בתנאים הנכונים - או יותר נכון, - שגויים. המשתנה המרכזי הוא היציבות של הסרט הפסיבי בסביבה הספציפית. הטבלה שלהלן מדרגת מתכות וסגסוגות הנדסיות נפוצות לפי עמידותן לבור, מהפגיעות ביותר לעמידותן ביותר.

טבלה 2 - פגיעות פיתול של חומרים הנדסיים נפוצים

חוֹמֶר	אינדקס PREN	עמידות לכלוריד	רמת סיכון	סביבת כשל טיפוסית
פלדת פחמן	N/A	עניים מאוד	קרִיטִי	כל לחות + חמצן; אין סרט פסיבי
סגסוגות אלומיניום	N/A	יָרוּד	גָבוֹהַ	מי ים, אדמה המכילה כלור-, אטמוספרה ימית
אל חלד 304/304L	18–20	הוֹגֶן	בֵּינוֹנִי	מי ים עומדים, תמיסות כלוריד חמות, כימיקלים CIP
אל חלד 316/316L	24–28	טוֹב	נָמוּך	כלוריד מרוכז בטמפרטורה מוגברת, חריצים
דופלקס 2205	32–36	טוב מאוד	מאוד נמוך	מי ים חמים, תהליך כימי זורם עם Cl⁻
סופר דופלקס 2507	40–43	מְעוּלֶה	מִינִימָלִי	מי ים עם כלור תת-ימי, תמלחות אגרסיביות
Inconel 625	48–51	בּוֹלֵט	מאוד נמוך	מי ים עם כלור, גז חמוץ, חומצות מחמצנות
Hastelloy C-276	65–73	מְעוּלֶה	אַפסִי	חומצה הידרוכלורית, כלור רטוב, תמיסות FeCl₃
טיטניום גר. 2/5	N/A*	יוֹצֵא דוֹפֶן	אַפסִי	כמעט חסין בפני בור כלוריד בתנאים רגילים

PREN=%Cr + 3.3(×%Mo) + 16(×%N). *טיטניום משתמש במנגנון קורוזיה שונה ו-PREN אינו ישים ישירות. PREN גדול או שווה ל-40 הוא הסף הכללי לשירות מי ים.

ה-PREN Resistance Equivalent Number הוא האינדקס הבודד-הנפוץ ביותר להשוואת עמידות הפיתול של פלדות אל חלד וסגסוגות ניקל. זה מזקק כימיה מורכבת של סגסוגת לציון אחד, ומאפשר למהנדסים לדרג חומרים במהירות לפני ביצוע בדיקות מפורטות יותר.

נוסחת PREN

PREN=%Cr + 3.3(× %Mo) + 16(× %N)

כאשר Cr=תכולת כרום, Mo=תכולת מוליבדן, N=תכולת חנקן (הכל ב%)

כל אלמנט בנוסחת PREN תורם באופן שונה לעמידות בבור. כרום יוצר את הסרט הפסיבי העיקרי. מוליבדן משוקלל פי 3.3 יותר מכרום מכיוון שהוא מייצב את הסרט הפסיבי בסביבות כלוריד ביעילות יוצאת דופן - עלייה של 1% בתכולת המוליבדן משפרת את עמידות הגלעין בערך פי שלושה מעלייה של 1% בכרום. החנקן משוקל פי 16, מה שהופך אותו למאיץ ה-PREN החזק ביותר ליחידת משקל, וזו הסיבה שפלדות אל-חלד סופר דופלקס וסופר אוסטניטיות מוסיפות חנקן בכוונה.

Understanding the PREN Index

טבלה 3 - כיצד אלמנטים סגסוגים תורמים לעמידות בבור

אֵלֵמֶנט	משקל PREN	מַנגָנוֹן	משמעות מעשית
Chromium (Cr)	1.0×	יוצר סרט פסיבי Cr₂O₃	כל 1% Cr מוסיף נקודת PREN אחת. מינימום 10.5% Cr נדרשים ליצירת סרט פסיבי פונקציונלי (הגדרה של נירוסטה).
מוליבדן (מו)	3.3×	מייצב סרט פסיבי ב-Cl⁻	מו חוסם ספיחת יוני כלוריד על פני הסרט הפסיבי. מעבר מ-316 (2% Mo) ל-2205 דופלקס (3% Mo) מוסיף ~3.3 נקודות PREN מ-Mo בלבד.
חנקן (N)	16.0×	משפר את יציבות הסרט + מחזק סגסוגת	N הוא תורם ה-PREN החזק ביותר. Super duplex 2507 משתמש ב-0.27% N, תורם 4.3 נקודות PREN. חנקן גם משפר את החוזק מבלי להפחית את המשיכות.

PREN גדול מ-40 או שווה ל-40: סף תעשייתי כללי לעמידות בבור מי ים. PREN גדול או שווה ל-25: מינימום מומלץ עבור סביבות כלוריד חמות. PREN<20: Avoid in any chloride-containing service.

בחירת החומרים היא רק חצי ממשוואת הפיטינג. הסביבה קובעת אם יתחיל פיתול וכמה מהר הוא מתקדם. הטבלה שלהלן מזהה את המשתנים הסביבתיים המרכזיים והשפעתם על סיכון הבור.

טבלה 4 - גורמים סביבתיים המשפיעים על סכנת קורוזיה בבור

גוֹרֵם	מצב סיכון נמוך יותר	מצב סיכון גבוה יותר	השלכה הנדסית
ריכוז כלוריד	<200 ppm Cl⁻	>1,000 ppm Cl⁻ (מי ים ~19,000 ppm)	מעל סף Cl⁻, יציבות הסרט הפסיבי יורדת בחדות. ציין ציון PREN גבוה יותר.
טֶמפֶּרָטוּרָה	<25°C	>60 מעלות	טמפרטורה גבוהה יותר מורידה בצורה דרמטית את טמפרטורת הפיטינג הקריטית (CPT). ודא שה-CPT של הסגסוגת שנבחרה עולה על טמפרטורת התהליך המקסימלית.
pH (חומציות)	pH 7-9 (ניטרלי)	pH<4 (acidic)	pH נמוך מערער את הסרט הפסיבי ומאיץ את צמיחת הבור. סגסוגות ניקל מתגברות על הנירוסטה בסביבות כלוריד חומצי.
רמת חמצן	מאוורר לחלוטין או מאוורר לחלוטין	מאוורר חלקית (המקרה הגרוע ביותר)	אוורור חלקי יוצר תאי חמצן דיפרנציאליים המניעים התקפה מקומית. אוורור מלא או אוורור מלא; הימנע מאזורי סטגנציה.
מהירות זרימה	Flowing (>1 m/s)	זרימה עומדת או נמוכה מאוד	אזורים עומדים מאפשרים ריכוז כלוריד ודלדול חמצן. תכנון למהירות זרימה של מינימום 1 m/s במערכות רגישות.
מצב פני השטח	כבוש, פסיבי, חלק	כמו-מרותך, גוון חום, משוחק, מזוהם	זיהום ברזל, אבנית ריתוך וגוון חום כולם יוצרים נקודות תורפה של סרט פסיבי. תמיד לחמוץ ולפסיבי ריתוך SS.
גיאומטריה של חריץ	אין חריצים בעיצוב	אטמים, חפיפות, חיבורי הברגה	חריצים יוצרים כימיה אגרסיבית מקומית זהה לפנימי הבור. קורוזיה וסדקים חולקים את אותו מנגנון התחלה.
סוג הליד	פלואוריד (פחות אגרסיבי)	כלוריד > ברומיד > פלואוריד	יוני כלוריד הם מעורער היציבות של הסרט הפסיבי הנפוץ והאגרסיבי ביותר. ברומיד שני; פלואוריד פחות בתנאים רגילים.

כמעט תמיד ניתן למנוע קורוזיה בבור כאשר האמצעים הנכונים ננקטים בשלב הנכון של הפרויקט. המניעה פועלת בחמש שכבות: בחירת חומרים, הכנת פני השטח, עיצוב, בקרה תפעולית וניטור. תוכניות המניעה היעילות ביותר משתמשות בכל חמש השכבות בו זמנית.

שכבה 1: בחירת חומר - התאם את ה-PREN לסביבה

האסטרטגיה היחידה היעילה ביותר למניעת פיתולים היא בחירת חומר עם מספיק PREN עבור ריכוז הכלוריד והטמפרטורה של השירות המיועד. הטבלה שלהלן מספקת הנחיות לבחירת חומר בר-פעולה לפי סביבה.

טבלה 5 - חומר מומלץ לפי סביבה ורמת כלוריד

סביבת שירות	רמת Cl⁻ (ppm)	מינימום ציון מומלץ	הערות
מקורה, מתון, יבש	<50	SS 304 / 304L	דרגת תקן מספיקה; לשמור על משטחים נקיים ויבשים
מי עיבוד, מים לשתייה	50–200	SS 316 / 316L	תכולת Mo של 316 מטפלת ברמות Cl⁻ מים טיפוסיות; להימנע מרגליים מתות
אווירת חוף / ריסוס קל	200–1,000	SS 316L או 2205	שקול דופלקס למבנים החשופים להתזת מלח או להרטבה תכופה
זרמי תהליך כלוריד חמים	500–5,000	דופלקס 2205	Verify CPT of 2205 (≥50°C) exceeds max process temp; 2507 if T>60 מעלות
מי ים, טבילה מלאה	>15,000	סופר דופלקס 2507	PREN גדול או שווה ל-40 חובה; 2507 או 6Mo super austenitic (254SMO)
Hot seawater or brine (>50 מעלות)	>15,000	Inconel 625	מי ים-בטמפרטורה גבוהה: סגסוגות ניקל עולות על כל דרגות הדופלקס
חומצות כלור, FeCl₃	חָמוּר	Hastelloy C-276	Strongest commercially available pitting resistance; PREN >65
שירות חומצות HF	N/A	ניקל 200/201	Nickel pure grades resist HF; select 201 for T>315 מעלות

שכבה 2: הכנת פני השטח - הגן על הסרט הפסיבי

רכיב נירוסטה עם כימיה מעולה של סגסוגת יכול עדיין להתפרץ אם פני השטח שלו מזוהמים או פגומים. כל ייצור נירוסטה שייצור קשר עם סביבה המכילה כלוריד צריך לקבל את טיפולי המשטח הבאים כסטנדרט מינימלי:

כבישה: טיפול בתמיסת חומצה (בדרך כלל חומצה חנקתית/הידרופלואורית או חומצת לימון) להמסת זיהום ברזל פני השטח, אבנית ריתוך וגוון חום מהריתוך. כבישה מסירה את פגמי הסרט הפסיבי המשמשים כאתרי התחלת בור.

פסיבציה: חשיפה לחומצה מחמצנת (בדרך כלל חומצה חנקתית לפי ASTM A967 או חומצת לימון לפי ASTM A967) כדי לחדש ולעבות את סרט התחמוצת הפסיבי באופן אחיד לאחר כבישה או עבודה מכנית.

גימור פני השטח: למשטחים חלקים יותר (Ra תחתון) יש פחות חריצים מיקרו-והם נוטים פחות להידבקות כלוריד. גימור 2B או BA הוא מינימום עבור שירות קורוזיבי; גימור לא. 4 או מלוטש אלקטרו עדיף ליישומים בסיכון גבוה-.

הימנע מזיהום ברזל: אסור להשתמש בכלי פלדת פחמן, מברשות או דיסקיות שחיקה על משטחי נירוסטה. חלקיקי ברזל מוטבעים יוצרים תאים גלווניים שמתחילים בור.

שכבה 3: עיצוב - הסר חריצים ואזורים עומדים

קורוזיה וחריצים חולקים את אותו מנוע אלקטרוכימי. תרגול עיצוב טוב מבטל את התנאים הגיאומטריים המרכזים כלורידים ומדלדלים חמצן:

ציין ריתוך קת חדירה מלא- במקום חיבורי חך או ריתוך פילה שיוצרים חריצים.

רוקנו את כל הכלים במלואם; עיצוב ללא נוזל עומד כאשר המערכות אינן פועלות. תמיסות כלוריד עומדות מתרכזות לאורך זמן.

ציין אטמי PTFE, גומי או סגסוגת התואמים לעמידות בפני קורוזיה של החומר בעל אוגן. אטמי סיבים קונבנציונליים יכולים לרכז כלורידים.

הימנע מהשחלת אביזרי נירוסטה לתוך גופי פלדת פחמן. עיצוב עבור חיבורי ריתוך אוגן או קת כאשר קיים סיכון להתפרצות.

שמור על מהירויות זרימה מינימליות מעל 0.5 מ"ש בכל הצנרת -שנושאת נוזלים כדי למנוע סטגנציה וריכוז כלוריד.

שכבה 4: בקרה תפעולית - נהל את הכימיה

בקרת ריכוז הכלוריד בזרמי תהליך; השתמש בחילופי יונים, אוסמוזה הפוכה או דילול במידת הצורך.

שמור על pH מעל 7.0 במערכות מים במידת האפשר. הוסף מעכבי קורוזיה אם לא ניתן לשמור על pH בהפעלה.

הגבל את טמפרטורת ההפעלה מתחת ל-Critical Pitting Temperature (CPT) של הסגסוגת שצוינה. כל עלייה של 10 מעלות מעל CPT מאיצה באופן דרמטי את התחלת הבור.

שטפו ויבשו מערכות בעת הוצאתן משימוש. תמיסות כלוריד עומדות במהלך כיבוי גורמות לנזק רב יותר מאשר פעולה רציפה.

שכבה 5: ניטור - גלה לפני שיהיה מאוחר מדי

בדיקת אולטרסאונד (UT): מודד את עובי הדופן מבחוץ; מזהה עומק בור ללא מגע עם המוצר. שיטת הניטור השגרתית החסכונית ביותר-.

ניתוח רעש אלקטרוכימי (EN): מזהה את האותות האלקטרוכימיים המשתנים המיוצרים על ידי בורות פעילים. שימושי לניטור-בזמן אמת של מערכות רגישות.

בדיקת זרם מערבולת (ECT): יעיל לאיתור בור ב-צינור וקונכייה דקים-ו-מחליפי חום בצינור מבלי לנקז את המערכת.

בדיקה חזותית + אנדוסקופית: יעיל למשטחים נגישים; מוגבל על ידי אילוצי קו-של-ראייה בגיאומטריה מורכבת.

#	טָעוּת	למה זה גורם לפיטינג	תרגול נכון
1	ציון SS 304 בסביבת כלוריד	PREN 18–20 אינו מספיק עבור שירות כלוריד; פיטינג מתחיל במהירות	השתמש ב-SS 316L מינימום עבור כל שירות שנחשף לכלוריד-; השתמש בסגסוגות דופלקס או ניקל לסביבות גבוהות-כלוריד או חמות
2	דילוג על כבישה ופסיביות לאחר ריתוך	גוון חום ריתוך וקנה מידה הם פגמים בסרט פסיבי; פיטינג יוזם בנקודות התורפה הללו	תמיד יש להחמיץ ולפסיבי את כל ריתוך הנירוסטה לפי ASTM A967 או שווה ערך; אל תשאיר משטחים מרותכים- בשימוש קורוזיבי
3	מאפשר נוזל עומד בכיבוי	כלורידים מתרכזים בנוזל עומד; התקפה מקומית בתקופות סרק היא שכיחה ביותר	לשטוף ולייבש לחלוטין בעת הכיבוי; שמיכת חנקן או טיפול מעכב אם תקופות סרק ממושכות בלתי נמנעות
4	שימוש בכלי פלדת פחמן על משטחי אל חלד	חלקיקי ברזל משובצים יוצרים תאים מיקרו-גלווניים שמתחילים בור בכל אתר חלקיקים	שמור על כלי עבודה ייעודיים -לנירוסטה בלבד; בדוק ונקה משטחים לאחר כל מגע מקרי עם פלדת פחמן
5	התעלמות מטמפרטורת הפעלה בבחירת החומר	מהנדסים רבים בודקים PREN אך שוכחים שה-CPT יורד בחדות עם עליית הטמפרטורה; חומר PREN-30 עשוי להיות בטוח ב-25 מעלות אך יתקע ב-60 מעלות	ודא תמיד שה-CPT של הסגסוגת עולה על טמפרטורת התהליך המקסימלית האמינה; הוסף מרווח עבור טיולי טמפרטורה

אלו הן השאלות הנפוצות ביותר על ידי מהנדסים, צוותי תחזוקה ומנהלי רכש בעת התמודדות עם קורוזיה בבור.

ש: איך נראית קורוזיה בבור?

ת: פיתולים מופיעים כחורים או חללים קטנים ובודדים על משטח מתכת, לעתים קרובות מוקף בחלודה או מוצר קורוזיה. הבורות יכולים לנוע בין מיקרוסקופיים (קשה לראות ללא הגדלה) ועד כמה מילימטרים בקוטר. בפלדת אל חלד, המשטח שמסביב נראה לרוב ללא פגע, מה שהופך את הבור למטעה חזותית. בתוך בור, משטח המתכת מחוספס ולא סדיר, עם pH נמוך מקומית (לעתים קרובות pH 2-3) וריכוז כלוריד גבוה.

ש: האם קורוזיה בבור זהה לחלודה?

ת: לא, למרות שהם קשורים. חלודה היא סוג ספציפי של קורוזיה כללית המתרחשת על פלדת פחמן ומייצרת תחמוצת ברזל (Fe₂O₃), הניתנת לזיהוי על ידי צבעה החום הכתום-. פיטינג היא התקפה מקומית שיכולה להתרחש על מתכות פסיביות כגון נירוסטה, אלומיניום וסגסוגות ניקל שאינן מחלידות במובן המסורתי. רכיב נירוסטה יכול לפתח בורות פעילים ללא חלודה כתומה הנראית על פני השטח -, הדבר הופך את הבור מסוכן יותר וקשה יותר לזיהוי מאשר חלודה כללית.

ש: מהי טמפרטורת הפיטינג הקריטית (CPT)?

ת: טמפרטורת הגהות הקריטית (Critical Pitting Temperature (CPT) היא הטמפרטורה שמעליה תתחיל סגסוגת להתנקז בתמיסת בדיקת כלוריד סטנדרטית. זהו פרמטר אפיון סגסוגת מפתח. לדוגמה, ל-SS 316L יש CPT של כ-15-18 מעלות בתנאי מי ים, בעוד לסופר דופלקס 2507 יש CPT מעל 50 מעלות, ול-Inconel 625 יש CPT מעל 100 מעלות. בעת בחירת חומר, ה-CPT חייב לחרוג מטמפרטורת השירות המקסימלית עם מרווח בטיחות מתאים.

ש: האם ניתן לתקן קורוזיה בבור?

ת: לפעמים ניתן לטפל בגירוי משטח קטן על ידי השחזה,-ריתוך מחדש או ליטוש אלקטרו, ולאחר מכן הפסיביות-מחודשת. עם זאת, דרך-התפרצויות בקירות או פיתול פנימי נרחב דורשים בדרך כלל החלפת רכיבים. בצנרת לחץ, כל בור דרך- הוא אי התאמה של קוד- הדורשת פעולה מיידית. מניעה תמיד יעילה יותר- מאשר תיקון: קטע צינור נירוסטה בגודל 6 אינץ' המושפע מבור עשוי לעלות 50 עד 200 דולר להחלפה כפעולת תחזוקה מונעת; אותו כשל שגורם לכיבוי חירום יכול לעלות בין 100,000 ל-10 מיליון דולר, תלוי בתהליך.

ש: האם צבע או ציפוי מונעים חריצים על נירוסטה?

ת: ציפויים מגנים אינם מיושמים בדרך כלל על פלדת אל חלד למניעת פיתולים מכיוון שהם מיותרים ברוב תנאי השירות כאשר נבחרת הדרגה הנכונה. עם זאת, בסביבות חיצוניות מסוימות (מבנים קבורים, רכיבים בים שקועים, אטמוספרות תעשייתיות אגרסיביות ביותר), שילוב של פלדת אל חלד גבוהה-PREN או סגסוגת ניקל עם ציפוי מגן ו/או הגנה קתודית יכול להיות הפתרון ההנדסי האופטימלי. הסיכון בציפויים על אל חלד הוא שכל פגם בציפוי (חג) מרכז את זרם ההגנה הקתודי ויכול למעשה להאיץ את הקורוזיה בנקודת הפגם בתצורות מסוימות.

קורוזיה בבור היא מטעה, מסוכנת ויקרה - אבל היא גם ניתנת לחיזוי ולמניעתה. המדע מבוסס היטב, הכלים למדידת עמידות (PREN, בדיקת CPT, הערכה אלקטרוכימית) זמינים באופן נרחב, ואמצעי המניעה מוכחים. הפער בין פרויקט שסובל מכשל בבור לבין כזה שלא הוא כמעט תמיד פער במפרט החומר, בטיפול פני השטח או בפרקטיקה של התכנון - לא פער בידע ההנדסי.

המסר המרכזי הוא פשוט: בחר חומר עם מספיק PREN עבור הסביבה שלך, הגן על הסרט הפסיבי שלו באמצעות כבישה ופסיבציה נכונה, הסר חריצים ואזורים עומדים בעיצוב שלך, ועקוב אחר סימנים מוקדמים של התקפה. שלבים אלה, המיושמים באופן עקבי, מבטלים למעשה קורוזיה בבור כמצב כשל לאורך חיי השירות המלאים של המערכת.

עבור יישומי נירוסטה וסגסוגת ניקל, בחירת הדרגה הנכונה היא הפעולה היחידה החזקה ביותר שמהנדס יכול לנקוט. שדרוג מ-SS 304 ל-SS 316L בסביבת כלוריד עדינה, או מ-SS 316Lאֶלדופלקס 2205בסביבה קשה, עולה שבריר מכיבוי לא מתוכנן בודד. השקעה זו מחזירה את עצמה פי כמה בתחזוקה נמנעת, תקלות נמנעות ומוניטין מוגן.

המלצה סופית

בחר את ה-PREN המתאים עבור-מצב הכלוריד הגרוע ביותר שלך - לא למצב הממוצע שלך

פיטינג מתחיל בתנאי לחץ שיא: טמפרטורה מקסימלית, ריכוז כלוריד מקסימלי, מינימום pH, מינימום זרימה. תכנון עבור השילוב האמין הגרוע ביותר של משתנים אלה, לא למצב ההפעלה האופייני. חומר שולי בתנאים ממוצעים ייכשל בתנאי שיא - תמיד כשזה הכי פחות נוח.