High Temperature Corrosion [>400°F (204°C)] (उच्च तापमान क्षरण)
4.4.1 Oxidation (ऑक्सीकरण)
4.4.1.1 Description of Damage
High temperature पर oxygen, carbon steel और अन्य alloys के साथ react करता है और metal को oxide scale में बदल देता है। यह process अक्सर fired heaters और boilers में होती है क्योंकि वहाँ combustion के लिए लगभग 20% oxygen वाली हवा मौजूद होती है।
4.4.1.2 Affected Materials
a) सभी iron based materials प्रभावित होते हैं, जिनमें carbon steel और low alloy steels (cast और wrought दोनों शामिल हैं)।
b) 300 Series SS, 400 Series SS और nickel based alloys भी oxidize होते हैं, लेकिन उनकी degree उनकी composition और temperature पर निर्भर करती है।
4.4.1.3 Critical Factors
a) High temperature oxidation को प्रभावित करने वाले मुख्य factors metal temperature और alloy composition हैं।
b) Carbon steel में oxidation लगभग 1000°F (538°C) से significant होना शुरू होता है, और temperature बढ़ने के साथ metal loss की rate बढ़ती जाती है।
c) आम तौर पर carbon steel और अन्य alloys की resistance material में मौजूद chromium content पर निर्भर करती है। Chromium बढ़ने से एक अधिक protective oxide scale बनता है। 300 Series SS लगभग 1500°F (816°C) तक scaling के लिए resistant होते हैं (Table 4-8 देखें)।
4.4.1.4 Affected Units or Equipment
Oxidation fired heaters, boilers और अन्य combustion equipment में होता है। इसके अलावा piping और वह equipment जो high temperature environment में operate करता है और जहाँ metal temperature लगभग 1000°F (538°C) से अधिक होता है, वहाँ भी यह damage होता है।
4.4.1.5 Appearance or Morphology of Damage
a) Carbon steel और low alloy steels में आमतौर पर general thinning होता है क्योंकि oxidation लगातार metal loss करता रहता है। बाहरी surface पर oxide scale दिखाई देता है, जो temperature और exposure time पर depend करता है (Figure 4-111 से 4-113)।
b) 300 Series SS और nickel alloys में आमतौर पर बहुत thin और dark scale बनता है, लेकिन extreme high temperature पर metal loss rate बढ़ सकता है।
4.4.1.6 Prevention / Mitigation
a) Oxidation resistance बढ़ाने का सबसे effective तरीका है more resistant alloy का उपयोग करना।
b) Chromium मुख्य alloying element है जो oxidation resistance को improve करता है। Silicon और aluminum भी effective होते हैं, लेकिन उनकी मात्रा mechanical properties पर adverse effect डाल सकती है।
इन elements का उपयोग अक्सर special alloys में किया जाता है जैसे heater supports, burner tips और combustion equipment components।
4.4.1.7 Inspection and Monitoring
a) High temperature equipment में process conditions को monitor करना चाहिए ताकि oxidation trends को track किया जा सके।
b) Temperature monitoring के लिए tube skin thermocouples और infrared थर्मोग्राफी का उपयोग किया जा सकता है।
c) Oxidation के कारण होने वाली thickness loss को आमतौर पर external ultrasonic thickness measurements से मापा जाता है।
4.4.1.8 Related Mechanisms
यहाँ वर्णित oxidation damage surface scaling के कारण होता है। कुछ अन्य mechanisms internal oxidation से संबंधित होते हैं, लेकिन वे इस section के scope से बाहर हैं।
