Comment le pourcentage de travail à froid préalable du tube de gaine chauffante 316L contrôle-t-il le déplacement du potentiel de piqûre (ΔEpit) dans du NaCl 1 M désaéré à 60 degrés

Signature électrochimique de la microstructure induite par déformation

Le potentiel de piqûre (Epit), qui est le potentiel électrochimique auquel une piqûre stable s'initie, pour les tubes de chauffage électrique gainés en acier inoxydable 316L dans des environnements désaérés à haute teneur en chlorure (par exemple, saumures géothermiques, réchauffeurs à injection de puits profonds ou systèmes de refroidissement industriels en boucle fermée -avec piégeurs d'oxygène) est directement contrôlé par le pourcentage de travail à froid préalable. Dans les solutions désaérées (oxygène dissous<10 ppb) the passive film is less stable than in aerated circumstances and cold work has a strong effect on Epit. Fully annealed 316L (0% cold work) shows a pitting potential of about +200 to +250 mV vs. Ag/AgCl in deaerated 1 M NaCl at 60°C. The rise in dislocation density, strain-induced martensite and deformation banding with increasing cold work, all provide favourable sites for pit initiation leading to a linear drop in Epit with increasing cold work. At 20% cold work, epit drops to +50 to +100 mV; at 30% cold work, to -50 to 0 mV; and at 40% cold work, it turns negative (-100 to -50 mV), indicating that pitting happens spontaneously at open circuit. This paper assesses the link between the percentage of cold work, pitting potential and the risk of spontaneous pitting in deaerated chloride solutions.

Mécanisme de travail à froid-Dépression potentielle par piqûres induite

Le potentiel de piqûre est une mesure de la résilience du film passif contre une dégradation localisée. Plus l'Epit est positif, plus le matériau est résistant. Le travail à froid induit des changements microstructuraux qui diminuent l'Epit. Premièrement, les dislocations se nucléent à la surface du métal, formant des étapes où le revêtement passif est plus fin et plus défectueux. Deuxièmement, la martensite induite par la déformation ( ') se produit au-dessus de 15 à 25 % d'écrouissage ; la martensite a un film passif moins stable que l'austénite. Troisièmement, les bandes de déformation et les lignes de glissement sont les sites privilégiés d'adsorption des ions chlorure. L’impact net est de réduire la barrière énergétique pour l’initiation de la fosse, poussant Epit à des valeurs négatives plus élevées.

Relation quantitative entre l'écrouissage et le potentiel de piqûres

Les potentiels de piqûres ont été déterminés par étirage à froid contrôlé d'un tube 316L (début complètement recuit, 2,2 % Mo, 0,02 % C) suivi d'un test de polarisation potentiodynamique dans du NaCl 1 M désaéré (pH 6,5, 60 degrés, taux de balayage 0,167 mV/s).

Previous Cold Work (%) True Strain α'-Martensite (%) Pitting Potential Epit (mV vs. Ag/AgCl, 3M KCl) Open Circuit Potential (OCP, mV)Recommended Spontaneous Pitting Risk for Deaerated 1 M NaCl at 60°C 0 (annealed) 0.00 0 +200 to +250 -150 to -100 None (Epit >>OCP) Oui 5 0.05 0 +180 à +230 -150 à -100 Aucun Oui
10 0.11 0 +200 à +150 -100 à -150Aucun Oui
15 0.16 0-1+120 à +170 -150 à -100 Non Oui
20 0.22 1-3 +80 ~ +130 -140 ~ -90Low (Epit > OCP by >100 mV) Acceptable 25 0.29 3-6 +40 à +90 -130 à -80 Modéré (marge) Marginal 30 0.36 6-10 0 à +50 -120 à -70 Élevé (Epit près de l'OCP)

Température (degré F)

Alliage alternatif de traitement après-traitement 0,5 (∼18 000 ppm) 60 20 Aucun (tel que-étiré acceptable) 316L 0.5 80 15 Soulagement des contraintes 400 degrés, 1 h 316L 1,0 (∼36 000 ppm) 60 15 Soulagement des contraintes recommandé 316L ou duplex 1.0 80 10 Recuit complet duplex 2205 2.0 (∼70 000 ppm) 60 10 Recuit en solution complète Duplex 2205 2.0 80<5 Not recommended Titanium or Alloy 625