Selección de materiales de recipientes a presión para prevenir SCC

Recipientes a presión are essential components in various industries such as petrochemical, chemical, power generation, food processing, and pharmaceuticals. They operate under high-pressure and high-temperature conditions, often exposed to aggressive and corrosive environments. The material selection for pressure vessels is a critical factor in ensuring their safe and long-term operation. One of the most serious threats to the integrity of pressure vessels is stress corrosion cracking (SCC), which can lead to catastrophic failures. Therefore, choosing the right material to prevent SCC is a fundamental aspect of maintaining pressure vessel safety. This article explores the mechanisms of SCC, the influence of corrosive environments, and the principles behind material selection to avoid SCC, as well as the strategies for mitigating the risks associated with this phenomenon.

 

Stress Corrosion Cracking (SCC) is a failure mechanism that occurs when a material is subjected to tensile stress in the presence of a corrosive environment, leading to crack initiation and propagation. The process involves the combined action of external tensile stress and aggressive corrosive media, which degrade the metal's microstructure, eventually causing cracking. For pressure vessels, which operate under high internal pressure, this phenomenon poses a severe risk.

 

 

 

Además de la composición química del medio ambiente, factores como la temperatura y la humedad también influyen significativamente en la incidencia de SCC. En particular, las altas temperaturas aumentan la reactividad de los agentes corrosivos y aceleran los procesos de corrosión y agrietamiento. Las condiciones de alta presión pueden aumentar adicionalmente la sensibilidad del material a SCC, ya que las tensiones de tracción en el interior del recipiente pueden volverse más pronunciadas.

Ambientes corrosivos comunes para recipientes a presión

 

Los recipientes a presión están expuestos a una variedad de entornos corrosivos, cada uno de los cuales tiene sus propios efectos únicos sobre los materiales de los que están fabricados. Conocer las características de estos entornos es esencial para seleccionar los materiales adecuados para minimizar el riesgo de SCC. Los entornos corrosivos más comunes incluyen entornos de cloruro, entornos alcalinos y entornos ácidos, todos los cuales son comunes en diferentes aplicaciones industriales.

1. Ambiente de cloruro y SCC

 

Los cloruros son uno de los agentes corrosivos más comunes y agresivos, especialmente en industrias como el marino, el proceso químico y la generación de energía. Los iones cloruro, especialmente las sales de cloruro, pueden penetrar en la capa protectora de óxido sobre el acero inoxidable, causando corrosión localizada. Esta corrosión localizada aumenta la probabilidad de SCC.

In chloride-rich environments, austenitic stainless steels (such as 304 and 316) are particularly vulnerable to SCC. Chloride ions can cause the formation of pits on the metal surface, which act as stress concentrators, accelerating crack propagation. As chloride concentration increases, the likelihood of SCC in austenitic stainless steels also increases.