Порушення міжкристалітної корозії означає, що аустенітна нержавіюча сталь 316 піддається сенсибілізації під час зварювання або тривалого-високо{2}}нагрівання. Карбід хрому безперервно осідає вздовж меж металевих зерен, що призводить до значного виснаження хрому в зонах меж зерен. Межа зерна втрачає здатність утворювати повну анти-корозійну пасивну плівку та стає анодною областю мікро-гальванічного елемента. Під час ерозії корозійного середовища межі зерен переважно розчиняються та витравлюються, сила зв’язку між металевими зернами зникає, а стінка труби зазнає міжкристалічного проникнення та витоку порошку. Ця несправність здебільшого виникає в зонах термічного-зварювання та ділянках трубопроводу, які працюють у діапазоні температур сенсибілізації протягом тривалого часу.
1. Сенсибілізація та механізм розвитку міжкристалічної корозії
Коли нержавіюча сталь залишається в межах температурного інтервалу 450~850 градусів, атоми вуглецю всередині матриці дифундують до меж зерен і поєднуються з хромом, утворюючи осад карбіду хрому Cr₂₃C₆. Оскільки швидкість дифузії хрому набагато нижча, ніж швидкість дифузії вуглецю, вміст хрому біля меж зерен різко падає нижче критичного значення, необхідного для утворення пасиваційної плівки. Межі зерен стають електрохімічно активними та кородують переважно в провідному середовищі. Корозія поступово розмивається вздовж мережі меж зерен, врешті-решт спричиняючи втрату міжкристалічної когезії матеріалу, а непошкоджені зерна відпадають у формі порошку. На відміну від міжзеренної корозії під дією сили розтягування, це пошкодження розвивається виключно вздовж меж кристала без обов’язкових умов напруги розтягу.
2. Типові положення, схильні до пошкодження міжкристалітною корозією
Зварювальні шви та прилеглі зони-термічного впливу, які неминуче проходять через температуру сенсибілізації під час зварювання;
Секції труб, обгорнуті електричними трасуючими стрічками та витримані при постійній температурі сенсибілізації протягом місяців;
Корінці стикового зварювання фланців з повільною швидкістю охолодження та тривалим часом перебування сенсибілізації;
Ремонт зварювальних і вторинних зварних ділянок з повторним термічним циклом і накладанням ефекту сенсибілізації;
Мертві гілки трубопроводу зі статичним середовищем, що призводить до локальної концентрації середовища та посиленого травлення меж зерен.
3. Фактори серцевини, що прискорюють міжкристалітну корозію
Застосування звичайної нержавіючої сталі 316 із високим вмістом вуглецю без оптимізації низького-вуглецю або стабілізованого рівня;
У процесі зварювання відсутні заходи швидкого охолодження, через що зона термічного-впливу надто довго перебуває в діапазоні температур сенсибілізації;
Зовнішня температура нагріву фіксується в межах інтервалу сенсибілізації для тривалої-безперебійної роботи;
Немає -відпалу після зварювання розчином для розчинення осадженого карбіду хрому та відновлення однорідності хрому;
Технологічне середовище містить іони кислоти та галогену, які значно покращують швидкість травлення меж зерен із хромом-.
4. Технічні заходи-запобігання з’єднанню та контролю
① Переважно вибирайте матеріали з нержавіючої сталі з низьким вмістом вуглецю 316L або -ніобію під час закупівлі матеріалів
Фундаментально зменшити вміст вуглецю, щоб стримати випадання карбіду.
② Оптимізуйте процес зварювання, щоб застосувати невелике підведення тепла та примусове швидке охолодження після зварювання
Скоротіть час перебування заготовки в температурній зоні сенсибілізації.
③ Проведіть загальну термічну обробку розчину для ключових зварних компонентів, щоб гомогенізувати розподіл хрому
Усуває чутливу мікроструктуру та усуває виснаження хрому на межах зерен.
④ Відрегулюйте параметри температури електричного відстеження, щоб уникнути тривалої-постійної температури в межах 450~850 градусів
Вимкніть температурні умови, необхідні для реакції сенсибілізації.
⑤ Проводьте періодичну металографічну перевірку та випробування на електрохімічну міжкристалітну корозію зварних деталей
Очистіть чутливі трубні фітинги до появи макроскопічної корозії.
5. Порівняльна таблиця профілактичного ефекту
表格
| Матеріал і режим процесу зварювання | Ризик міжкристалітної корозії | Пропозиція застосування |
|---|---|---|
| Високо{0}}вуглецевий основний матеріал 316 + повільне охолодження під час зварювання + відсутність термічної обробки після-зварювання | Очевидна корозія меж зерен і локальна перфорація з'являються в середньому циклі експлуатації | Замінити на трубні фітинги 316L і запровадити відпал розчину для зварних з’єднань |
| Низь{0}}вуглецевий/стабілізований матеріал + стандартизоване зварювання з низьким{2}}нагріванням-+ цільова обробка розчином | Ефективно пригнічує виділення карбіду та вибіркове травлення меж зерен | Стандартний матеріал і специфікація зварювання для трубопроводів опалення з нержавіючої сталі, що проти-міжкристалічної-корозії |
| Сувора перевірка компонентів вхідного матеріалу + повний-контроль польової температури процесу + щорічна перевірка зразків корозійних характеристик | Надзвичайно низьке відшаровування меж зерна та проникнення приховані небезпеки | Бажана схема для зварювальної техніки трубопроводів з хімічним корозійним середовищем |
Висновок
Міжкристалічна корозія нагрівальних трубок з нержавіючої сталі 316 спричинена термічною сенсибілізацією, що призводить до дефіциту хрому на межі зерен, що викликає переважне електрохімічне розчинення вздовж меж кристалів. Основні засоби запобігання включають оптимізацію якості матеріалу для зниження вмісту вуглецю, регулювання теплової потужності зварювання та швидкості охолодження, виконання-термічної обробки розчину після зварювання, уникнення тривалої-термічної роботи під час сенсибілізації та посилення регулярного визначення продуктивності матеріалу. Управління-замкнутим-процесом із вибором сировини, конструкцією польового зварювання та контролем робочої температури може запобігти розпилюванню трубопроводу та витоку, спричиненому міжкристалітною корозією нагрівальних труб.
