Порушення міжкристалітної корозії під напругою відбувається, коли нержавіюча сталь 316 утворює межі зерен, збіднені-хромом, після термічної сенсибілізації зварювання. Під спільною дією залишкової напруги розтягування від обробки та корозійного середовища,-що містить хлорид, корозія переважно атакує слабкі зони між зернами. Мікротріщини проростають уздовж меж зерен і швидко поширюються через товщину стінки труби, що призводить до невидимого проникаючого витоку всередині трубопроводу. Ця поломка відрізняється від звичайної міжкристалітної корозії, яка викликає лише розчинення матеріалу; він покладається на напругу, щоб безперервно відкривати тріщини, демонструючи високу прихованість і тенденцію до раптового розриву, і в основному виникає у зварних трубопроводах опалення, що проходять у вологих умовах,-які містять сіль.
1. Механізм виникнення та поширення тріщин
Під час зварювальної термічної циркуляції карбіди хрому осідають на межах зерен нержавіючої сталі, виснажуючи елементи хрому поблизу та руйнуючи безперервну пасиваційну плівку на межах зерен. Межа зерна-з бідним вмістом хрому перетворюється на анод із низькою стійкістю до корозії, а внутрішня частина непошкодженого зерна служить великим катодом. Хлорид-іони в середовищі інтенсифікують електрохімічне розчинення меж зерен. Залишкова напруга під час зварювання та напруга обмеження теплового розширення створюють тривалу силу розтягування матеріалу, що сприяє розширенню крихітних проміжків, уражених корозією, уздовж меж зерен. Тріщини проходять через мережу меж зерен і проходять через стінку труби. На відміну від втомних тріщин, спричинених повторюваними циклічними навантаженнями, це пошкодження корениться в дефектах металографічної сенсибілізації та обумовлено статичним напруженням розтягування та корозійним середовищем.
2. Типові положення, схильні до міжкристалітної корозії
Зони впливу-термічного впливу зварювальних швів, які довго залишаються в діапазоні температур сенсибілізації під час зварювання;
Зони -зварювання багатопрохідного ремонту з накладеними термічними циклами та посиленим виснаженням хрому на межі зерен;
Корінні фланці та різьбові з'єднання з явною локальною концентрацією напруг;
Жорстко закріплені секції труб, де термічна деформація стримується для створення додаткової напруги розтягування;
Ізольований внутрішній прошарок трубопроводу, де накопичується конденсована сіль,-що містить воду для тривалого-занурення.
3. Основні фактори, що сприяють прискоренню відмови
Звичайний базовий матеріал 316 з високим вмістом вуглецю, схильний до випадання карбіду під час нагрівання під час зварювання;
Надмірне підведення тепла під час зварювання та низька швидкість охолодження, що подовжує час утримання температури сенсибілізації;
Немає-термічної обробки розчину після зварювання для усунення чутливої металографічної структури;
Середовище або конденсат навколишнього середовища містить іони хлориду, які активують міжкристалітну корозію;
Неправильне налаштування опори трубопроводу, що призводить до заклинювання внаслідок теплового розширення та стійкого напруження розтягування.
4. Технічні заходи-запобігання з’єднанню та контролю
① Надавайте перевагу низьковуглецевій нержавіючій сталі 316L як сировині
Зменшіть вміст вуглецю, щоб істотно стримати виділення карбіду хрому по межі зерен.
② Використовуйте процес зварювання з низьким нагріванням із високою швидкістю зварювання та примусовим охолодженням
Скоротіть час перебування компонентів у межах температурного інтервалу сенсибілізації.
③ Виконайте обробку відпалом у твердому розчині для важливих зварних вузлів-підшипників тиску
Повторно розчиніть осаджені карбіди та відновіть рівномірний розподіл хрому на межах зерен.
④ Налаштуйте ковзні опори та компенсаційні шви для звільнення від термічного обмеження розтягуючої напруги
Усуньте механічну рушійну силу для відкриття тріщини.
⑤ Регулярно проводите ультразвуковий та вихрострумовий контроль зварних швів
Виявляйте міжзернові мікротріщини до проникнення та витоку.
5. Порівняльна таблиця профілактичного ефекту
表格
| Режим «Матеріал і конструкція». | Ризик тріщини | Пропозиція застосування |
|---|---|---|
| Зварювання з високим-вуглецем 316 + великим нагріванням + без-термічної обробки після зварювання | Розтріскування проникнення між зернами відбувається під час середньо-терміну експлуатації | Замініть матеріал 316L і виконайте термічну обробку інтегральним розчином |
| 316L низько-вуглецевий матеріал + стандартизоване зварювання з низьким нагріванням + схема зняття напруги | Ефективно блокує виникнення та розширення міжкристалітних тріщин | Стандартна виробнича специфікація для трубопроводів опалення з анти{0}}нержавіючої сталі |
| Металографічний контроль після-зварювання + повний-неруйнівний контроль + періодична повторна перевірка дефектів | Надзвичайно низький ризик прихованого витоку | Бажана схема для проектів опалювальних труб у прибережних районах і середовищі з високим -хлоридом |
Висновок
Міжкристалічна корозія під напругою нагрівальних трубок із нержавіючої сталі 316 виникає внаслідок збіднення хрому на межах зерен,-спричиненого зварюванням, і розвивається у проникаючі тріщини під впливом напруги розтягу та хлоридного середовища. Основні запобіжні заходи включають оптимізацію якості матеріалу, регулювання теплових параметрів зварювання, усунення чутливої структури за допомогою термічної обробки, звільнення від напруження та посилення періодичного не-руйнівного контролю. Управління -замкнутим-процесом закупівлі матеріалів, зварювальної конструкції, подальшої-обробки та щоденного огляду може запобігти неочікуваним зупинкам і аваріям із безпечним витоком, спричиненим руйнуванням трубопроводів опалення внаслідок міжкристалічної корозії.
