Механізм нагрівальної трубки з нержавіючої сталі 316 міжкристалічної корозії та розділення меж зерен Крихке руйнування та повна-схема керування процесом запобігання

Крихке руйнування внаслідок міжкристалічної корозії стосується нержавіючої сталі 316, яка піддається зварювальному нагріванню або неправильній високій -температурній обробці в діапазоні температур сенсибілізації 450–850 градусів. Елементи хрому в матеріалі переважно поєднуються з вуглецем, щоб осадити -багаті хромом карбіди вздовж меж зерен, що призводить до значного виснаження хрому в прилеглих зонах між межами зерен. Область із-дефіцитом хрому втрачає здатність утворювати повну-антикорозійну пасивну плівку, перетворюючись на електрохімічно активну анодну область. Під дією корозійного середовища корозія безперервно поширюється вздовж меж зерен, припиняючи силу зв’язку між металевими зернами. Матеріал все ще зберігає повний зовнішній вигляд, але втрачає структурну цілісність, що призводить до раптового крихкого розколювання та витоку проникнення під робочим тиском і зовнішнім навантаженням. Ця несправність здебільшого виникає у зварних ділянках трубопроводів опалення з нержавіючої сталі в кислих та хлоридних -середовищах.

1. Механізм сенсибілізації та поширення міжкристалітної корозії

Нержавіюча сталь 316 покладається на достатній вміст хрому для створення захисної пасивуючої плівки оксиду хрому. Під час термічного циклу зварювання матеріал залишається в інтервалі сенсибілізації протягом певного часу. Атоми вуглецю дифундують до меж зерен і виділяють карбіди Cr₂₃C₆. Споживання хрому поблизу меж зерен спричиняє локальну нестачу хрому, утворюючи мікроосновну батарею з непошкодженою хром-багатою внутрішньою зернистою. Корозія вибірково розчиняє слабку зону межі зерен і розвивається в мережеву тріщину всередині стінки труби. На відміну від рівномірної корозії, яка стоншує всю стінку, міжкристалічна корозія вторгається від поверхні всередину вздовж меж кристала, без явних втрат матеріалу на зовнішній поверхні та надзвичайно високого рівня приховування дефектів.

2. Типові положення, схильні до пошкодження міжкристалітною корозією

Зварювальні зони-термічного впливу, які зазнають температурного діапазону сенсибілізації під час зварювання;

Сегменти труб локально нагріваються протягом тривалого часу зовнішніми джерелами тепла в інтервалі 450~850 градусів;

Компоненти з неправильною термообробкою після-зварювання, що призводить до вимушеної сенсибілізації металографічної структури;

Перехідні зони кореня фланця та коліна з великими залишковими зварювальними напругами прискорюють розвиток корозії;

Статичні мертві труби, де корозійне середовище накопичується та постійно атакує дефектні ділянки межі зерна.

3. Фактори серцевини, що прискорюють корозійне руйнування

Використовуйте звичайний не-низьковуглецевий-матеріал 316 без обробки для зменшення вуглецю для зварювальних конструкцій;

Зварювальна операція має надмірне нагрівання та повільну швидкість охолодження, що подовжує час перебування сенсибілізації;

Стабілізаційна обробка після-відпалу розчином після зварювання не проводиться, щоб усунути випадання карбіду;

Технологічне середовище містить іони хлориду, органічні кислоти та інші корозійні компоненти, щоб викликати розчинення меж зерен;

Сама сировина має надмірний вміст вуглецю, що значно збільшує тенденцію до осадження карбіду.

4. Повні-Технічні заходи щодо запобігання з’єднанню та контролю

① В якості основного матеріалу для труб віддавайте перевагу низьковуглецевій сталі 316L або стабілізованій модифікованій нержавіючій сталі

Фундаментально зменшити вміст вуглецю, щоб стримати випадання карбіду хрому.

② Оптимізуйте процес зварювання, щоб застосувати малий струм і швидкі параметри зварювання, щоб скоротити час витримки-високої температури

Уникайте тривалого сенсибілізуючого нагрівання зони-термічного впливу.

③ Застосуйте після-загартування розчином або стабілізаційний відпал для основних зварних з’єднань-підшипників тиску

Розчиніть осаджені карбіди та відновіть рівномірний розподіл хрому на межах зерен.

④ Встановіть пристрої для фільтрації та дехлорування середовища для зменшення концентрації корозійних іонів у транспортній рідині

Припиніть електрохімічну рушійну силу реакції міжкристалічної корозії.

⑤ Регулярно проводите перевірку міжкристалічної корозії та ультразвукову дефектоскопію зварних деталей

Усуньте приховані дефекти тріщин на межі зерна перед розривом проникнення.

5. Порівняльна таблиця профілактичного ефекту

表格

Висновок

Міжкристалічна корозія нержавіючої сталі 316 спричинена сенсибілізацією під час зварювання, що призводить до осадження карбіду хрому та збіднення хрому на межі зерна, що робить межу кристала переважно корозійною та розділеною. Основні заходи профілактики включають вибір низько{2}}вуглецевих базових матеріалів з нержавіючої сталі, оптимізацію підведення тепла під час зварювання та швидкість охолодження, узгодження процесів термічної обробки після-зварювання, очищення технологічного середовища та посилення регулярного неруйнівного контролю зварних швів. Управління -замкнутим-процесом вибору сировини, конструкцією польового зварювання та прийомом термічної обробки після-обробки може запобігти зупинці виробництва та екологічним аваріям, спричиненим крихким руйнуванням нагрівальних труб з нержавіючої сталі 316 у результаті міжкристалічної корозії.