Otkazivanje interkristalne korozije znači da je austenitni nehrđajući čelik 316 podvrgnut osjetljivosti tijekom zavarivanja ili dugotrajnog-visokog{2}}grijanja. Krom karbid se kontinuirano taloži duž granica metalnih zrna, što dovodi do ozbiljnog smanjenja količine kroma u zonama granica zrna. Područje granice zrna gubi sposobnost stvaranja potpunog anti-pasivnog filma protiv korozije i postaje anodno područje mikro-galvanske ćelije. Pod erozijom korozivnog medija, granice zrna se preferirano otapaju i urezuju, sila vezivanja između metalnih zrna nestaje, a stijenka cijevi trpi intergranularno prodiranje i curenje u prah. Ovaj se kvar uglavnom događa u zonama-zahvaćenim toplinom zavarivanja i dijelovima cjevovoda koji dugo rade u temperaturnom rasponu osjetljivosti.
1. Senzibilizacija i razvojni mehanizam interkristalne korozije
Kada nehrđajući čelik ostane unutar temperaturnog intervala od 450~850 stupnjeva, atomi ugljika unutar matrice difundiraju do granica zrna i spajaju se s kromom kako bi generirali taloženje Cr₂₃C₆ krom karbida. Budući da je brzina difuzije kroma daleko niža od brzine difuzije ugljika, sadržaj kroma u blizini granica zrna naglo pada ispod kritične vrijednosti potrebne za stvaranje pasivacijskog filma. Granična područja zrna postaju elektrokemijski aktivna i prvenstveno korodiraju u vodljivom mediju. Korozija postupno erodira duž mreže granica zrna, na kraju uzrokujući gubitak intergranularne kohezije materijala, pri čemu netaknuta zrna otpadaju u obliku praha. Za razliku od transgranularnog pucanja uslijed korozije izazvanog vlačnom silom, ovo se oštećenje razvija isključivo duž kristalnih granica bez obaveznih uvjeta vlačnog naprezanja.
2. Tipični položaji skloni interkristalnoj koroziji
Zavareni šavovi i susjedne zone-pogođene toplinom neizbježno prolaze kroz temperaturu osjetljivosti tijekom zavarivanja;
Dijelovi cijevi omotani električnim trakama za praćenje i držani na konstantnoj temperaturi osjetljivosti mjesecima;
Korijeni sučeonog zavarivanja prirubnice sa sporom brzinom hlađenja i produljenim vremenom zadržavanja osjetljivosti;
Popravak zavarivanja i sekundarnih zavarenih područja s ponavljanim toplinskim ciklusima i superpozicijom učinka senzibilizacije;
Mrtve noge cjevovoda sa statičnim medijem dovode do lokalne koncentracije medija i pojačanog jetkanja granica zrna.
3. Inducirajući čimbenici jezgre koji ubrzavaju lom interkristalne korozije
Prihvaćanje uobičajenog nehrđajućeg čelika 316 s visokim udjelom ugljika bez optimizacije niske-ugljika ili stabiliziranog stupnja;
Procesu zavarivanja nedostaju mjere brzog hlađenja, zbog čega zona-pogođena toplinom predugo ostaje u temperaturnom rasponu osjetljivosti;
Vanjska temperatura grijanja fiksna je unutar intervala osjetljivosti za dugo-neprekidni rad;
Nema tretmana žarenjem u otopini nakon-zavarivanja za otapanje istaloženog krom karbida i vraćanje jednolikosti kroma;
Procesni medij sadrži kisele i halogene ione, koji uvelike poboljšavaju brzinu jetkanja krom{0}}siromašnih granica zrna.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Tijekom nabave materijala preferirano odaberite materijale od nehrđajućeg čelika s niskim-ugljikom 316L ili niobijem-
Temeljito smanjite sadržaj ugljičnog elementa kako biste spriječili taloženje karbida.
② Optimizirajte postupak zavarivanja kako biste usvojili mali unos topline i prisilno brzo hlađenje nakon zavarivanja
Skratite vrijeme zadržavanja obratka u zoni temperature osjetljivosti.
③ Provedite cjelokupnu toplinsku obradu otopine za ključne zavarene komponente kako biste homogenizirali distribuciju kroma
Uklonite osjetljivu mikrostrukturu i eliminirajte smanjenje kroma na granicama zrna.
④ Podesite parametre temperature električnog praćenja kako biste izbjegli-dugotrajnu konstantnu temperaturu unutar 450~850 stupnjeva
Isključite toplinske uvjete potrebne za reakciju preosjetljivosti.
⑤ Provedite periodičnu metalografsku inspekciju i elektrokemijsko ispitivanje interkristalne korozije na zavarenim dijelovima
Očistite osjetljive spojeve cijevi prije nego dođe do makroskopske štete od korozije.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Način rada materijala i zavarivanja | Rizik od interkristalne korozije | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Osnovni materijal s visokim-ugljikom 316 + sporo hlađenje zavarivanjem + bez toplinske obrade-zavarivanja | Očita korozija granica zrna i lokalna perforacija pojavljuju se u srednjem radnom ciklusu | Zamijenite 316L cijevnim priključcima i primijenite žarenje otopinom za zavarene spojeve |
| Nisko-ugljični/stabilizirani materijal + standardizirano nisko{2}}toplinsko-unos zavarivanja + ciljana obrada otopinom | Učinkovito potiskuje taloženje karbida i selektivno jetkanje granica zrna | Standardni materijal i specifikacija zavarivanja za cjevovode za grijanje od-intergranularnog-korozijskog nehrđajućeg čelika |
| Stroga ulazna inspekcija komponenata materijala + potpuna-kontrola procesne temperature na terenu + godišnja verifikacija uzorkovanja performansi korozije | Ekstremno niska granica zrna, ljuštenje i prodiranje, skrivena opasnost | Preferirana shema za tehniku zavarivanja cjevovoda s kemijskim korozivnim medijem zagrijavanja |
Zaključak
Interkristalna korozija grijaćih cijevi od nehrđajućeg čelika 316 uzrokovana je toplinskom senzibilizacijom koja dovodi do nedostatka kroma na granicama zrna, što pokreće preferirano elektrokemijsko otapanje duž granica kristala. Osnovna sredstva za prevenciju uključuju optimizaciju kvalitete materijala za niži sadržaj ugljika, reguliranje ulazne topline zavarivanja i brzine hlađenja, izvođenje toplinske obrade otopine nakon -zavarivanja, izbjegavanje dugotrajnog-servisiranja temperaturne osjetljivosti i jačanje redovitog otkrivanja performansi materijala. Upravljanje cijelim-procesom zatvorene-petlje odabirom sirovina, konstrukcijom zavarivanja na terenu i kontrolom radne temperature može spriječiti raspršivanje cjevovoda i nesreće s curenjem uzrokovane interkristalnom korozijom grijaćih cijevi.
