Do pucanja uslijed interkristalne korozije dolazi kada nehrđajući čelik 316 formira granice zrna -osiromašene kromom nakon toplinske osjetljivosti zavarivanjem. Pod kombiniranim djelovanjem zaostalog vlačnog naprezanja od obrade i korozivnog medija-koji sadrži klorid, korozija prvenstveno napada slabe zone granica zrna. Mikropukotine niču duž granica zrna i brzo se protežu kroz debljinu stijenke cijevi, što rezultira nevidljivim prodornim curenjem unutar cjevovoda. Ovaj kvar se razlikuje od obične interkristalne korozije, koja uzrokuje samo otapanje materijala; oslanja se na naprezanje da kontinuirano povlači otvorene pukotine, odlikuje se visokom prikrivenošću i tendencijom iznenadnog pucanja, a uglavnom se javlja u zavarenim cjevovodima za grijanje koji rade u radnim uvjetima-koji sadrže vlažnu sol.
1. Mehanizam nastanka i širenja pukotine
Tijekom toplinske cirkulacije zavarivanja, kromovi karbidi talože se na granicama zrna nehrđajućeg čelika, smanjujući elemente kroma u blizini i uništavajući kontinuirani pasivacijski film na granicama zrna. Granica zrna -oskudna kromom pretvara se u područje anode s slabom otpornošću na koroziju, dok netaknuta unutrašnjost zrna služi kao velika katoda. Kloridni ioni u mediju pojačavaju elektrokemijsko otapanje granica zrna. Zaostalo naprezanje pri zavarivanju i ograničenje toplinskog širenja stvaraju stalnu vlačnu silu na materijalu, koja zadržava širenje sićušnih razmaka korodiranih duž granica zrna. Pukotine se provlače kroz mrežu granica zrna i prolaze kroz stijenku cijevi. Za razliku od zamornih pukotina izazvanih opetovanim cikličkim opterećenjima, ovo oštećenje je ukorijenjeno u metalografskim defektima osjetljivosti i potaknuto statičkim vlačnim naprezanjem plus korozivnim medijem.
2. Tipični položaji skloni interkristalnoj koroziji
Zone-pogođene toplinom zavarivanja ostaju dugo u temperaturnom rasponu osjetljivosti tijekom zavarivanja;
Područja za-popravnog zavarivanja u više prolaza sa superponiranim toplinskim ciklusima i pogoršanim smanjenjem kroma na granicama zrna;
Korijen prirubnice i navojni spojevi s očitom lokalnom koncentracijom naprezanja;
Čvrsto fiksirani dijelovi cijevi gdje je toplinska deformacija ograničena da proizvede dodatno vlačno naprezanje;
Izolirani unutarnji međusloj cjevovoda gdje se nakuplja kondenzirana sol-koja sadrži vodu za dugotrajno{1}}uranjanje.
3. Glavni inducirajući čimbenici koji ubrzavaju neuspjeh
Konvencionalni osnovni materijal 316 s visokim sadržajem ugljika, sklon taloženju karbida tijekom zagrijavanja zavarivanjem;
Prekomjerni unos topline zavarivanja i spora brzina hlađenja, produžujući vrijeme zadržavanja temperature osjetljivosti;
Nema toplinske obrade otopine nakon-zavarivanja za uklanjanje osjetljive metalografske strukture;
Medij ili kondenzat iz okoliša sadrži kloridne ione koji aktiviraju interkristalnu koroziju;
Nepravilna postavka nosača cjevovoda dovodi do zastoja uslijed toplinske ekspanzije i trajnog vlačnog naprezanja.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Dajte prednost ne-nehrđajućem čeliku 316L s niskim udjelom ugljika kao sirovini
Smanjite sadržaj ugljika kako biste u osnovi obuzdali taloženje krom karbida na granicama zrna.
② Usvojite postupak zavarivanja s malim unosom topline s velikom brzinom zavarivanja i prisilnim hlađenjem
Skratite vrijeme zadržavanja komponenti unutar intervala temperature osjetljivosti.
③ Provedite postupak žarenja u čvrstoj otopini za važne zavarene sklopove koji nose-tlak
Ponovno otopiti precipitirane karbide i vratiti ravnomjernu distribuciju kroma na granicama zrna.
④ Konfigurirajte klizne potpore i dilatacijske spojeve za oslobađanje vlačnog naprezanja toplinskog ograničenja
Uklonite mehaničku pokretačku silu za otvaranje pukotine.
⑤ Redovito provodite ultrazvučni pregled i pregled vrtložnih struja na područjima zavara
Otkrijte intergranularne mikropukotine prije nego dođe do prodora i curenja.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Materijal i način izrade | Rizik od pucanja | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Zavarivanje s visokim-ugljikom 316 + velikim unosom topline + bez toplinske obrade-zavarivanja | Međugranularne penetracijske pukotine događaju se u srednje{0}}ročnom radu | Zamijenite materijalom 316L i provedite toplinsku obradu integralne otopine |
| 316L nisko-ugljični materijal + standardizirano zavarivanje s malim unosom topline + raspored za smanjenje naprezanja | Učinkovito blokiraju inicijaciju i širenje intergranularnih pukotina | Standardna proizvodna specifikacija za anti{0}}korozijske cjevovode za grijanje od nehrđajućeg čelika |
| Metalografska inspekcija nakon -zavarivanja + potpuno-nerazorno ispitivanje + povremena ponovna provjera grešaka | Izuzetno nizak rizik skrivenog curenja | Preferirana shema za projekte cijevi za grijanje u obalnom okruženju i okolišu s visokim-kloridom |
Zaključak
Međukristalno naponsko korozijsko pucanje grijaćih cijevi od nehrđajućeg čelika 316 potječe od-oštećenja kroma na granicama zrna izazvanog zavarivanjem i razvija se u prodorne pukotine pod djelovanjem vlačnog naprezanja i kloridnog medija. Osnovne mjere prevencije uključuju optimizaciju kvalitete materijala, reguliranje toplinskih parametara zavarivanja, uklanjanje osjetljive strukture toplinskom obradom, otpuštanje steznog naprezanja i jačanje periodičnih ne-destruktivnih ispitivanja. Kontrola zatvorene-petlje cijelog-procesa nabave materijala, konstrukcije zavarivanja, naknadne-obrade i dnevne inspekcije može spriječiti neočekivano zaustavljanje i nesreće sigurnosnog curenja uzrokovane kvarom cjevovoda grijanja uzrokovanim međukristalnom naponskom korozijom.
