Krhko oštećenje uslijed međukristalne korozije odnosi se na nehrđajući čelik 316 koji je podvrgnut zagrijavanju zavarivanjem ili nepravilnoj toplinskoj obradi na visokoj-temperaturi unutar temperaturnog raspona osjetljivosti od 450~850 stupnjeva. Elementi kroma u materijalu preferirano se spajaju s ugljikom kako bi precipitirali karbide-bogate kromom duž granica zrna, što dovodi do ozbiljnog smanjenja kroma u susjednim zonama granica zrna. Područje s nedostatkom -kroma gubi sposobnost stvaranja potpunog anti{8}}korozijskog pasivnog filma, postajući elektrokemijski aktivno anodno područje. Pod erozijom korozivnog medija, korozija se neprekidno širi duž granica zrna, prekidajući silu vezivanja između metalnih zrna. Materijal i dalje zadržava potpuni vanjski izgled, ali gubi strukturni integritet, što dovodi do iznenadnog krhkog cijepanja i probijanja pod radnim tlakom i vanjskim opterećenjem. Ovaj se kvar uglavnom pojavljuje u zavarenim dijelovima cijevi cjevovoda za grijanje od nehrđajućeg čelika u kiselim sredinama koje-sadrže klorid.
1. Precipitacija senzibilizacije i mehanizam širenja interkristalne korozije
Nehrđajući čelik 316 oslanja se na dovoljan sadržaj kroma za stvaranje zaštitnog pasivizirajućeg filma krom oksida. Tijekom toplinskog ciklusa zavarivanja, materijal ostaje u intervalu osjetljivosti određeno vrijeme. Atomi ugljika difundiraju do granica zrna i talože Cr₂₃C₆ karbide. Potrošnja kroma u blizini granica zrnaca uzrokuje lokalizirani nedostatak kroma, stvarajući mikroprimarnu bateriju s netaknutom unutrašnjosti zrna-bogatom kromom. Korozija selektivno otapa slabu zonu granice zrna i razvija se u mrežastu pukotinu unutar stijenke cijevi. Za razliku od ravnomjerne korozije koja stanji cijelu stijenku, interkristalna korozija prodire s površine prema unutra duž kristalnih granica, bez očitog gubitka materijala na vanjskoj površini i iznimno visokom prikrivenošću nedostataka.
2. Tipični položaji skloni interkristalnoj koroziji
Zone-zahvaćene toplinom zavarivanja koje su izložene temperaturnom rasponu osjetljivosti tijekom zavarivanja;
Segmenti cijevi koji se lokalno zagrijavaju dugo vremena vanjskim izvorima topline u intervalu od 450~850 stupnjeva;
Komponente s neispravnom toplinskom obradom nakon-zavarivanja koja dovodi do prisilne osjetljivosti metalografske strukture;
Prijelazna područja korijena prirubnice i koljena s velikim zaostalim naprezanjem zavarivanja koje ubrzava razvoj korozije;
Statički mrtvi cjevovodi gdje se korozivni medij nakuplja i kontinuirano napada defektna područja granica zrna.
3. Čimbenici izazivanja jezgre koji ubrzavaju kvar korozije
Usvojiti obični materijal 316 bez -niskog-ugljika bez tretmana za smanjenje ugljika za konstrukciju zavarivanja;
Operacija zavarivanja ima prekomjerni unos topline i sporu brzinu hlađenja, produžujući vrijeme zadržavanja osjetljivosti;
Izostavljen je stabilizacijski tretman žarenjem nakon-zavarivanja kako bi se uklonilo taloženje karbida;
Procesni medij sadrži kloridne ione, organsku kiselinu i druge korozivne komponente koje potiču otapanje granica zrna;
Sama sirovina ima prekomjerni sadržaj ugljika, što uvelike povećava tendenciju taloženja karbida.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Preferirajte 316L nisko{0}}ugljični stupanj ili stabilizirani modificirani nehrđajući čelik kao osnovni materijal cijevi
Temeljito smanjiti sadržaj ugljičnog elementa kako bi se spriječilo taloženje krom karbida.
② Optimizirajte postupak zavarivanja kako biste usvojili parametre male struje i brzog zavarivanja kako biste skratili vrijeme održavanja visoke{0}}temperature
Izbjegavajte dugotrajno senzibilizirajuće zagrijavanje zone zahvaćene toplinom-.
③ Provedite kaljenje ili stabilizacijsko žarenje otopinom nakon-zavarivanja za ključne zavarene-noseće spojeve
Otopite istaložene karbide i obnovite jednoliku distribuciju kroma na granicama zrna.
④ Instalirajte srednje uređaje za filtriranje i dekloriranje kako biste smanjili koncentraciju korozivnih iona u transportnoj tekućini
Prekinite elektrokemijsku pokretačku silu reakcije intergranularne korozije.
⑤ Redovito provodite pregled interkristalne korozije i ultrazvučno otkrivanje grešaka na zavarenim dijelovima
Uklonite skrivene nedostatke pukotina na granicama zrna prije puknuća penetracije.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Način rada materijala i zavarivanja | Rizik od interkristalne korozije | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Uobičajeni materijal 316 + zavarivanje polaganim hlađenjem + bez toplinske obrade nakon -zavarivanja | Probijanje granica zrna i krhki lom javljaju se u srednje{0}}ročnom radu | Zamijenite materijalom 316L i provedite žarenje u otopini za neuspjele zavare |
| Ne-nehrđajući čelik s niskim udjelom ugljika + zavarivanje s niskim unosom topline + standardizirani tretman stabilizacije nakon-zavarivanja | Učinkovito potiskuje segregaciju karbida i širenje korozije na granicama zrna | Standardni dizajn i specifikacija zavarivanja za tlačne cjevovode za grijanje od nehrđajućeg čelika 316 |
| Ultra-nehrđajući čelik s niskim udjelom ugljika + online praćenje srednjih komponenti + godišnja metalografska inspekcija zavara | Izuzetno niske opasnosti od iznenadnog pucanja cijevi i srednje sigurnosne opasnosti od curenja | Preferirana shema za kemijsku industriju korozivne srednje duge{0}}ciklusne projekte mreže cijevi za grijanje |
Zaključak
Interkristalna korozija nehrđajućeg čelika 316 uzrokovana je senzibilizacijom zavarivanjem koja dovodi do taloženja krom karbida i smanjenja kroma na granicama zrna, što čini granicu kristala preferirano korodiranom i odvojenom. Osnovne mjere prevencije uključuju odabir osnovnih materijala od ne-ugljičnog nehrđajućeg čelika, optimiziranje unosa topline zavarivanja i brzine hlađenja, odgovarajuće postupke toplinske obrade nakon-zavarivanja, pročišćavanje procesnog medija i jačanje redovitih ispitivanja bez razaranja zavara. Kontrola zatvorene-petlje cijelog-procesa odabira sirovina, konstrukcije zavarivanja na terenu i prihvaćanja toplinske obrade nakon-obrade može spriječiti obustavu proizvodnje i ekološke nesreće uzrokovane interkristalnom korozijom, krhkim lomom grijaćih cijevi od nehrđajućeg čelika 316.
