Krhki lom zbog međukristalne korozije odnosi se na zavarivanje cijevi od titana i toplinsku obradu na visokim-temperaturama što dovodi do odvajanja elemenata legure duž granica zrna i taloženja krhkih intermetalnih faza. Područje granice zrna postaje elektrokemijski aktivno s mnogo većom osjetljivošću na koroziju od unutrašnjosti zrna. Pod erozijom korozivnog medija, korozija se prvenstveno razvija duž granica zrna kako bi se formirali kontinuirani korozijski kanali. Vezna sila između metalnih kristalnih zrna potpuno se gubi, materijal gubi makroskopsku duktilnost, a krhki lom dolazi pod blagim unutarnjim pritiskom ili vanjskim vibracijama bez očite plastične deformacije. Ovaj se kvar uglavnom događa u zavarenim titanskim cjevovodima za grijanje koji rade u kiselim i korozivnim sredinama koje -sadrže halogen.
1. Taloženje faze na granici zrna i mehanizam ekspanzije interkristalne korozije
Tijekom toplinskog ciklusa zavarivanja, titanski materijal prolazi kroz brzo zagrijavanje i kaljenje. Elementi nečistoće kao što su željezo, ugljik i dušik skupljaju se na granicama zrna kako bi formirali krte segregacijske slojeve. Elektrodni potencijal granica zrna niži je od potencijala matrice zrna, stvarajući brojne sićušne mikro primarne baterije spontano u mediju elektrolita. Korozija kontinuirano otapa fazu granice zrna, prekidajući međukristalnu vezu. Za razliku od uniformne korozije koja ravnomjerno zahvata cijelu stijenku cijevi, interkristalna korozija prodire duž kristalne granične mreže unutar materijala. Vanjska površina cijevi ne pokazuje očito stanjenje, ali unutrašnjost je formirala prodornu mrežu pukotina, koja je izrazito skrivena i sklona iznenadnom krtom lomu.
2. Tipični položaji skloni interkristalnoj koroziji
Zavareni šavovi i zone-pogođene toplinom zavarivanja izložene-zavarivačkom toplinskom ciklusu visoke temperature;
Dijelovi cijevi s neprikladnom toplinskom obradom nakon-zavarivanja dovode do abnormalne metalografske strukture;
Područja oblikovanja savijanjem s velikim izobličenjem zrna i segregacijom graničnih elemenata zrna;
Lokalno pregrijavanje dijelova uzrokovano neravnomjernim zagrijavanjem tijekom rada opreme;
Područja dugotrajnog uranjanja u kojima se korozivni medij neprekidno nakuplja i dolazi u kontakt sa stijenkom cijevi.
3. Inducirajući čimbenici jezgre koji ubrzavaju lom interkristalne korozije
Dodatni materijal za zavarivanje je neusklađen, uvodeći elemente nečistoće koji pogoršavaju taloženje na granicama zrna;
Postupak zavarivanja nema zaštitu od inertnog plina, što dovodi do kontaminacije metala zavara kisikom i dušikom;
Parametri procesa žarenja nakon-zavarivanja su nerazumni, ne uspijevaju homogenizirati metalografsku strukturu;
Procesni medij sadrži fluorid, klorid i druge korozivne ione koji aktiviraju koroziju granica zrna;
Sirovinski titanski lim ima prekomjeran sadržaj nečistoća, s inherentnom slabom otpornošću na interkristalnu koroziju.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Odaberite osnovni materijal visoke-čistoće i odgovarajuću žicu za zavarivanje od titana s niskim sadržajem nečistoća
Kontrolirajte sastav sirovina kako biste smanjili izvor elemenata segregacije granica zrna.
② Implementirajte -argonsku zaštitu za prednje i stražnje strane zavara tijekom konstrukcije zavarivanja
Spriječite- onečišćenje rastaljenog metala na visokoj temperaturi kisikom i dušikom iz zraka.
③ Provedite standardizirano smanjenje naprezanja nakon-zavarivanja i toplinsku obradu homogenizirajućeg žarenja
Uklonite neravnomjernu distribuciju graničnih elemenata zrna i vratite jednoliku metalografsku strukturu.
④ Strogo kontrolirajte koncentraciju korozivnih iona u transportnom mediju i dodajte odgovarajuće inhibitore korozije
Suzbiti pokretačku silu elektrokemijske reakcije interkristalne korozije.
⑤ Provedite metalografski pregled i ultrazvučno otkrivanje grešaka na ključnim zavarenim spojevima nakon zavarivanja i redovitog održavanja
Uklonite rane pukotine nastale interkristalnom korozijom prije loma.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Način zavarivanja i toplinske obrade | Rizik od interkristalne korozije | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Nema stražnje argonske zaštite + nedostaje -žarenje zavara + nečisti potrošni materijal za zavarivanje | Kontinuirano prodiranje interkristalne korozije i krti lom pojavljuju se u srednjoročnom-radu | Ponovno-izrežite neispravne zavare i primijenite standardizirane postupke zaštite i toplinske obrade |
| Dvo-strana zaštita od inertnog plina + normalizirani tretman žarenja + kvalificirano usklađivanje zavarivanja | Učinkovito inhibira taloženje krhke faze na granicama zrna i ekspanziju interkristalne korozije | Standardna specifikacija konstrukcije za zavarivanje za{0}}tlačne cjevovode za grijanje od titana |
| Bazni materijal od titana s ultra-niskom nečistoćom +-praćenje srednjih iona u stvarnom vremenu + godišnja metalografska inspekcija uzorkovanja zavara | Izuzetno mala skrivena opasnost od pucanja intergranularnog cijepanja i iznenadnog istjecanja medija | Preferirana shema za visoko{0}}korozivne radne uvjete titanovih anti{1}}korozijskih projekata mreže grijaćih cijevi |
Zaključak
Intergranularna korozija titanijske grijaće cijevi potaknuta je segregacijom graničnih elemenata zrna i taloženjem faze nečistoće uzrokovanom toplinskim utjecajem zavarivanja, što dovodi do preferirane korozije duž kristalnih granica i gubitka intergranularne vezne sile, što na kraju uzrokuje krti lom. Osnovne mjere prevencije uključuju optimizaciju odabira sirovina i materijala za zavarivanje, poboljšanje kvalitete zaštite plina za zavarivanje, dovršetak toplinske obrade nakon zavarivanja radi homogenizacije mikrostrukture, reguliranje srednje korozivnog sastava i jačanje ispitivanja bez razaranja zavara. Upravljanje cijelim-procesom zatvorene-petlje ulazne inspekcije sirovina, konstrukcija zavarivanja na terenu i prihvaćanje toplinske obrade nakon-procesa može izbjeći krhko pucanje cjevovoda i sigurnosne nesreće izazvane interkristalnom korozijom tlačnih cjevovoda za grijanje od titana.
