Medzikryštalická korózia je typickým selektívnym koróznym poškodením na hranici zŕn austenitickej nehrdzavejúcej ocele. Po nesprávnom zváraní alebo -vysokoteplotnom ohreve sa karbidy bohaté na chróm- vyzrážajú pozdĺž hraníc zŕn, čo vedie k vyčerpaniu chrómu v susednej matrici. Hranice zŕn sa stávajú slabou fázou so zlou odolnosťou proti korózii a preferenčným rozpúšťaním v korozívnom médiu. Materiál integrálne stráca medzikryštálovú väzbovú silu, čo má za následok krehkú fragmentáciu a netesnosť prieniku pod miernou vonkajšou silou, pričom vnútro zŕn si stále zachováva neporušený vzhľad, čo prináša obrovské skryté nebezpečenstvo pre prevádzku zariadenia.
1. Mechanizmus korózie pri zrážaní jadra
Nerezová oceľ 316 obsahuje určité množstvo uhlíkového prvku. Keď obrobok zostane počas zvárania a následného spracovania dlhší čas v rozsahu senzibilizačnej teploty 450 až 850 stupňov, atómy uhlíka sa spoja s chrómom v matrici za vzniku karbidu chrómu Cr₂3C₆ a oddeľujú sa pozdĺž hraníc zŕn. Proces zrážania spotrebuje chróm v blízkosti hraníc zŕn, čím sa vytvorí zóna chudobná na chróm-, ktorá nemôže vytvoriť úplný a stabilný pasívny film oxidu chrómu. Pri vystavení kyslému médiu-obsahujúcemu chloridy sa hranice zŕn s nedostatkom chrómu-rozpúšťajú prednostne pozdĺž siete hraníc kryštálov. Korózia sa šíri vo vnútri materiálu ako pavučina, čím vykurovacia trubica úplne stráca mechanickú pevnosť. Aj bez zjavného stenčenia steny môže teleso rúry prasknúť a pri tepelnom namáhaní alebo vibráciách unikať.
2. Hlavná senzibilizačná poloha na bruchu
Zóna ovplyvnená teplom zvaru-: Oblasť vedľa zvarových guľôčok zostáva počas zvárania argónovým oblúkom v poli senzibilizačnej teploty a stáva sa oblasťou s najvyšším-rizikom;
Miestne prehriatie oblastí spôsobené dlhodobým-suchým spaľovaním: Dlhodobá-prehriata prevádzka spôsobí, že substrát vstúpi do intervalu senzibilizácie;
Časti vystavené po{0}}zváraní nesprávnemu ohrevu a tepelnému tvarovaniu;
Viac{0}}prechodové opakované polohy zvárania s kumulatívnym tepelným príkonom a intenzívnejším zrážaním hraníc zŕn.
3. Kľúčové faktory vyvolávajúce medzikryštalickú koróziu
Nadmerný obsah uhlíka v základnom materiáli: Bežná 316 s vyšším obsahom uhlíka je oveľa náchylnejšia na senzibilizáciu ako nízko-uhlíková 316L;
Nekontrolovaný vstup zváracieho tepla: Nízka rýchlosť zvárania a nadmerný prúd predlžujú dobu zotrvania v zóne senzibilizačnej teploty;
Nedostatok ochrany zadnej strany argónom počas zvárania: Oxidácia zhoršuje chyby na hranici zŕn a urýchľuje precipitáciu karbidov;
Dlhodobá-služba v oblasti morenia a média{1}}obsahujúcej chlór, ktoré priamo leptá chróm-nekvalitné hranice zŕn.
4. Hierarchické preventívne a eliminačné opatrenia
① Uprednostnite výber nízkouhlíkového{0}}základného materiálu
Použite ultra-nízkouhlíkovú nehrdzavejúcu oceľ 316L ako surovinu pre zvárané vykurovacie rúrky. Extrémne nízky obsah uhlíka zásadne obmedzuje zrážanie karbidu chrómu a eliminuje tendenciu senzibilizácie zo zdroja materiálu.
② Štandardizujte špecifikácie konštrukcie zvárania
Prijať malý prúd, vysokú rýchlosť jazdy na skrátenie času tepelného pôsobenia; implementovať plné argónové tienenie na prednej aj zadnej strane zvarového švu; použite preskokové zváranie na zníženie rozsahu tepelne-ovplyvnených oblastí.
③ Roztokové žíhanie pre silne citlivé obrobky
Vykonajte ošetrenie tuhým{0}}roztokom pri vysokej teplote pri 1050 až 1100 stupňoch, po ktorom nasleduje rýchle ochladenie vodou, aby sa vyzrážané karbidy znova-rozpustili v matrici a prvok chrómu sa rovnomerne prerozdelil, aby sa opravili miesta s-chudobným chrómom.
④ Vyhnite sa dlhodobému{0}}horeniu nasucho a miestnemu prehriatiu
Nainštalujte blokovaciu ochranu hladiny kvapaliny, aby ste zabránili nepretržitému pečeniu telesa potrubia bez chladenia média, čím sa zabráni senzibilizácii prehriatia v servisnom štádiu.
⑤ Posilnite{0}}pasiváciu po zváraní
Integrálna pasivácia morením odstraňuje mikrodefekty medzikryštalickej korózie na povrchu zvarov a obnovuje integritu pasívneho filmu.
5. Porovnanie účinkov proti-medzikryštalickej korózii
表格
| Materiál a proces zvárania | Riziko senzibilizácie | Odporúčaný scenár aplikácie |
|---|---|---|
| Obyčajné 316 + nechránené pomalé zváranie | Mimoriadne vysoká | Neodporúča sa pre zvárané vykurovacie časti |
| 316L + obojstranné-zváranie v ochrannej atmosfére argónu | V podstate žiadna senzibilizácia | Štandardná mainstreamová výrobná schéma |
| Žíhanie v tuhom roztoku po zváraní | Úplne eliminujte zrážanie hraníc zŕn | Vybavenie s vysokými požiadavkami na-koróziu |
Záver
Medzikryštalická korózia vykurovacích rúrok 316 v podstate vzniká z vyčerpania chrómu na hraniciach zŕn spôsobeného precipitáciou karbidov. Najhospodárnejším a najefektívnejším prostriedkom prevencie je nahradenie konvenčného 316 316L nízkouhlíkovým-materiálom spolu so štandardizovaným nízko{5}}tepelným-príkonom zvárania. Tým, že sa počas výroby a prevádzky vyvarujete pretrvávajúcej vysokej-teplotnej senzibilizácii, možno dôkladne kontrolovať riziko korózie siete na hranici zŕn a krehkého lomu.
