Porucha medzikryštalického korózneho praskania nastáva vtedy, keď nehrdzavejúca oceľ 316 po tepelnej senzibilizácii zvárania vytvorí hranice zŕn ochudobnených o chróm-. Pri kombinovanom pôsobení zvyškového ťahového napätia zo spracovania a korozívneho média-obsahujúceho chloridy korózia prednostne napáda slabé zóny na hranici zŕn. Mikrotrhliny klíčia pozdĺž hraníc zŕn a rýchlo sa rozširujú cez hrúbku steny potrubia, čo vedie k neviditeľnému prenikaniu úniku do potrubia. Toto zlyhanie sa líši od bežnej medzikryštalickej korózie, ktorá spôsobuje iba rozpúšťanie materiálu; spolieha sa na napätie pri nepretržitom vyťahovaní otvorených trhlín, vyznačuje sa vysokým zakrytím a tendenciou náhleho prasknutia a väčšinou sa vyskytuje v zváraných vykurovacích potrubiach vedených vo vlhkých soľných-pracovných podmienkach.
1. Mechanizmus iniciácie a šírenia trhlín
Počas zvárania tepelnou cirkuláciou sa karbidy chrómu vyzrážajú na hraniciach zŕn nehrdzavejúcej ocele, čím sa ochudia prvky chrómu v blízkosti a zničia sa súvislý pasivačný film na hraniciach zŕn. Hranica zŕn s nízkym obsahom chrómu- sa zmení na oblasť anódy so slabou odolnosťou proti korózii, zatiaľ čo neporušené vnútro zrna slúži ako veľká katóda. Chloridové ióny v médiu zintenzívňujú elektrochemické rozpúšťanie hraníc zŕn. Zvyškové napätie pri zváraní a obmedzujúce napätie tepelnej rozťažnosti generujú trvalú ťahovú silu na materiál, ktorá neustále zväčšuje drobné korodované medzery pozdĺž hraníc zŕn. Trhliny sa prepletajú cez sieť hraníc zŕn a prechádzajú cez stenu potrubia. Na rozdiel od únavových trhlín spôsobených opakovaným cyklickým zaťažením má toto poškodenie korene v defektoch metalografickej senzibilizácie a je poháňané statickým ťahovým napätím a koróznym médiom.
2. Typické polohy náchylné na poškodenie vplyvom medzikryštalickej namáhanej korózie
Zóny ovplyvnené teplom zvaru-zostanú počas zvárania dlho v rozsahu teplôt senzibilizácie;
Viac{0}}prechodové opravy oblastí zvárania so superponovanými tepelnými cyklami a zhoršeným ochudobnením chrómu na hraniciach zŕn;
Koreň príruby a závitové spoje so zjavnou lokálnou koncentráciou napätia;
Pevne upevnené časti potrubia, kde je obmedzená tepelná deformácia, aby sa vytvorilo dodatočné ťahové napätie;
Vnútorná medzivrstva izolovaného potrubia, kde sa hromadí kondenzovaná soľ-obsahujúca vodu na dlhodobé-ponorenie.
3. Faktory vyvolávajúce jadro urýchľujúce zlyhanie
Bežný základný materiál 316 s vysokým obsahom uhlíka, náchylný na zrážanie karbidu počas zahrievania zváraním;
Nadmerný vstup zváracieho tepla a pomalá rýchlosť chladenia, predlžujúca sa doba udržania teploty senzibilizácie;
Žiadne tepelné spracovanie po-zváraní na odstránenie senzibilizovanej metalografickej štruktúry;
Stredný alebo environmentálny kondenzát obsahuje chloridové ióny, ktoré aktivujú medzikryštalickú koróziu;
Nesprávne nastavenie podpery potrubia vedie k zasekávaniu pri tepelnej rozťažnosti a pretrvávajúcemu namáhaniu v ťahu.
4. Úplné-technické opatrenia na prevenciu a kontrolu prepojenia
① Ako surovinu uprednostňujte nízkouhlíkovú- nehrdzavejúcu oceľ 316L
Znížte obsah uhlíka, aby ste zásadne obmedzili precipitáciu karbidu chrómu na hranici zŕn.
② Prijať proces zvárania s nízkym tepelným príkonom s vysokou rýchlosťou zvárania a núteným chladením
Skráťte čas zotrvania komponentov v rámci intervalu senzibilizačnej teploty.
③ Vykonajte žíhanie v tuhom roztoku pre dôležité tlakové{0}}ložiskové zvárané zostavy
Znovu rozpustite vyzrážané karbidy a obnovte rovnomernú distribúciu chrómu na hraniciach zŕn.
④ Nakonfigurujte klzné podpery a dilatačné škáry, aby ste uvoľnili tepelné obmedzenie ťahového napätia
Eliminujte mechanickú hnaciu silu na otváranie trhlín.
⑤ Pravidelne vykonávajte kontrolu zvarov ultrazvukom a vírivými prúdmi
Detekujte medzikryštalické mikrotrhliny skôr, ako dôjde k prenikaniu a úniku.
5. Tabuľka porovnávania účinkov prevencie
表格
| Režim materiálu a konštrukcie | Riziko zlyhania trhliny | Návrh aplikácie |
|---|---|---|
| Zváranie s vysokým -uhlíkom 316 + veľkým tepelným príkonom + tepelné spracovanie bez dodatočného{3}}zvaru | K praskaniu medzikryštalického prieniku dochádza v strednodobom{0}}období prevádzky | Vymeňte za materiál 316L a vykonajte tepelné spracovanie v integrovanom roztoku |
| 316L nízkouhlíkový- materiál + štandardizované zváranie s nízkym tepelným príkonom + rozloženie na odľahčenie napätia | Účinne blokuje iniciáciu a expanziu medzikryštalických trhlín | Štandardná výrobná špecifikácia pre antikorózne-nerezové vykurovacie potrubia |
| Post-metalografická kontrola zvaru + úplné nedeštruktívne{2}}testovanie + pravidelná kontrola chýb | Extrémne nízke skryté riziko úniku | Uprednostňovaná schéma pre projekty vykurovacích rúr na pobreží a s vysokým{0}}chloridom |
Záver
Medzikryštálové korózne praskanie vykurovacích rúrok z nehrdzavejúcej ocele 316 pochádza z ochudobnenia chrómu na hranici zŕn vyvolaného zváraním a vyvíja sa do prenikajúcich trhlín pri spojení ťahového napätia a chloridového média. Medzi hlavné preventívne opatrenia patrí optimalizácia kvality materiálu, regulácia tepelných parametrov zvárania, eliminácia senzibilizovanej štruktúry tepelným spracovaním, uvoľnenie obmedzujúceho napätia a posilnenie pravidelného ne-deštruktívneho testovania. Kontrola celého-uzavretého procesu-zaobstarania materiálu, konštrukcie zvárania, následného{7}}spracovania a dennej kontroly môže zabrániť neočakávanému odstaveniu a nehodám s bezpečnostnými únikmi spôsobenými medzikryštalickou koróziou vykurovacích potrubí.
