Krehké zlyhanie medzikryštálovej korózie označuje nehrdzavejúcu oceľ 316, ktorá je vystavená zahrievaniu zváraním alebo nesprávnemu tepelnému spracovaniu pri vysokej teplote v rozsahu senzibilizačných teplôt 450 až 850 stupňov . Prvky chrómu v materiáli sa prednostne kombinujú s uhlíkom na vyzrážanie karbidov bohatých na chróm- pozdĺž hraníc zŕn, čo vedie k vážnemu vyčerpaniu chrómu v susedných zónach hraníc zŕn. Oblasť s nedostatkom-chrómu stráca schopnosť vytvárať úplný antikorózny{8}}pasívny film a stáva sa elektrochemicky aktívnou oblasťou anódy. Pri erózii korozívneho média sa korózia šíri pozdĺž hraníc zŕn nepretržite, čím sa prerušuje väzbová sila medzi kovovými zrnami. Materiál si stále zachováva úplný vonkajší vzhľad, ale stráca štrukturálnu integritu, čo vedie k náhlemu krehkému štiepeniu a úniku penetrácie pri pracovnom tlaku a vonkajšom zaťažení. Táto porucha sa väčšinou vyskytuje pri zváraných úsekoch rúr vykurovacích potrubí z nehrdzavejúcej ocele v kyslom prostredí a prostredí s obsahom chloridov{12}}.
1. Mechanizmus šírenia zrážania senzibilizácie a medzikryštalickej korózie
Nerezová oceľ 316 sa spolieha na dostatočný obsah chrómu na vytvorenie ochranného pasivačného filmu oxidu chrómu. Počas tepelného cyklu zvárania zostáva materiál určitý čas v intervale senzibilizácie. Atómy uhlíka difundujú k hraniciam zŕn a vyzrážajú karbidy Cr23C6. Spotreba chrómu v blízkosti hraníc zŕn spôsobuje lokalizovaný nedostatok chrómu a vytvára mikroprimárnu batériu s neporušeným vnútrom zŕn bohatých na chróm-. Korózia selektívne rozpúšťa slabú zónu na hranici zŕn a vyvíja sa do sieťovej trhliny vo vnútri steny potrubia. Na rozdiel od rovnomernej korózie, ktorá stenčuje celú stenu, medzikryštalická korózia preniká z povrchu dovnútra pozdĺž hraníc kryštálov, bez zjavných strát materiálu na vonkajšom povrchu a extrémne vysokého zakrytia defektov.
2. Typické polohy náchylné na poškodenie medzikryštalickou koróziou
oblasti ovplyvnené teplom zvaru-, ktoré sú počas zvárania vystavené teplotnému rozsahu senzibilizácie;
Segmenty potrubia dlhodobo lokálne ohrievané externými zdrojmi tepla v intervale 450 ~ 850 stupňov;
komponenty s nesprávnym tepelným spracovaním po-zvarení, ktoré vedie k nútenej senzibilizácii metalografickej štruktúry;
Prechodové oblasti koreňa príruby a kolena s veľkým zvyškovým napätím pri zváraní urýchľujúcim vývoj korózie;
Statické potrubia s mŕtvym ramenom, kde sa hromadí korozívne médium a neustále napáda chybné oblasti na hranici zŕn.
3. Faktory vyvolávajúce jadro urýchľujúce zlyhanie korózie
Na zváranie použite bežný ne-nízky{1}}uhlíkový 316 materiál bez úpravy na redukciu uhlíka;
Zváracia operácia má nadmerný prívod tepla a pomalú rýchlosť chladenia, čím sa predlžuje doba zdržania senzibilizácie;
Stabilizačná úprava po-rozpúšťacom žíhaní po zváraní sa vynecháva, aby sa eliminovala precipitácia karbidov;
Procesné médium obsahuje chloridové ióny, organické kyseliny a iné korozívne zložky na vyvolanie rozpúšťania hraníc zŕn;
Samotná surovina má nadmerný obsah uhlíka, čo výrazne zvyšuje tendenciu zrážania karbidov.
4. Úplné-technické opatrenia na prevenciu a kontrolu prepojenia
① Ako materiál základnej rúrky uprednostňujte nízkouhlíkovú{0}}triedu 316L alebo stabilizovanú modifikovanú nehrdzavejúcu oceľ
Zásadne znížte obsah uhlíkových prvkov, aby ste obmedzili zrážanie karbidu chrómu.
② Optimalizujte proces zvárania, aby ste prijali parametre malého prúdu a rýchle zváranie, aby ste skrátili čas zdržania pri vysokej-teplote
Vyhnite sa dlhodobému senzibilizačnému zahrievaniu oblasti ovplyvnenej teplom-.
③ Implementujte po{0}}kalenie zvarového roztoku alebo stabilizačné žíhanie pre kľúčové tlakové-zvarové spoje ložísk
Rozpustite vyzrážané karbidy a obnovte rovnomernú distribúciu chrómu na hraniciach zŕn.
④ Nainštalujte stredné filtračné a dechloračné zariadenia na zníženie koncentrácie korozívnych iónov v dopravnej tekutine
Prerušte elektrochemickú hnaciu silu medzikryštalickej koróznej reakcie.
⑤ Pravidelne vykonávajte kontrolu medzikryštalickej korózie a ultrazvukovú detekciu chýb na zvarových dieloch
Odstráňte skryté defekty trhlín na hranici zŕn pred prasknutím penetrácie.
5. Tabuľka porovnávania účinkov prevencie
表格
| Materiál a režim procesu zvárania | Riziko medzikryštalickej korózie | Návrh aplikácie |
|---|---|---|
| Bežný materiál 316 + zváranie pomalým chladením + tepelné spracovanie bez dodatočného-zvaru | V strednodobej{0}}prevádzke dochádza k praskaniu a krehkému lomu na hranici zŕn | Nahraďte materiálom 316L a v prípade neúspešných zvarov vykonajte žíhanie v roztoku |
| Nízkouhlíková{0}}nehrdzavejúca oceľ + zváranie s nízkym tepelným príkonom + štandardizovaná post{3}}stabilizačná úprava zvaru | Účinne potláča segregáciu karbidov a expanziu korózie na hranici zŕn | Štandardné prevedenie a špecifikácia zvárania pre vykurovacie tlakové potrubia z nehrdzavejúcej ocele 316 |
| Ultra-nízko uhlíková nehrdzavejúca oceľ + online monitorovanie stredných komponentov + ročná metalografická kontrola zvarov | Extrémne nízke bezpečnostné riziká náhleho prasknutia potrubia a stredného úniku | Uprednostňovaná schéma pre projekty siete vykurovacích potrubí v chemickom priemysle so stredne dlhým-cyklom |
Záver
Medzikryštalická korózia nehrdzavejúcej ocele 316 je spôsobená senzibilizáciou zvárania, ktorá vedie k precipitácii karbidu chrómu a vyčerpaniu chrómu na hranici zŕn, čo spôsobuje, že kryštálové rozhranie prednostne koroduje a oddeľuje. Medzi základné preventívne opatrenia patrí výber základných materiálov z nehrdzavejúcej ocele s nízkym obsahom uhlíka, optimalizácia vneseného tepla a rýchlosti chladenia pri zváraní, prispôsobenie procesov tepelného spracovania po-zváraní, čistenie procesného média a posilnenie pravidelného nedeštruktívneho testovania zvarov. Celý-uzavretý proces-kontroly výberu surovín, konštrukcie zvárania v teréne a následného{7}}prijatia tepelného spracovania po spracovaní môže zabrániť zastaveniu výroby a ekologickým nehodám spôsobeným medzikryštalickým koróznym krehkým lomom vykurovacích rúrok z nehrdzavejúcej ocele 316.
