Заваряването е основен процес на формоване за сглобяване на нагревателни тръби от неръждаема стомана 316 в различни индустриални нагревателни устройства. По време на високо-температурно заваряване, заваръчният шев и прилежащата му термично-засегната зона ще претърпят бързо нагряване и неравномерно охлаждане. Когато температурата остане в диапазона на чувствителност от 450 градуса до 850 градуса за определен период, хромният карбид се утаява непрекъснато по границите на зърната на материала. Това явление води до локално изчерпване на хрома по границите на зърната, което разрушава непрекъснатостта на повърхностния пасивен филм. След като бъдат изложени на -съдържаща хлорид, киселинна или влажна корозивна среда, границите-на зърната с дефицит на хром ще се превърнат в предпочитани корозионни канали, което води до междукристална корозия, която се разпространява навътре по границите на зърната. Такава скрита корозия не може да бъде открита чрез конвенционална проверка на външния вид и в крайна сметка ще причини напукване на тръбата и проникване на течове. Много производители пренебрегват риска от сенсибилизация при заваряване и приемат произволни методи за заваряване и охлаждане, което води до честа ранна повреда на заварени нагревателни тръби. Следователно, стандартизиран контрол на параметрите на заваряване и разумна термична обработка след -заваряване са необходими за ограничаване на междукристалната корозия и запазване на присъщите анти{15}}корозионни характеристики на нагревателните тръби от неръждаема стомана 316.
Основната причина за междукристална корозия се крие в утаяването на хромов карбид, предизвикано от термичните цикли на заваряване. По време на заваряване основният материал близо до заваръчния шев се нагрява до висока температура над 1000 градуса, хромът се разтваря напълно в аустенитната матрица, за да се образува еднороден твърд разтвор. Ако скоростта на охлаждане е твърде ниска след заваряване, материалът ще остане в температурната зона на сенсибилизация за дълго време. Излишните въглеродни атоми се комбинират с хром, за да образуват хромен карбид и се утаяват по границите на зърната, което консумира хромни елементи близо до границите на зърната. В резултат съдържанието на хром по границите на зърната е твърде ниско, за да образува плътен пасивен филм. В корозивни среди микрогалваничните елементи се образуват между границите на зърното и вътрешността на зърното, предизвиквайки непрекъснато анодно разтваряне по границите на зърното и причинявайки необратими щети от междукристална корозия.
Това проучване обобщава три ефективни технически средства за избягване на-индуцирана от заваряване междукристална корозия: оптимизирани параметри на процеса на заваряване, бързо принудително охлаждане и целенасочена термична обработка на разтвора след-заваряване. Първо, параметрите за заваряване с ниска входяща топлина са приети, за да се съкрати времето на престой на топлинно-засегнатата зона в температурния диапазон на сенсибилизация. Малък ток, кратко време за заваряване и тесен заваръчен шев се използват за намаляване на общия обхват на термично въздействие. Прекъснатото сегментирано заваряване замества непрекъснатото заваряване на дълги-разстояния, за да се избегне кумулативната концентрация на топлина, което ефективно ограничава утаяването на хромен карбид по границите на зърната. Междувременно се прилага екраниране с газ аргон както от вътрешната, така и от външната страна на заваръчния шев, за да се предотврати окисляване при висока-температура и повърхностна карбуризация на заваръчния метал.
Второ, мерките за принудително бързо охлаждане се прилагат веднага след заваряването. Сгъстен чист въздух или циркулираща охлаждаща вода се използва за бързо охлаждане на заваръчния шев и-нагряване на засегнатата зона, така че материалът да премине през температурния диапазон на чувствителност от 450 градуса до 850 градуса за най-кратко време. Този метод инхибира утаяването на хромов карбид от гледна точка на кинетичната реакция, което е най-икономичната и удобна мярка против-сенсибилизация, подходяща за -пакетна обработка на нагревателни тръби на място. Прекомерното бързо охлаждане обаче трябва да се избягва, за да се предотврати остатъчен топлинен стрес при заваряване и дефекти от студени пукнатини.
Трето, термичната обработка чрез отгряване в разтвор се приема за нагревателни тръби, прилагани при тежки корозивни работни условия. Заварените компоненти се нагряват до 1050 градуса –1100 градуса и се поддържат топли за определено време, за да се разтвори напълно утаеният хромен карбид обратно в аустенитната матрица, след което се охлаждат бързо до стайна температура. Този процес възстановява равномерното разпределение на хромните елементи вътре в материала и напълно елиминира -изчерпаната от хром гранична структура на зърната, решавайки основно скритата опасност от междукристална корозия.
Резултатите от металографско наблюдение и тестове за междукристална корозия показват, че нагревателните тръби с ниско входяща топлина при заваряване и принудително охлаждане нямат утаяване на хромен карбид по границите на зърната след заваряване и преминават стандарта за проверка на междукристална корозия. Обратно, пробите с високо входяща топлина и естествено бавно охлаждане показват очевидна корозия по границите на зърното след ускорено изпитване за корозия. Данните от полевото приложение показват, че стандартизираният контрол на заваряването и термичната обработка намалява степента на повреда от междукристална корозия на заварени нагревателни тръби с повече от 75%. В заключение, контролирането на входящата топлина при заваряване, ускоряването на охлаждането след -заваряване и извършването на термична обработка с разтвор, когато е необходимо, могат ефективно да предотвратят междукристална корозия на нагревателни тръби от неръждаема стомана 316. Тези спецификации на процеса елиминират причинените от заваряване-дефекти на чувствителността на материала, осигуряват структурна еднородност и анти-корозионна стабилност на заварените части и предоставят надеждна техническа гаранция за дългосрочна-безопасна работа на промишлено заварено отоплително оборудване.
