Междукристалната корозия е типично селективно корозионно увреждане по границите на зърната на аустенитна неръждаема стомана. След неправилно заваряване или високо-температурно нагряване, богатите на хром-карбиди се утаяват по границите на зърната, което води до изчерпване на хром в съседната матрица. Границите на зърната се превръщат в слаба фаза с лоша устойчивост на корозия и преференциално разтваряне в корозивна среда. Материалът губи междугранулираната сила на свързване интегрално, което води до крехка фрагментация и изтичане на проникване при лека външна сила, докато вътрешността на зърното все още запазва непокътнат вид, което носи огромна скрита опасност за работата на оборудването.
1. Корозионен механизъм при утаяване на ядрото
316 неръждаема стомана съдържа определено количество въглероден елемент. Когато детайлът остане в температурния диапазон на сенсибилизация от 450~850 градуса за дълго време по време на заваряване и последваща-обработка, въглеродните атоми се комбинират с хрома в матрицата, за да образуват Cr₂₃C₆ хромов карбид и да се отделят по границите на зърната. Процесът на утаяване изразходва хром близо до границите на зърната, образувайки бедна на хром-зона, която не може да образува пълен и стабилен пасивен филм от хромен оксид. Когато са изложени на-съдържаща хлорид кисела среда, границите на зърната-с дефицит на хром се разтварят предимно по протежение на кристалната гранична мрежа. Корозията се разпространява във вътрешността на материала като паяжини, карайки нагревателната тръба да загуби изцяло механична издръжливост. Дори без очевидно изтъняване на стените, тялото на тръбата може да се спука и да изтече при термично напрежение или вибрации.
2. Основни позиции, склонни към сенсибилизация
Засегната-зона от топлината на заваряване: Зоната до заваръчните перли остава в температурното поле на чувствителност по време на заваряване с аргонова дъга, превръщайки се в най--рисковия регион;
Местни зони на прегряване, причинени от дълго-продължително сухо изгаряне: Дългосрочна-операция при прегряване кара субстрата да навлезе в интервал на сенсибилизация;
Части, подложени на след{0}}заваряване, неправилно нагряване и термично оформяне;
Много{0}}повтарящи се позиции на заваряване с кумулативен топлинен вход и засилено утаяване по границите на зърната.
3. Ключови фактори, предизвикващи междукристална корозия
Излишно съдържание на въглерод в основния материал: Обикновеният 316 с по-високо съдържание на въглерод е много по-податлив на сенсибилизация от ниско-въглеродния 316L;
Неконтролирано подаване на топлина при заваряване: Бавната скорост на заваряване и прекомерният ток удължават времето на престой в температурната зона на сенсибилизация;
Липса на аргонова защита от задната страна по време на заваряване: Окисляването влошава дефектите по границите на зърната и ускорява утаяването на карбиди;
Дългосрочно-обслужване в среда за ецване и-съдържаща хлор отпадъчна вода, която директно ецва бедните на хром-граници на зърната.
4. Йерархични мерки за превенция и елиминиране
① Дайте приоритет на избора на ниско{0}}въглероден основен материал
Използвайте 316L ултра-нисковъглеродна неръждаема стомана като суровина за заварени нагревателни тръби. Изключително ниското съдържание на въглерод фундаментално ограничава утаяването на хромов карбид и елиминира склонността към сенсибилизация от източника на материала.
② Стандартизирайте спецификациите на заваръчната конструкция
Приемете малък ток, бърза скорост на движение, за да съкратите времето за термично действие; прилагане на пълно аргоново екраниране както на предната, така и на задната страна на заваръчния шев; използвайте заваряване с прескачане, за да намалите обхвата на зоните-засегнати от топлина.
③ Отгряване в разтвор за силно чувствителни детайли
Извършете високо{0}}температурно третиране с твърд разтвор при 1050~1100 градуса, последвано от бързо закаляване с вода, така че утаените карбиди да се-разтворят отново в матрицата и хромният елемент да се преразпредели равномерно, за да поправи-бедните на хром зони.
④ Избягвайте дългосрочно- сухо изгаряне и локално прегряване
Инсталирайте защита за блокиране на нивото на течността, за да предотвратите непрекъснатото изпичане на тялото на тръбата без средно охлаждане, като избягвате чувствителността към прекомерна температура в етапа на обслужване.
⑤ Укрепване на пасивирането след-заваряване
Интегралното декапиращо пасивиране премахва повърхностните микродефекти от междукристална корозия върху заваръчните зони и възстановява целостта на повърхностния пасивен филм.
5. Сравнение на анти{1}}ефектите на междукристална корозия
表格
| Материал и процес на заваряване | Риск от сенсибилизация | Препоръчителен сценарий за приложение |
|---|---|---|
| Обикновено 316 + незащитено бавно заваряване | Изключително високо | Не се препоръчва за заварени нагревателни части |
| 316L + двойно-странно аргоново екранирано заваряване | По принцип няма сенсибилизация | Стандартна основна производствена схема |
| Отгряване в твърд разтвор след заваряване | Напълно елиминирайте утаяването по границите на зърната | Оборудване с високи- антикорозионни изисквания |
Заключение
Интергрануларната корозия на 316 нагревателни тръби по същество възниква от изчерпването на хрома по границите на зърната, причинено от утаяване на карбид. Най-икономичното и ефективно средство за предотвратяване е замяната на конвенционалния 316 с 316L ниско-въглероден материал, заедно със стандартизиран процес на заваряване с ниско-топлинно-влагане. Чрез избягване на среда с продължителна висока-температурна сенсибилизация по време на производство и работа, рискът от корозия на мрежата на границата на зърната и крехко счупване може да бъде напълно контролиран.
