Напукване в резултат на междукристална корозия се получава, когато неръждаема стомана 316 образува граници на зърното-избедени на хром след термична сенсибилизация при заваряване. Под комбинираното действие на остатъчното напрежение на опън от обработката и корозивната среда,-съдържаща хлорид, корозията атакува предимно слабите зони на границата на зърното. Микропукнатините покълват по границите на зърната и се простират бързо през дебелината на стената на тръбата, което води до невидимо проникващо изтичане вътре в тръбопровода. Тази повреда се различава от обикновената междукристална корозия, която причинява само разтваряне на материала; разчита на напрежението, за да издърпа непрекъснато отварящите се пукнатини, характеризирайки се със силно прикриване и склонност към внезапно разкъсване, и се среща най-вече в заварени отоплителни тръбопроводи, работещи във влажни условия,-съдържащи работа.
1. Механизъм за възникване и разпространение на пукнатини
По време на термична циркулация при заваряване, хромните карбиди се утаяват по границите на зърната на неръждаемата стомана, изчерпвайки хромните елементи в близост и разрушавайки непрекъснатия пасивиращ филм по границите на зърната. Бедната на хром{1}}граница на зърното се превръща в анодна зона с лоша устойчивост на корозия, докато непокътнатата вътрешност на зърното служи като голям катод. Хлоридните йони в средата засилват електрохимичното разтваряне на границите на зърната. Остатъчното напрежение при заваряване и ограничителното напрежение на термичното разширение генерират продължителна сила на опън върху материала, което поддържа разширяване на малки празнини, корозирали по границите на зърната. Пукнатини се вплитат през мрежата на границата на зърното и преминават през стената на тръбата. За разлика от пукнатините от умора, предизвикани от повтарящи се циклични натоварвания, тази повреда се корени в металографски сенсибилизиращи дефекти и се задвижва от статично напрежение на опън плюс корозивна среда.
2. Типични позиции, предразположени към повреда от междукристална корозия
Засегнати от топлина-заварени зони, оставащи дълго в температурния диапазон на чувствителност по време на заваряване;
Зони за -многопроходно ремонтно заваряване с насложени термични цикли и утежнено изчерпване на хрома по границите на зърното;
Корен на фланеца и резбови съединения с очевидна локална концентрация на напрежение;
Твърдо фиксирани тръбни секции, където топлинната деформация е ограничена, за да се създаде допълнително напрежение на опън;
Изолиран вътрешен междинен слой на тръбопровода, където се натрупва кондензирана сол,-съдържаща вода за дългосрочно-потапяне.
3. Основни фактори, предизвикващи повреда
Конвенционален основен материал 316 с високо съдържание на въглерод, склонен към утаяване на карбид по време на нагряване при заваряване;
Прекомерно подаване на топлина при заваряване и бавна скорост на охлаждане, удължаване на времето за задържане на температурата на сенсибилизация;
Без термична обработка на разтвора след-заваряване за елиминиране на чувствителна металографска структура;
Средният или кондензатът от околната среда съдържа хлоридни йони, които активират междукристална корозия;
Неправилна настройка на опората на тръбопровода, водеща до задръстване от термично разширение и постоянно напрежение на опън.
4. Пълни-технически мерки за предотвратяване и контрол на връзката
① Дайте приоритет на ниско{0}}въглеродната неръждаема стомана 316L като суровина
Намалете въглеродното съдържание, за да ограничите основно утаяването на хромов карбид по границите на зърната.
② Приемете процес на заваряване с ниско входяща топлина с висока скорост на заваряване и принудително охлаждане
Намалете времето на престой на компонентите в температурния интервал на сенсибилизация.
③ Извършете обработка с отгряване в твърд разтвор за важни заварени възли-, носещи налягане
Разтворете отново утаените карбиди и възстановете равномерното разпределение на хрома по границите на зърната.
④ Конфигурирайте плъзгащи се опори и разширителни фуги, за да освободите термичното ограничение на опън
Елиминирайте механичната движеща сила за отваряне на пукнатини.
⑤ Редовно извършвайте ултразвукова и вихровотокова проверка на заваръчните шевове
Откриване на междугранулирани микропукнатини преди проникване и изтичане.
5. Таблица за сравнение на ефектите от превенцията
表格
| Режим на материал и конструкция | Риск от повреда на пукнатина | Предложение за приложение |
|---|---|---|
| Високо-въглеродно 316 + заваряване с голяма входяща топлина + без термична обработка след-заваряване | Междукристално проникващо напукване се случва при средно{0}}срочна работа | Заменете с материал 316L и извършете топлинна обработка с цялостен разтвор |
| 316L ниско-въглероден материал + стандартизирано заваряване с ниска входяща топлина + оформление за облекчаване на напрежението | Ефективно блокирайте започването и разширяването на междукристални пукнатини | Стандартна производствена спецификация за анти{0}}корозионни отоплителни тръбопроводи от неръждаема стомана |
| Металографска инспекция след-заваряване + пълен не{2}}разрушителен тест + периодична повторна проверка на дефектите | Изключително нисък риск от скрит теч | Предпочитана схема за крайбрежни проекти и проекти за отоплителни тръби в среда с високо-хлоридно съдържание |
Заключение
Напукването от междукристална корозия при напрежение на нагревателни тръби от неръждаема стомана 316 произлиза от -предизвиканото от заваряване изчерпване на хрома по границите на зърното и се развива в проникващи пукнатини под въздействието на напрежението на опън и хлоридната среда. Основните мерки за превенция включват оптимизиране на качеството на материала, регулиране на термичните параметри на заваряване, елиминиране на чувствителната структура чрез топлинна обработка, освобождаване на ограничаващото напрежение и засилване на периодичното не-разрушително изпитване. Цялостният{5}}процесен контрол-затворен цикъл на снабдяване с материали, заваръчна конструкция, последваща-обработка и ежедневна инспекция могат да предотвратят неочаквано спиране и злополуки с безопасни течове, причинени от повреда на междукристална стрес корозия на отоплителни тръбопроводи.
