Межкристаллитная коррозия – это типичное локальное коррозионное разрушение нержавеющей стали, вызванное неправильной сваркой и термообработкой. Карбиды с высоким содержанием хрома-осаждаются по границам зерен, уменьшая содержание хрома по краям зерен и нарушая непрерывность защитной пассивной пленки. Границы зерен становятся предпочтительными каналами коррозии и избирательно вытравливаются, что приводит к потере силы межзеренного сцепления. Макроскопически заготовка выглядит целой, но теряет механическую прочность, что может привести к хрупкому разрушению и разрыву трубы под действием рабочего давления и термической нагрузки.
1. Электрохимическое осаждение и механизм коррозии.
Когда нержавеющая сталь 316 нагревается в диапазоне температур сенсибилизации 450–850 градусов, атомы углерода в матрице быстро диффундируют к границам зерен и соединяются с хромом, образуя осадки карбида хрома. Этот процесс потребляет большое количество хрома вблизи границ зерен, образуя зону с -бедным содержанием хрома, неспособную образовывать плотную анти-пассивирующую пленку. В коррозионном электролите область границ зерен, - обедненная хромом, действует как анод и преимущественно растворяется, в то время как внутренняя часть зерна с достаточным количеством хрома служит катодом. Коррозия распространяется по границам зерен в виде сетки, отделяя зерна друг от друга. Даже небольшая внешняя сила может привести к растрескиванию нагревательной трубки по границе кристалла без очевидного равномерного утончения стенок.
2. Типичные места, подверженные межкристаллитной коррозии.
Сварные швы и прилегающие к ним зоны термического воздействия-остаются в пределах температуры сенсибилизации во время сварки;
Компоненты, подвергающиеся длительной -высокой-температурной эксплуатации вблизи критического температурного интервала сенсибилизации;
Заготовки с неправильной после-термической обработкой после сварки или естественным медленным охлаждением после сварки;
Изгиб формообразующих деталей с локализованным перегревом при горячей обработке.
3. Ключевые факторы, ускоряющие сенсибилизирующую коррозию
Обычная марка 316 с высоким содержанием углерода, более склонная к осаждению карбида хрома;
Медленная скорость охлаждения после сварки, продлевающая время пребывания в температурной зоне сенсибилизации;
Длительная-работа при средней температуре, попадающей в диапазон сенсибилизации;
Отсутствие отжига в растворе для растворения осажденных карбидов;
Коррозионная среда, содержащая ионы хлора или кислотные радикалы, усиливающие травление границ зерен.
4. Многогранные-всесторонние-технические меры по предотвращению ссылок
① Отдавайте предпочтение материалу с низким-углеродом.
Используйте сверх-нержавеющую сталь 316L, чтобы ограничить содержание углерода и существенно снизить движущую силу выделения карбида хрома на границах зерен.
② Оптимизация процедуры охлаждения при сварке.
Используйте быструю сварку и принудительное воздушное охлаждение после сварки, чтобы сократить продолжительность температурного окна сенсибилизации и подавить сегрегацию карбидов.
③ Провести термообработку критических компонентов раствором.
Нагрейте заготовку до 1050–1100 градусов в течение достаточного времени выдержки с последующей быстрой закалкой, полностью растворяя зернограничные выделения и восстанавливая равномерное распределение хрома.
④ Избегайте длительного-застоя средней-температуры.
Отрегулируйте рабочие параметры, чтобы предотвратить стабильную работу нагревательной трубки в пределах 450–850 градусов в течение длительного времени.
⑤ Укрепление после-травливания и пассивации сварного шва
Удалите с поверхности слои,-обедненные хромом, и окалину сварочного окисления, чтобы восстановить сплошную и полную пассивную пленку на всей поверхности.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Материал и режим обработки | Риск межкристаллитной коррозии | Рекомендуемый план применения |
|---|---|---|
| Обычная 316 + сварка с медленным естественным охлаждением | Высокая сенсибилизация, скрытая опасность | Замените на 316L или выполните отжиг в растворе. |
| Материал 316L + быстрое охлаждение при сварке | В основном устраняет тенденцию к межкристаллитной коррозии. | Стандартная спецификация сварочного производства |
| Отжиг на раствор + интегральная пассивация | Тщательно устраняйте дефекты осаждения на границах зерен. | Приоритет рабочих условий при высоком-давлении и высокой-коррозии |
Заключение
Межкристаллитная коррозия нагревательных трубок 316 возникает из-за обеднения хромом границ зерен из-за выделения карбидов во время сенсибилизирующего нагрева. Методы предотвращения сердцевины включают снижение содержания углерода в основном материале, сокращение времени пребывания в опасном диапазоне температур, растворение осадков посредством обработки раствором и восстановление поверхностной пассивной пленки. Строгий контроль над выбором материала, технологией сварки и термообработкой позволяет эффективно избежать разделения границ зерен и хрупкого разрушения нагревательных трубок из нержавеющей стали.
