Rakeiden välinen korroosio on tyypillinen paikallinen austeniittisen ruostumattoman teräksen, kuten 316, korroosiovaurio. Korroosio vaikuttaa ensisijaisesti rakeiden rajoihin metallimatriisin sijaan, mikä johtaa lämmitysputken vakavaan haurastumiseen. Työkappale voi menettää mekaanista lujuutta ja murtua lievän ulkoisen voiman vaikutuksesta, vaikka ulkopinnalla ei olisikaan selvää ohenemista. Useimmat tällaiset viat johtuvat virheellisestä hitsauksesta ja lämpökäsittelystä, ja ne voidaan tehokkaasti välttää standardoidulla materiaalivalinnalla ja lämpöprosessin ohjauksella.
1. Rakeiden välisen korroosion generointimekanismi
Kun ruostumaton teräs 316 pysyy herkistyslämpötilavyöhykkeellä 450-850 astetta tietyn ajan, materiaalin hiiliatomit diffundoituvat raerajoille ja yhdistyvät kromiin saostaen kromi-rikkaita karbideja (Cr23C₆). Saostusprosessi kuluttaa suuren määrän kromia lähellä raerajaa, jolloin muodostuu kromi-tyhjentynyt vyöhyke, jossa kromipitoisuus on liian alhainen täydellisen ja tiheän passiivisen kalvon muodostamiseksi. Syövyttävässä väliaineessa, joka sisältää kloridi-ioneja tai happoa, kromi-huonoista raerajoista tulee sähkökemiallisen kennon anodialue ja ne liukenevat ensisijaisesti. Korroosio leviää pitkin raerajaa ja lopulta erottaa jyviä ja aiheuttaa materiaalin jauhamista ja vuotoa.
2. Tärkeimmät työmenetelmät, jotka laukaisevat herkistymisen
(1) Hitsauksen lämpösykli (ensisijainen toiminto)
Laippojen, U{0}}muotoisten mutkien ja putkiliitosten argonkaarihitsauksen aikana hitsauslämmön-vaikutusalue kulkee väistämättä herkistymislämpötila-alueen läpi. Hidas jäähtyminen hitsauksen jälkeen pidentää viipymisaikaa tällä lämpötilavälillä, mikä pahentaa kromikarbidin saostumista ja raeraajan kromin ehtymistä. Tavallinen 316 ilman vähähiilistä{5}}optimointia on alttiimmin herkistymiselle hitsauksissa.
(2) Jälki-muovauksen lämmitys ja lämpökäsittely
Kuumataivutus, jännityksenpoistohehkutus tai toistuva lämmityskorjaus ilman tarkkaa lämpötilan säätöä saa koko putken siirtymään herkistymisjaksoon, mikä johtaa kuumennusputken yleiseen rakeiden väliseen korroosiotaipumukseen pelkän paikallisen hitsausvaurion sijaan.
(3) Pitkäaikainen-käyttö korkeassa-lämpötiloissa yli 450 astetta
Jos lämmitysputken pintatehotiheys on liian korkea ja seinämän lämpötila{0}}pitkäaikainen ylittää 450 astetta, perusmateriaali herkistyy vähitellen käytön aikana ja piilotetut korroosioriskit ilmaantuvat useiden kuukausien käytön jälkeen.
3. Hierarkkiset ehkäisy- ja valvontatoimenpiteet
① Priorisoi 316 litran vähähiilinen-materiaali lähteellä
316L:n hiilipitoisuutta valvotaan tiukasti alle 0,03 %:n, mikä vähentää huomattavasti kromikarbidien saostumislähdettä. Hitsauksen ja tavanomaisen lämpökäsittelyn jälkeenkin raerajakromin kulumisaste on erittäin heikko, mikä estää olennaisesti rakeiden välistä korroosiota. Se on taloudellisin ja luotettavin ehkäisevä toimenpide-tyyppisten lämpöputkien hitsaukseen.
② Optimoi hitsaustoiminto lyhentääksesi herkistymisen viipymisaikaa
Käytä pientä virtaa ja nopeaa hitsausta lämmön{0}}vaikutusalueen kaventamiseksi; käytä pakotettua ilma- tai vesijäähdytystä välittömästi hitsauksen jälkeen ylittääksesi nopeasti 450–850 asteen herkistymislämpötila-alueen ja välttääksesi hitaan luonnollisen jäähdytyksen.
③ Liuoshehkutus korkean -korroosion aiheuttamiin työolosuhteisiin
Paksu{0}}seinämäisille lämmitysputkille, joita käytetään vahvassa happo- ja-kloridipitoisuudessa, suorita täysi liuoslämpökäsittely hitsauksen jälkeen: lämmitä 1050-1100 asteeseen lämmön säilyttämiseksi ja sitten nopea sammutus. Liuota saostuneet karbidit takaisin raematriisiin ja palauta kromin tasainen jakautuminen materiaalin sisällä.
④ Rajoita käyttölämpötilaa ja tehotiheyttä tiukasti
Suunnittele pintatehotiheys kohtuullisesti estämään putken seinämän paikallinen ylikuumeneminen; vältä lämmityselementin pitkäaikaista jatkuvaa käyttöä-, kun väliaineen lämpötila on yli 400 astetta, jotta vältetään käytön aikana tapahtuvan herkistymisen heikkeneminen.
⑤ Normaali jälki{0}}hitsauksen passivointikäsittely
Kemiallinen passivointi voi korjata passiivisen kalvon lämpö-vaikutusalueen pinnalla, heikentää kromi-huonojen raerajojen sähkökemiallista korroosiotaipumusta ja toimia täydentävänä-korroosiosuojana.
4. Ero rakeidenvälisen korroosion ja tavallisen pistekorroosion välillä
Pistekorroosio alkaa pintavioista ja laajenee sisäänpäin yksittäisinä kuoppina; rakeiden välinen korroosio leviää raerajoja pitkin verkkomuodossa. Jälkimmäisessä on vahvempi piilotus, ja lämmitysputki voi yhtäkkiä katketa paineen tai tärinän vaikutuksesta ilman selvää vuotovaroitusta.
表格
| Valvontamenetelmä | Toteutusvaikutus | Sovellettava kohtaus |
|---|---|---|
| Korvaa 316L pohjamateriaalilla | Poista suurin osa herkistymisriskistä | Kaikki hitsatut lämpöputkituotteet |
| Nopea hitsaus + jälki-hitsauksen nopea jäähdytys | Vähennä lämpö{0}}vyöhykkeen herkistymistä | Perinteinen 316-hitsauskäsittely |
| Täysi liuoshehkutus | Poista karbidisaostuminen kokonaan | Paksut{0}}seinäputket ankarissa syövyttävissä olosuhteissa |
| Rajoita tehotiheyttä seinän lämpötilan säätelemiseksi | Estä -käytössä oleva-pitkäaikainen herkistyminen | Korkean{0}}lämpölämmityksen työolosuhteet |
Johtopäätös
316 lämmitysputken rakeiden välinen korroosio johtuu lähes kokonaan lämpöherkistymisestä. Raaka-aineen korvaaminen vähähiilisellä-hiililaadulla ja standardoidulla hitsausjäähdytysprosessilla voi eliminoida yli 95 % tällaisista vikatapauksista, jolloin vältytään äkillisiltä laitteiston rikkoutumisilta ja keskimääräisiltä vuotoonnettomuuksilta teollisuustuotannossa.
