Rakeiden välinen korroosio on tyypillinen austeniittisen ruostumattoman teräksen raerajan selektiivinen korroosiovaurio. Virheellisen hitsauksen tai korkean lämpötilan kuumentamisen jälkeen kromi-rikkaat karbidit saostuvat raerajoille, mikä johtaa kromin ehtymiseen viereisessä matriisissa. Raerajoista tulee heikko faasi, jolla on huono korroosionkestävyys ja etusijalla liukeneminen syövyttävään väliaineeseen. Materiaali menettää rakeiden välisen sidosvoiman kiinteästi, mikä johtaa hauraaseen sirpaloitumiseen ja tunkeutumisvuotoon lievän ulkoisen voiman vaikutuksesta, kun taas rakeiden sisäpinta säilyy edelleen ehjänä, mikä tuo valtavan piilevän vaaran laitteen toiminnalle.
1. Core Precipitation Corrosion Mechanism
316 ruostumaton teräs sisältää tietyn määrän hiilielementtiä. Kun työkappale pysyy herkistymislämpötila-alueella 450–850 astetta pitkään hitsauksen ja -jälkikäsittelyn aikana, hiiliatomit yhdistyvät matriisissa olevan kromin kanssa muodostaen Cr23C₆-kromikarbidia ja erottuvat raerajoja pitkin. Saostusprosessi kuluttaa kromia lähellä rakeiden rajoja, jolloin muodostuu kromi-huono vyöhyke, joka ei voi muodostaa täydellistä ja stabiilia passiivista kromioksidikalvoa. Altistuessaan kloridi-pitoiselle happamalle väliaineelle kromi-vajaiset raeraajat liukenevat ensisijaisesti kiderajaverkostoa pitkin. Korroosio leviää koko materiaalin sisäpuolelle hämähäkinverkkoina, jolloin lämmitysputki menettää mekaanisen sitkeyden kokonaan. Jopa ilman selvää seinämän ohenemista, putken runko voi halkeilla ja vuotaa lämpörasituksen tai tärinän vaikutuksesta.
2. Tärkeimmät herkistymiselle alttiit asennot
Hitsauslämmön-vaikutusalue: Hitsauspalojen vieressä oleva alue pysyy herkistymislämpötilakentässä argonkaarihitsauksen aikana, ja siitä tulee suurin-riskialue;
Paikalliset ylikuumenemisalueet, jotka aiheutuvat pitkäaikaisesta-kuivasta palamisesta: Pitkäaikainen-ylilämpötilakäyttö saa substraatin siirtymään herkistymisväliin;
Osat, jotka on altistettu{0}}hitsauksen jälkeiselle väärälle kuumennukselle ja termiselle muotoilulle;
Moni-pass toistuva hitsausasento kumulatiivisella lämpösyötöllä ja tehostetulla raerajalla.
3. Rakeiden välistä korroosiota aiheuttavat keskeiset tekijät
Ylimääräinen hiilipitoisuus perusmateriaalissa: tavallinen 316, jossa on korkeampi hiilipitoisuus, on paljon herkempi herkistymiselle kuin vähähiilinen 316L;
Hallitsematon hitsauslämmön syöttö: Hidas hitsausnopeus ja liiallinen virta pidentävät viipymisaikaa herkistyslämpötila-alueella;
Takaosan argonsuojan puute hitsauksen aikana: Hapetus pahentaa raerajavirheitä ja nopeuttaa karbidin saostumista;
Pitkäkestoinen palvelu
4. Hierarkkiset ehkäisy- ja eliminointitoimenpiteet
① Aseta etusijalle vähähiilinen{0}}pohjamateriaali
Käytä 316L ultra-vähähiilistä ruostumatonta terästä hitsattujen lämmitysputkien raaka-aineena. Äärimmäisen alhainen hiilipitoisuus hillitsee pohjimmiltaan kromikarbidin saostumista ja eliminoi materiaalilähteen herkistymistaipumusta.
② Standardoi hitsausrakennemääritykset
Käytä pientä virtaa, nopeaa kulkunopeutta lyhentääksesi lämpövaikutusaikaa; toteuttaa täysi argonsuojaus hitsaussauman etu- ja takapuolelle; käytä ohitushitsausta vähentääksesi lämpö{0}}vaikutusalueita.
③ Liuoshehkutus voimakkaasti herkistyneille työkappaleille
Suorita korkean -lämpötilojen kiinteä liuoskäsittely 1050–1100 asteessa ja sen jälkeen nopea vesisammuttaminen, jotta saostuneet karbidit-liukeutuvat uudelleen matriisiin ja kromielementti jakautuu tasaisesti korjaaen kromi-huonoja alueita.
④ Vältä pitkäaikaista-kuivaa palamista ja paikallista ylikuumenemista
Asenna nestetason lukitussuoja estääksesi putken rungon jatkuvan paistamisen ilman keskijäähdytystä, välttäen ylilämpötilaherkistymistä huoltovaiheessa.
⑤ Vahvista jälki{0}}hitsauksen passivointikäsittelyä
Integroitu peittauspassivointi poistaa pinnan rakeiden väliset korroosio-mikrovirheet hitsausalueilla ja palauttaa passiivisen pintakalvon eheyden.
5. Anti-rakeidenvälisten korroosion vaikutusten vertailu
表格
| Materiaali- ja hitsausprosessi | Herkistymisriski | Suositeltu sovellusskenaario |
|---|---|---|
| Tavallinen 316 + suojaamaton hidas hitsaus | Erittäin korkea | Ei suositella hitsatuille lämmitysosille |
| 316L + kaksipuolinen -argonsuojattu hitsaus | Periaatteessa ei herkistymistä | Normaali valtavirran tuotantojärjestelmä |
| Kiinteä liuoshehkutus hitsauksen jälkeen | Poista raerajojen saostuminen kokonaan | Korkean korroosionesto{0}}laitteet |
Johtopäätös
316-lämmitysputkien rakeiden välinen korroosio johtuu pääasiassa karbidisaostumisen aiheuttamasta kromin ehtymisestä raerajoilla. Taloudellisin ja tehokkain ehkäisykeino on korvata perinteinen 316 316 litran vähähiilisellä-hitsausmateriaalilla sekä standardoitu matala-lämpö-hitsausprosessi. Välttämällä jatkuvaa korkean lämpötilan herkistymistä tuotannon ja käytön aikana, raerajaverkoston korroosion ja hauraiden murtumien riskiä voidaan hallita perusteellisesti.
