La fallada per corrosió intergranular significa que l'acer inoxidable austenític 316 experimenta una sensibilització durant la soldadura o l'escalfament a llarg-alta temperatura-. El carbur de crom precipita contínuament al llarg dels límits de gra metàl·lic, donant lloc a un esgotament greu de crom a les zones de límit de gra. L'àrea del límit del gra perd la capacitat de formar una pel·lícula passiva anti-corrosió completa i es converteix en la regió de l'ànode d'una cel·la micro-galvànica. Sota l'erosió del medi corrosiu, els límits del gra es dissolen i es gravan preferentment, la força d'unió entre els grans de metall desapareix i la paret del tub pateix penetració intergranular i fuites de polverització. Aquesta fallada es produeix principalment a les zones-afectades per la calor de soldadura i a les seccions de canonades que treballen durant molt de temps a l'interval de temperatura de sensibilització.
1. Sensibilització i Mecanisme d'Evolució de la Corrosió Intergranular
Quan l'acer inoxidable es manté dins de l'interval de temperatura de 450 ~ 850 graus, els àtoms de carboni dins de la matriu es difonen als límits del gra i es combinen amb el crom per generar precipitació de carbur de crom Cr₂₃C₆. Atès que la velocitat de difusió del crom és molt inferior a la del carboni, el contingut de crom a prop dels límits del gra cau fortament per sota del valor crític necessari per a la formació de pel·lícules de passivació. Les regions del límit del gra es tornen electroquímicament actives i es corroeixen preferentment en medi conductor. La corrosió s'erosiona gradualment al llarg de la xarxa de límits de gra, fent que el material perdi la cohesió intergranular, amb els grans intactes que cauen en forma de pols. A diferència del trencament de corrosió per tensió transgranular impulsat per la força de tracció, aquest dany es desenvolupa exclusivament al llarg dels límits del cristall sense condicions obligatòries d'esforç de tracció.
2. Posicions típiques propenses a danys per corrosió intergranular
Les costures de soldadura i les zones afectades per la calor{0}}adjacents passen inevitablement per la temperatura de sensibilització durant la soldadura;
Seccions de canonades embolicades amb cinturons de traçat elèctrics i mantingudes a temperatura de sensibilització constant durant mesos;
Arrels de soldadura a tope de brida amb velocitat de refredament lenta i temps de residència de sensibilització prolongat;
Reparació de zones de soldadura i soldadura secundària amb cicles tèrmics repetits i efecte de superposició de sensibilització;
Potes mortes de la canonada amb medi estàtic que condueix a una concentració de medi local i un gravat intensificat del límit del gra.
3. Factors inductors del nucli que acceleren la falla per corrosió intergranular
Adoptar acer inoxidable 316 comú amb alt contingut de carboni sense optimització de grau -de carboni baix o estabilitzat;
El procés de soldadura no té mesures de refrigeració ràpida, cosa que fa que la zona afectada per la calor-es mantingui en el rang de temperatura de sensibilització durant massa temps;
La temperatura de calefacció externa es fixa dins de l'interval de sensibilització per a un funcionament ininterromput a llarg termini{0};
Sense tractament de recuit de la solució de-soldadura per dissoldre el carbur de crom precipitat i restaurar la uniformitat del crom;
El medi de procés conté ions àcids i halògens, que milloren molt la velocitat de gravat dels límits de gra deficients{0}}de crom.
4. Mesures tècniques de-prevenció i control d'enllaços complets
① Seleccioneu preferentment materials d'acer inoxidable estabilitzat amb -baix carboni 316L o niobi- durant l'adquisició de material
Redueix el contingut d'elements de carboni fonamentalment per frenar la precipitació de carburs.
② Optimitzar el procés de soldadura per adoptar una petita entrada de calor i un refredament ràpid forçat després de la soldadura
Escurçar la durada que la peça roman a la zona de temperatura de sensibilització.
③ Realitzeu un tractament tèrmic de solució global per a components soldats clau per homogeneïtzar la distribució del crom
Elimineu la microestructura sensibilitzada i elimineu l'esgotament del crom del límit del gra.
④ Ajusteu els paràmetres de temperatura de traçat elèctric per evitar una temperatura constant a llarg termini -entre 450 ~ 850 graus
Tallar la condició tèrmica necessària per a la reacció de sensibilització.
⑤ Realitzeu inspeccions metal·logràfiques periòdiques i proves de corrosió intergranular electroquímica a les peces soldades
Talleu els accessoris de canonades sensibilitzats abans que es produeixin danys per corrosió macroscòpica.
5. Taula comparativa d'efectes de prevenció
表格
| Mode de procés de material i soldadura | Risc de corrosió intergranular | Suggeriment d'aplicació |
|---|---|---|
| Material base d'alt-carboni 316 + refrigeració de soldadura lenta + tractament tèrmic sense post-soldadura | La corrosió del límit del gra i la perforació local apareixen en un cicle de servei mitjà | Substituïu-lo per accessoris de canonada 316L i implementeu el recuit de solució per a juntes soldades |
| Material baix-carboni/estabilitzat + soldadura estandarditzada de baixa-calor-entrada + tractament amb solució dirigida | Suprimeix eficaçment la precipitació de carburs i el gravat selectiu del límit del gra | Material estàndard i especificació de soldadura per a canonades de calefacció d'acer inoxidable anticorrosió-intergranular- |
| Inspecció estricta dels components del material entrant + control de camp de la temperatura del procés-complet + verificació anual de mostreig del rendiment de la corrosió | Pelig extremadament baix del límit del gra i perill ocult de fuites de penetració | Esquema preferit per a l'enginyeria de soldadura de canonades de calefacció mitjana corrosiva química |
Conclusió
La corrosió intergranular dels tubs d'escalfament d'acer inoxidable 316 és causada per la sensibilització tèrmica que condueix a una deficiència de crom del límit del gra, que desencadena una dissolució electroquímica preferent al llarg dels límits del cristall. Els mitjans de prevenció bàsics inclouen l'optimització de la qualitat del material per reduir el contingut de carboni, la regulació de l'entrada tèrmica de la soldadura i la velocitat de refrigeració, la realització d'un tractament tèrmic posterior a la solució de-soldadura, evitar el servei de temperatura de sensibilització a llarg termini-i reforçar la detecció regular del rendiment del material. La gestió-de processos tancats-de la selecció de matèries primeres, la construcció de la soldadura de camp i el control de la temperatura d'operació poden prevenir la polverització de les canonades i els accidents de fuites causats per la corrosió intergranular dels tubs de calefacció.
