La fallada de fractura fràgil per corrosió intergranular es refereix a la soldadura de canonades de titani i al tractament tèrmic d'alta -temperatura que condueix a la segregació d'elements d'aliatge al llarg dels límits de gra i a la precipitació de fases intermetàl·liques fràgils. L'àrea del límit del gra es torna electroquímicament activa amb una susceptibilitat a la corrosió molt més alta que l'interior del gra. Sota una erosió mitjana corrosiva, la corrosió es desenvolupa preferentment al llarg dels límits del gra per formar canals de corrosió continus. La força d'unió entre els grans de cristall metàl·lic es perd completament, el material perd ductilitat macroscòpica i la fractura de trencament fràgil es produeix sota una lleugera pressió interna o vibració externa sense una deformació plàstica evident. Aquesta fallada es produeix principalment en canonades de calefacció de titani soldades que operen en ambients àcids i halògens-que contenen corrosius.
1. Mecanisme de precipitació de la fase límit del gra i d'expansió per corrosió intergranular
Durant el cicle tèrmic de soldadura, el material de titani s'escalfa i s'escalfa ràpidament. Els elements impurs com el ferro, el carboni i el nitrogen s'agrupen als límits del gra per formar capes de segregació trencadisses. El potencial d'elèctrode dels límits del gra és inferior al de la matriu del gra, formant nombroses micro bateries primàries de forma espontània en un medi electròlit. La corrosió dissol contínuament la fase del límit del gra, tallant la connexió intergranular. A diferència de la corrosió uniforme que consumeix tota la paret de la canonada de manera uniforme, la corrosió intergranular envaeix al llarg de la xarxa de límits de cristall dins del material. La superfície exterior de la canonada no mostra un aprimament evident, però l'interior ha format una xarxa d'esquerdes penetrant, que és extremadament oculta i propensa a fractures sobtades i trencadisses.
2. Posicions típiques propenses a danys per corrosió intergranular
Les costures de soldadura i les zones afectades per calor-soldadura sotmeses a cicles tèrmics de soldadura d'alta-temperatura;
Seccions de canonades amb tractament tèrmic de post{0}}soldadura inadequat que condueix a una estructura metal·logràfica anormal;
Zones de conformació de flexió amb distorsió severa del gra i segregació d'elements de límit de gra;
Parts de sobreescalfament local causades per un escalfament desigual durant el funcionament de l'equip;
-Àrees d'immersió a llarg termini on el medi corrosiu s'acumula contínuament i entra en contacte amb la paret de la canonada.
3. Factors inductors bàsics que acceleren la falla de corrosió intergranular
El material de farciment de soldadura no coincideix, introduint elements d'impureses que agreugen la precipitació del límit del gra;
L'operació de soldadura no té protecció de gas inert, la qual cosa provoca la contaminació d'oxigen i nitrogen del metall de soldadura;
Els paràmetres del procés de recuit post-soldadura no són raonables, ja que no homogeneïtzen l'estructura metal·logràfica;
El medi de procés conté fluorur, clorur i altres ions corrosius que activen la corrosió del límit del gra;
La placa de titani de matèria primera té un contingut excessiu d'impureses, amb una resistència a la corrosió intergranular pobre inherent.
4. Mesures tècniques de-prevenció i control d'enllaços complets
① Seleccioneu material de base d'alta -puresa i filferro de soldadura de titani dedicat amb baix contingut d'impureses
Controlar la composició de la matèria primera per reduir la font d'elements de segregació del límit del gra.
② Implementeu un blindatge d'argó de -abast complet per a la part davantera i posterior de la soldadura durant la construcció de la soldadura
Eviteu que el metall fos d'alta-temperatura sigui contaminat per l'oxigen i el nitrogen de l'aire.
③ Realitzeu un tractament tèrmic de recuit d'homogeneïtzació i d'alleujament de tensió post{0}}soldadura estandarditzat
Elimineu la distribució desigual de l'element de límit del gra i recupereu l'estructura metal·logràfica uniforme.
④ Controleu estrictament la concentració d'ions corrosius al medi de transport i afegiu inhibidors de corrosió adequats
Suprimir la força impulsora de la reacció electroquímica de la corrosió intergranular.
⑤ Realitzeu una inspecció metal·logràfica i detecció de defectes per ultrasons a les juntes de soldadura clau després de la soldadura i el manteniment regular
Talleu les primeres esquerdes de corrosió intergranular abans de la fallada de la fractura.
5. Taula comparativa d'efectes de prevenció
表格
| Mode de soldadura i tractament tèrmic | Risc de corrosió intergranular | Suggeriment d'aplicació |
|---|---|---|
| Sense protecció d'argó a la part posterior + recobriment de soldadura-falta + consumibles de soldadura impurs | La penetració contínua de corrosió intergranular i la fractura fràgil apareixen en funcionament a mig termini | Re-talleu les soldadures defectuoses i implementeu procediments estandarditzats de blindatge i tractament tèrmic |
| Protecció de gas inert de doble cara-+ tractament de recuit normalitzat + coincidència de soldadura qualificada | Inhibeix eficaçment la precipitació de la fase trencadissa del límit del gra i l'expansió de la corrosió intergranular | Especificació estàndard de construcció de soldadura per a canonades de calefacció de titani amb pressió- |
| Material de base de titani d'ultra-impuresa baixa + monitorització d'ions mitjans-en temps real + inspecció anual de mostreig metal·logràfic de soldadura | Perill ocult extremadament baix de ruptura intergranular i fuita mitjana sobtada | Esquema preferit per a projectes d'enginyeria de xarxes de canonades de calefacció anticorrosió de titani d'alta-corrosió |
Conclusió
La corrosió intergranular del tub d'escalfament de titani es desencadena per la segregació de l'element del límit del gra i la precipitació en fase d'impureses causada per la influència tèrmica de la soldadura, donant lloc a una corrosió preferent al llarg dels límits del cristall i la pèrdua de la força d'unió intergranular, provocant finalment una fractura fràgil. Les mesures de prevenció bàsiques inclouen l'optimització de la selecció de matèries primeres i materials de soldadura, la millora de la qualitat de la protecció del gas de soldadura, la finalització del tractament tèrmic posterior a la-soldadura per homogeneïtzar la microestructura, la regulació de la composició corrosiva mitjana i l'enfortiment de les proves no destructives de la soldadura. La gestió-de procés tancat-de la inspecció d'entrada de matèries primeres, la construcció de soldadura de camp i l'acceptació del tractament tèrmic posterior al-procés pot evitar la ruptura fràgil de la canonada i els accidents de seguretat induïts per la corrosió intergranular de les canonades de pressió de calefacció de titani.
