Svejsning er en vigtig forarbejdningsprocedure til fremstilling af bundtede, bøjede og flangeforbundne 316 rustfri stålvarmerør. Under den termiske cyklus med høj-temperatur vil svejsezonen og dens tilstødende varme-zone opleve hurtige opvarmnings- og afkølingsprocesser. Når temperaturen forbliver inden for sensibiliseringstemperaturområdet på 450 grader til 850 grader i en vis periode, udfældes chromcarbid kontinuerligt langs korngrænserne, hvilket fører til lokal chromudtømning ved korngrænserne. Det chrom-fattige område kan ikke danne en komplet og stabil chromrig,-passiv film, som bliver til et anodeområde, der er modtageligt for præferentiel opløsning i chloridholdige-, høje-temperaturer eller sure medier, hvilket til sidst udløser intergranulær korrosion. Alvorlig intergranulær korrosion vil få varmerøret til at miste intergranulær bindingskraft, hvilket resulterer i skør lækage eller endda fragmentering under lille ekstern belastning. Mange producenter fokuserer kun på svejseudseende og tætningsydelse, mens de ignorerer termisk sensibiliseringskontrol og efter{15}}svejsestabiliseringsbehandling, hvilket gør svejsede samlinger til de hyppigste fejlpositioner af varmerør i barske korrosive miljøer. Derfor er standardiseret svejseproceskontrol og anti-sensibiliseringsbehandling kritiske tekniske midler til at undgå intergranulær korrosion af svejsede varmerør.
Dannelsesmekanismen for intergranulær korrosion ligger i ubalancen i fordelingen af chromelementer forårsaget af termisk sensibilisering ved svejsning. Ved høje sensibiliseringstemperaturer diffunderer carbonatomer i rustfrit stål hurtigt til korngrænser og kombineres med chrom for at danne chromcarbidudfældninger. Da diffusionshastigheden af krom inde i korn er langt lavere end for kulstof, kan korngrænseområdet ikke rettidigt supplere forbrugt krom, hvilket danner smalle chrom-udtømte zoner. I miljøer med ætsende elektrolyt er potentialet for chrom-fattige korngrænser meget lavere end for korninteriør, hvilket danner utallige mikrogalvaniske celler. Korngrænser opløses kontinuerligt langs krystalnetværket, hvilket fører til usynlig gennemtrængningskorrosion inde i materialet, som ikke let kan findes ved konventionel visuel inspektion. Når det først er udsat for termiske cyklusser, vibrationer eller trykbelastning, vil varmerøret pludselig revne og lække ved den sensibiliserede svejsevarme-berørte zone. Sammenlignet med almindelig grubetæring har intergranulær korrosion stærkere skjul og højere sikkerhedsrisiko.
Denne undersøgelse fremlægger fire systematiske kontrolforanstaltninger for at begrænse intergranulær korrosion af svejsede 316 rustfri stålvarmerør. Først skal du fortrinsvis vælge lavt-kulstof 316L rustfrit stål basismateriale og matchende svejsetråd. Kulstofindholdet i 316L er strengt kontrolleret under 0,03%, hvilket i høj grad reducerer udfældningsdrivkraften af chromcarbid under svejsetermiske cyklusser og svækker fundamentalt tendensen til intergranulær sensibilisering. For varmerør, der skal bruge konventionelt 316 rustfrit stål, skal svejseprocessen strengt forkorte opholdstiden i sensibiliseringstemperaturområdet. Undgå gentagne{10}}lagssvejsninger og langsom afkøling af svejsninger; Brug argonafskærmet wolframbuesvejsning med lille strøm, hurtig svejsehastighed for at indsnævre bredden af den varme{11}}berørte zone og reducere sensibiliseringsområdet. Argonbeskyttelse på bagsiden er obligatorisk for at forhindre oxidation af svejserod og chromudtømning forårsaget af luftoxidation ved høj-temperatur.
For det andet skal du implementere varmebehandling efter-svejseopløsning for at eliminere sensibiliseret mikrostruktur. Efter svejsning opvarmes hele varmerørets emne til 1050 grader -1100 grader for tilstrækkelig varmebevarelse, og udfør derefter hurtig afkøling med vand. Høj-temperaturopløsningsbehandling kan fuldstændigt opløse udfældet chromcarbid tilbage i austenitmatrixen og realisere ensartet omfordeling af chromelementer inden for korn og korngrænser, hvilket fuldstændigt eliminerer chrom-udtømte zoner. For bundtede varmerør i store-størrelser, som ikke kan varmebehandles integreret, skal der udføres lokal høj-temperaturopløsningsbehandling på svejsesamlinger for at genoprette den ensartede korrosionsbestandighed i den varme-berørte zone.
For det tredje, optimer svejsestrukturdesignet for at reducere lokal termisk akkumulering. Undgå tæt parallel svejselayout og kontinuerlige lange svejsesømme; arrangere svejsesekvens med rimelighed for at forhindre overlappende termiske cyklusser, der fører til gentagen sensibilisering af det samme område. Reducer svejsearmeringshøjden og undgå spændingskoncentration ved svejseovergangspositioner, fordi trækspænding vil accelerere ekspansionshastigheden af intergranulære korrosionsrevner. Efter svejsning skal du omhyggeligt fjerne svejsesprøjt, oxidbelægninger og røgsnavs på overfladen af svejsesømme og varme-berørte zoner ved ultralydsrensning og mekanisk polering, ellers vil overfladedefekter inducere lokal korrosion og udvide sig langs sensibiliserede korngrænser.
For det fjerde, styrkelse af passivering efter-svejsning og regelmæssig metallografisk inspektion. Svejseområdet skal behandles ved integreret bejdsning og passivering for at fjerne høj-temperaturoxidationslag og reparere beskadigede passive film ved svejsesamlinger, hvilket forhindrer chloridioner i at trænge ind i krom-udtømte korngrænser fra overfladedefekter. Prøv regelmæssigt svejsede emner til metallografisk mikrostrukturdetektion og intergranulære korrosionsfølsomhedstests for at verificere, om svejseprocessen og varmebehandlingsprocessen effektivt eliminerer sensibilisering. For varmerør, der anvendes i miljøer med høje-kloridindhold-, skal prøveudtagningsinspektionsfrekvensen øges for at undgå, at batchsensibiliserede emner tages i brug.
Feltsporingsdata viser, at 316L varmerør med optimeret svejseteknologi og løsningsbehandling ikke har nogen intergranulær korrosionsfejl efter lang-drift i værksteder med høj-temperaturchlorid-. I modsætning hertil lider konventionelle 316 varmerør uden anti-sensibiliseringskontrol intergranulær lækage ved svejsesamlinger inden for 5-9 års drift. Afslutningsvis kan lavt-valg af kulstofmateriale, høj-standardiseret svejseteknologi, varmebehandling efter-svejseopløsning og streng overfladebeskyttende-korrosionsbehandling grundigt undertrykke svejsning-induceret intergranulær korrosion. Disse svejseanti{16}}sensibiliseringsspecifikationer eliminerer den skjulte fare for sprøde svigt ved svejsede samlinger, garanterer den langsigtede strukturelle integritet af 316 rustfri stålvarmerør i korrosive industrimiljøer med høje-temperaturer.
