Intergranulær korrosionsfejl betyder, at 316 austenitisk rustfrit stål gennemgår sensibilisering under svejsning eller langvarig-opvarmning ved høj-temperatur. Chromcarbid udfældes kontinuerligt langs metalkorngrænser, hvilket resulterer i alvorlig chromudtømning ved korngrænsezoner. Korngrænseområdet mister evnen til at danne en fuldstændig anti-passiv film og bliver til anodeområdet i en mikro-galvanisk celle. Under erosionen af korrosivt medium opløses og ætses korngrænserne fortrinsvis, bindingskraften mellem metalkorn forsvinder, og rørvæggen lider af intergranulær penetration og pulveriseringslækage. Denne fejl opstår for det meste i svejsevarme-berørte zoner og rørledningssektioner, der arbejder i sensibiliseringstemperaturområdet i lang tid.
1. Sensibilisering og intergranulær korrosionsudviklingsmekanisme
Når rustfrit stål forbliver inden for temperaturintervallet på 450~850 grader, diffunderer carbonatomer inde i matrixen til korngrænser og kombineres med krom for at generere Cr₂₃C₆-chromcarbidudfældning. Da kromdiffusionshastigheden er langt lavere end kulstof, falder kromindholdet nær korngrænser kraftigt under den kritiske værdi, der kræves for passiveringsfilmdannelse. Korngrænseområder bliver elektrokemisk aktive og korroderer fortrinsvis i ledende medium. Korrosion eroderer gradvist langs korngrænsenettet, hvilket i sidste ende får materialet til at miste intergranulær kohæsion, hvor intakte korn falder af i pulverform. I modsætning til transgranulær spændingskorrosion drevet af trækkraft, udvikler denne skade sig udelukkende langs krystalgrænser uden obligatoriske trækspændingsforhold.
2. Typiske positioner, der er tilbøjelige til intergranulær korrosionsskade
Svejsesømme og tilstødende varme-påvirkede zoner, der uundgåeligt passerer gennem sensibiliseringstemperaturen under svejsning;
Rørsektioner omviklet af elektriske sporbånd og holdt ved konstant sensibiliseringstemperatur i flere måneder;
Flangestumpsvejsningsrødder med langsom afkølingshastighed og forlænget sensibiliseringsopholdstid;
Reparationssvejsning og sekundære svejsede områder med gentagne termiske cyklusser og overlejring af sensibiliseringseffekt;
Rørlednings døde ben med statisk medium, der fører til lokal medium koncentration og intensiveret korngrænseætsning.
3. Kerneinducerende faktorer, der accelererer intergranulær korrosionsfejl
Indførelse af almindeligt 316 rustfrit stål med højt kulstofindhold uden lav-kulstof- eller stabiliseret optimering;
Svejseprocessen mangler hurtige afkølingsforanstaltninger, hvilket får den varme-påvirkede zone til at forblive i sensibiliseringstemperaturområdet for længe;
Ekstern opvarmningstemperatur er fastsat inden for sensibiliseringsintervallet for lang- uafbrudt drift;
Ingen efter-svejseopløsningsudglødningsbehandling for at opløse udfældet chromcarbid og genoprette chromens ensartethed;
Procesmediet indeholder syre- og halogenioner, som i høj grad forbedrer ætsningshastigheden for chrom-fattige korngrænser.
4. Fuldstændige-linktekniske foranstaltninger til forebyggelse og kontrol
① Vælg fortrinsvis lave-kulstof 316L eller niobium-stabiliserede rustfri stålmaterialer under materialeindkøb
Reducer indholdet af kulstofelementer fundamentalt for at begrænse karbidudfældning.
② Optimer svejseprocessen for at anvende lille varmetilførsel og tvungen hurtig afkøling efter svejsning
Forkort den varighed, arbejdsemnet forbliver i sensibiliseringstemperaturzonen.
③ Udfør en overordnet opløsningsvarmebehandling for vigtige svejsede komponenter for at homogenisere chromfordelingen
Eliminer sensibiliseret mikrostruktur og eliminer chromudtømning på korngrænsen.
④ Juster temperaturparametre for elektrisk sporing for at undgå-langvarig konstant temperatur inden for 450~850 grader
Afbryd den termiske tilstand, der kræves til sensibiliseringsreaktion.
⑤ Udfør periodisk metallografisk inspektion og elektrokemisk intergranulær korrosionstestning på svejsede dele
Fjern sensibiliserede rørfittings, før der opstår makroskopiske korrosionsskader.
5. Forebyggelseseffekt sammenligningstabel
表格
| Materiale- og svejseprocestilstand | Intergranulær korrosionsrisiko | Ansøgningsforslag |
|---|---|---|
| Høj-carbon 316 basismateriale + langsom svejsekøling + ingen efter-varmebehandling | Tydelig korngrænsekorrosion og lokal perforering forekommer i middel driftscyklus | Udskift med 316L rørfittings og implementer løsningsudglødning til svejsede samlinger |
| Lav-kulstof/stabiliseret materiale + standardiseret lav-varme-svejsning + målrettet løsningsbehandling | Undertrykker effektivt karbidudfældning og korngrænseselektiv ætsning | Standardmateriale og svejsespecifikation for anti-intergranulære-korrosionsvarmerørledninger i rustfrit stål |
| Streng inspektion af indgående materialekomponent + fuld-procestemperaturfeltkontrol + årlig prøveudtagning af korrosionsydelse | Ekstremt lav korngrænse afskalning og indtrængningslækage skjult fare | Foretrukken ordning for kemisk ætsende medium varme rørledning svejseteknik |
Konklusion
Intergranulær korrosion af 316 varmerør i rustfrit stål er forårsaget af termisk sensibilisering, der fører til krommangel på korngrænsen, hvilket udløser foretrukken elektrokemisk opløsning langs krystalgrænser. Midler til kerneforebyggelse omfatter optimering af materialekvalitet for at sænke kulstofindhold, regulering af svejsetermisk input og kølehastighed, udførelse af varmebehandling efter-svejseopløsning, undgåelse af langvarig-sensibiliseringstemperaturservice og styrkelse af regelmæssig materialeydeevnedetektering. Hele-processen lukket-sløjfestyring af råmaterialevalg, feltsvejsekonstruktion og driftstemperaturkontrol kan forhindre pulverisering af rørledninger og lækageulykker forårsaget af intergranulær korrosion af varmerør.
