Intergranulær korrosionsskørhedsfejl refererer til, at 316 rustfrit stål udsættes for svejseopvarmning eller ukorrekt høj-temperaturvarmebehandling inden for sensibiliseringstemperaturområdet på 450~850 grader. Chromelementer i materialet kombineres fortrinsvis med carbon for at udfælde chrom--rige karbider langs korngrænser, hvilket resulterer i alvorlig chromudtømning i korngrænsen tilstødende zoner. Det chrom--mangelfulde område mister evnen til at danne en komplet anti--passiv film mod korrosion og bliver til et elektrokemisk aktivt anodeområde. Under erosion af korrosivt medium spredes korrosion langs korngrænserne kontinuerligt, hvilket afskærer bindingskraften mellem metalkorn. Materialet bevarer stadig et komplet ydre udseende, men mister strukturel integritet, hvilket fører til pludselige sprøde spaltninger og penetrationslækage under arbejdstryk og ekstern belastning. Denne fejl opstår for det meste i svejsede rørsektioner af varmerørledninger af rustfrit stål i sure og kloridholdige{12} servicemiljøer.
1. Sensibiliseringsudfældning og intergranulær korrosionsudbredelsesmekanisme
316 rustfrit stål er afhængig af tilstrækkeligt chromindhold til at generere beskyttende chromoxidpassiveringsfilm. Under termisk svejsecyklus forbliver materialet i sensibiliseringsintervallet i en vis varighed. Kulstofatomer diffunderer til korngrænser og udfælder Cr₂₃C6-carbider. Forbruget af chrom nær korngrænser forårsager lokaliseret chrommangel, der danner et mikroprimært batteri med det intakte chromrige-korninteriør. Korrosion opløser selektivt korngrænsens svage zone og udvikler sig til en netværksrevne inde i rørvæggen. Forskellig fra ensartet korrosion, der udtynder hele væggen, trænger intergranulær korrosion ind fra overfladen og ind langs krystalgrænser, uden tydeligt materialetab på den ydre overflade og ekstrem høj tilsløring af defekter.
2. Typiske positioner, der er tilbøjelige til intergranulær korrosionsskade
Svejsevarme-berørte zoner, som oplever sensibiliseringstemperaturområdet under svejsning;
Rørsegmenter opvarmet lokalt i lang tid af eksterne varmekilder i intervallet 450~850 grader;
Komponenter med ukorrekt efter-svejsevarmebehandling, der fører til tvungen sensibilisering af metallografisk struktur;
Flangerod og albueovergangsområder med stor resterende svejsespænding, der accelererer korrosionsudvikling;
Statiske rørledninger med døde ben, hvor korrosivt medium ophobes og kontinuerligt angriber defekte korngrænseområder.
3. Kerneinducerende faktorer, der accelererer korrosionsfejl
Brug almindeligt ikke-lavt-kulstof 316-materiale uden kulstofreduktionsbehandling til svejsekonstruktion;
Svejseoperationen har overdreven varmetilførsel og langsom afkølingshastighed, hvilket forlænger sensibiliseringens opholdstid;
Efter-stabiliseringsbehandling af svejseopløsning udelades for at eliminere karbidudfældning;
Procesmediet indeholder chloridioner, organisk syre og andre ætsende komponenter for at inducere korngrænseopløsning;
Råmaterialet i sig selv har for højt kulstofindhold, hvilket i høj grad øger tendensen til karbidudfældning.
4. Fuldstændige-linktekniske foranstaltninger til forebyggelse og kontrol
① Foretrækker lav-kulstofkvalitet 316L eller stabiliseret modificeret rustfrit stål som basisrørmateriale
Grundlæggende reducere indholdet af kulstofelementer for at begrænse chromcarbidudfældning.
② Optimer svejseprocessen for at anvende små strømstyrke og hurtige svejseparametre for at forkorte høje-temperaturholdetid
Undgå langvarig sensibiliseringsopvarmning af den varme-berørte zone.
③ Implementer efter-svejseløsningshærdning eller stabiliseringsudglødning for nøgletryk-bærende svejsesamlinger
Opløs udfældede carbider og genskab ensartet chromfordeling ved korngrænser.
④ Installer mediumfiltrerings- og dekloreringsanordninger for at reducere koncentrationen af korrosive ioner i transportvæsken
Afskære den elektrokemiske drivkraft af intergranulær korrosionsreaktion.
⑤ Udfør regelmæssigt intergranulær korrosionsinspektion og ultralydsdetektering af svejsedele
Fjern skjulte korngrænserevnefejl før penetrationsbrud.
5. Forebyggelseseffekt sammenligningstabel
表格
| Materiale- og svejseprocestilstand | Intergranulær korrosionsrisiko | Ansøgningsforslag |
|---|---|---|
| Almindelig 316-materiale + langsom kølende svejsning + ingen post-varmebehandling | Korngrænsepenetrering revner og sprødt brud forekommer i mellemlang-drift | Udskift med 316L materiale og udfør opløsningsudglødning for mislykkede svejsninger |
| Lav-kulstof rustfrit stål + lavt varmetilførselssvejsning + standardiseret post-svejsestabiliseringsbehandling | Undertrykker effektivt karbidudskillelse og korngrænsekorrosionsudvidelse | Standarddesign og svejsespecifikation for 316 varmetrykrørledninger i rustfrit stål |
| Ultra-kulstoffattig rustfrit stål + online overvågning af mellemstore komponenter + årlig svejsemetallografisk inspektion | Ekstremt lavt pludseligt rørsprængning og medium lækagesikkerhedsrisiko | Foretrukken ordning for kemisk industri ætsende mellemlang-cyklus varmerørnetværksprojekter |
Konklusion
316 rustfrit stål intergranulær korrosion er forårsaget af svejsesensibilisering, der fører til chromkarbidudfældning og korngrænse chromudtømning, hvilket gør krystalgrænsen fortrinsvis korroderet og adskilt. Kerneforebyggende foranstaltninger omfatter udvælgelse af-kulstofbasematerialer i rustfrit stål, optimering af svejsevarmetilførsel og afkølingshastighed, matchende efter-svejsevarmebehandlingsprocesser, rensning af procesmedium og styrkelse af regelmæssig ikke-destruktiv test af svejsninger. Hele-processen lukket-sløjfekontrol af råmaterialevalg, feltsvejsning og accept af varmebehandling efter-bearbejdning kan forhindre produktionsstop og miljøulykker forårsaget af intergranulær korrosionsskørhed i 316 varmerør i rustfrit stål.
