Intergranulær korrosionsbrudsbrud refererer til titaniumrørsvejsning og høj-temperaturvarmebehandling, der fører til adskillelse af legeringselementer langs korngrænser og udfældning af sprøde intermetalliske faser. Korngrænseområdet bliver elektrokemisk aktivt med meget højere korrosionsfølsomhed end kornets indre. Under korrosiv medium erosion udvikles korrosion fortrinsvis langs korngrænserne for at danne kontinuerlige korrosionskanaler. Bindekraften mellem metalkrystalkorn er fuldstændig tabt, materialet mister makroskopisk duktilitet, og sprøde spaltningsbrud opstår under let indre tryk eller ekstern vibration uden tydelig plastisk deformation. Denne fejl opstår for det meste i svejste titanium-varmerørledninger, der opererer i sure og halogenholdige-korrosive miljøer.
1. Korngrænsefaseudfældning og intergranulær korrosionsudvidelsesmekanisme
Under svejsningens termiske cyklus gennemgår titaniummateriale hurtig opvarmning og bratkøling. Urenhedselementer som jern, kulstof og nitrogen samler sig ved korngrænserne for at danne sprøde segregationslag. Elektrodepotentialet for korngrænser er lavere end kornmatrixens elektrodepotentiale og danner adskillige små mikro-primære batterier spontant i elektrolytmediet. Korrosion opløser kontinuerligt korngrænsefasen og afskærer den intergranulære forbindelse. Forskellig fra ensartet korrosion, der forbruger hele rørvæggen jævnt, invaderer intergranulær korrosion langs krystalgrænsenettet inde i materialet. Den ydre overflade af røret viser ingen tydelig udtynding, men det indre har dannet et gennemtrængende sprækkenetværk, som er ekstremt skjult og udsat for pludselige sprøde brud.
2. Typiske positioner, der er tilbøjelige til intergranulær korrosionsskade
Svejsesømme og svejsevarme-berørte zoner udsat for høj-temperatur svejsetermisk cyklus;
Rørsektioner med ukorrekt efter-svejsevarmebehandling, der fører til unormal metallografisk struktur;
Bøjningsdannende områder med alvorlig kornforvrængning og adskillelse af korngrænseelementer;
Lokale overophedningsdele forårsaget af ujævn opvarmning under drift af udstyret;
Langsigtede nedsænkningsområder, hvor ætsende medium kontinuerligt samler sig og kommer i kontakt med rørvæggen.
3. Kerneinducerende faktorer, der accelererer intergranulær korrosionsfejl
Svejsefyldmateriale er uoverensstemmende, hvilket introducerer urenhedselementer, der forværrer korngrænseudfældning;
Svejsedrift mangler inert gasafskærmning, hvilket resulterer i oxygen- og nitrogenforurening af svejsemetallet;
Efter-svejseudglødningsprocesparametre er urimelige, idet de ikke kan homogenisere den metallografiske struktur;
Procesmediet indeholder fluorid, chlorid og andre ætsende ioner, der aktiverer korngrænsekorrosion;
Råmateriale titanium plade har for højt indhold af urenheder, med iboende dårlig intergranulær korrosionsbestandighed.
4. Fuldstændige-linktekniske foranstaltninger til forebyggelse og kontrol
① Vælg basismateriale med høj-renhed og matchet dedikeret titaniumsvejsetråd med lavt indhold af urenheder
Styr råvaresammensætningen for at reducere kilden til korngrænsesegregationselementer.
② Implementer fuld-argonafskærmning til svejsning af for- og bagsider under svejsekonstruktion
Undgå, at smeltet metal ved høje- temperaturer bliver forurenet af luftens ilt og nitrogen.
③ Udfør standardiseret efter-svejsespændingsaflastning og homogeniseringsudglødning
Eliminer ujævn fordeling af korngrænseelementer og genskab ensartet metallografisk struktur.
④ Kontroller strengt korrosive ionkoncentrationer i transportmediet og tilføj passende korrosionsinhibitorer
Undertrykke den elektrokemiske reaktionsdrivkraft af intergranulær korrosion.
⑤ Udfør metallografisk inspektion og ultralydsfejldetektion på vigtige svejsesamlinger efter svejsning og regelmæssig vedligeholdelse
Fjern tidlige intergranulære korrosionsrevner før brudsvigt.
5. Forebyggelseseffekt sammenligningstabel
表格
| Svejse- og varmebehandlingstilstand | Intergranulær korrosionsrisiko | Ansøgningsforslag |
|---|---|---|
| Ingen argonbeskyttelse på bagsiden + manglende stolpe-svejseudglødning + urene svejsematerialer | Kontinuerlig intergranulær korrosionsgennemtrængning og sprøde brud forekommer i mellemlang-drift | Gen-skær defekte svejsninger og implementer standardiserede afskærmnings- og varmebehandlingsprocedurer |
| Dobbelt-sidet inert gasafskærmning + normaliseret udglødningsbehandling + kvalificeret svejsetilpasning | Inhiberer effektivt korngrænse skørfaseudfældning og intergranulær korrosionsudvidelse | Standard svejsekonstruktionsspecifikation for tryk-bærende titaniumvarmerørledninger |
| Ultra-titanbasismateriale med lav urenhed + real-middelionovervågning i realtid + årlig svejsemetallografisk prøveudtagningsinspektion | Ekstremt lav skjult fare for intergranulær spaltningsbrud og pludselig medium lækage | Foretrukken ordning for høj-korrosionsarbejdstilstand titanium anti-korrosionsvarmerørnetværksprojekter |
Konklusion
Intergranulær korrosion af titanvarmerør udløses af korngrænseelementsadskillelse og urenhedsfaseudfældning forårsaget af termisk svejsepåvirkning, hvilket fører til præferentiel korrosion langs krystalgrænser og tab af intergranulær bindekraft, hvilket i sidste ende forårsager skørt brud. Kerneforebyggende foranstaltninger omfatter optimering af valg af råmateriale og svejsemateriale, forbedring af svejsegasbeskyttelseskvaliteten, færdiggørelse af efter-svejsevarmebehandling for at homogenisere mikrostruktur, regulering af middelkorrosiv sammensætning og styrkelse af ikke-destruktiv svejsetestning. Hele-processen lukket-sløjfestyring af råmaterialeindgående inspektion, feltsvejsning og accept af varmebehandling efter-proces kan undgå sprøde rørledningsbrud og sikkerhedsuheld forårsaget af intergranulær korrosion af titanium varmetrykrørledninger.
