La rottura per corrosione intergranulare si riferisce all'esaurimento del cromo lungo i bordi dei grani dell'acciaio inossidabile 316 dopo il riscaldamento nell'intervallo di temperature di sensibilizzazione. La resistenza alla corrosione dei bordi dei grani diminuisce drasticamente e il mezzo corrosivo erode preferenzialmente l'area del bordo. Le crepe si diffondono lungo i bordi dei grani per formare canali di penetrazione simili a reti-, con conseguente infragilimento e perdite della tubazione senza evidente deformazione macroscopica. Questo cedimento si verifica principalmente nei componenti saldati e nei tubi sottoposti a ripetuto riscaldamento ad alta-temperatura, che è un tipico cedimento distruttivo per corrosione dell'acciaio inossidabile austenitico.
1. Meccanismo di evoluzione della corrosione intergranulare
Quando l'acciaio inossidabile 316 rimane tra 450 gradi e 850 gradi per un certo periodo, i carburi di cromo precipitano e si separano ai bordi dei grani. Una grande quantità di cromo vicino al confine cristallino viene consumata, formando una zona povera di cromo-che perde la capacità di formare una pellicola protettiva passiva. In un mezzo corrosivo, il bordo del grano carente di cromo- diventa l'anodo della cella micro-galvanica e si dissolve preferenzialmente. La corrosione si espande continuamente lungo il bordo del grano per formare spazi penetranti, facendo perdere al materiale la forza di legame intergranulare. Il corpo del tubo potrebbe rompersi sotto una leggera forza esterna o pressione interna. A differenza della corrosione uniforme delle pareti esterne, questo danno si verifica all'interno della microstruttura metallica con quasi nessuna ruggine visibile sulla superficie nella fase iniziale.
2. Posizioni tipiche suscettibili alla corrosione intergranulare
Saldare le zone-influenzate dal calore che presentano sensibilizzazione al ciclo termico di saldatura;
Sezioni di tubi con surriscaldamento locale a lungo termine- che supera la temperatura di soglia di sensibilizzazione;
Aree di saldatura di riparazione multiple con apporto termico ripetuto e sovrapposizione di effetti di sensibilizzazione;
Tubi piegati-lavorati a freddo con sollecitazione residua interna che accelera la precipitazione del carburo;
Segmenti senza trattamento termico post-saldatura dopo la formatura della saldatura.
3. Fattori chiave che accelerano la corrosione intergranulare
Processo di saldatura senza controllo della temperatura che comporta un lungo tempo di permanenza nell'intervallo di temperatura di sensibilizzazione;
Funzionamento a lungo termine-a temperatura eccessiva parziale della tubazione di riscaldamento;
Nessun trattamento di ricottura stabilizzante dopo la saldatura per eliminare la struttura di sensibilizzazione;
Mezzo contenente ioni cloruro e forti componenti ossidanti che aggravano la dissoluzione dei bordi del grano;
La deformazione dovuta alla formatura a freddo aumenta lo stress interno del materiale e promuove la precipitazione del carburo.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Ottimizza i parametri di saldatura per ridurre il tempo di residenza-alle alte temperature
Adottare una velocità di saldatura elevata e un apporto di calore ridotto per ridurre il grado di sensibilizzazione della zona-interessata dal calore.
② Eseguire il trattamento di ricottura della soluzione di saldatura post-
Riscalda il pezzo alla temperatura della soluzione e raffreddalo rapidamente per sciogliere nuovamente i carburi di cromo ed eliminare le aree povere di cromo-.
③ Controllare rigorosamente la temperatura operativa per evitare un servizio di surriscaldamento a lungo termine-
Impostare il blocco della temperatura per evitare che la tubazione rimanga all'interno dell'intervallo di temperatura di sensibilizzazione.
④ Selezionare materiale 316L-a basso contenuto di carbonio per tubazioni di riscaldamento saldate frequentemente
Ridurre il contenuto di carbonio per inibire fondamentalmente la precipitazione del carburo di cromo.
⑤ Condurre regolarmente ispezioni metallografiche e test di corrosione sulle parti chiave della saldatura
Schermare in anticipo i difetti di corrosione intergranulare nascosti.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di elaborazione e funzionamento | Rischio di corrosione intergranulare | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Materiale 316 ordinario + saldatura casuale + nessun trattamento termico post- | Elevato rischio di fessurazione intergranulare in condizioni di corrosione media | Sostituirlo con 316L ed eseguire immediatamente la ricottura della soluzione |
| Materiale di base a basso-carbonio + saldatura standardizzata a basso apporto di calore + ispezione periodica | Sopprime efficacemente la sensibilizzazione e la corrosione dei bordi del grano | Specifiche di lavorazione standard per tubazioni saldate in acciaio inossidabile |
| Trattamento della soluzione dopo tutta la saldatura + monitoraggio della temperatura-in tempo reale | Probabilità di rottura per corrosione intergranulare estremamente bassa | Schema preferito per tubazioni di riscaldamento anti-corrosione con severi requisiti di sicurezza |
Conclusione
La corrosione intergranulare dei tubi riscaldanti 316 è causata dall'esaurimento del cromo ai bordi dei grani indotto dal riscaldamento di sensibilizzazione, che forma celle di corrosione galvanica e porta alla separazione dei bordi dei grani e al danno di penetrazione. I principali mezzi di prevenzione includono l'adozione di acciaio inossidabile a basso-carbonio, il controllo dell'input termico della saldatura, l'eliminazione della struttura sensibilizzata tramite trattamento termico, la limitazione del funzionamento a temperatura eccessiva e il rafforzamento del rilevamento periodico. Il controllo dell'intero-processo di selezione dei materiali, tecnologia di saldatura e-funzionamento in servizio può evitare fratture fragili e incidenti dovuti a perdite causati dalla corrosione intergranulare delle tubazioni di riscaldamento.
