La corrosione intergranulare è un tipico guasto nascosto dei tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316. Dopo la saldatura o il riscaldamento nella zona di temperatura di sensibilizzazione, il carburo di cromo precipita continuamente lungo i bordi dei grani, il che porta all'esaurimento del cromo nell'area di confine e alla perdita della protezione dalla passivazione. In condizioni di mezzo corrosivo, i bordi dei grani vengono preferibilmente disciolti e incisi. Anche se sulla superficie macroscopica non vi è alcuna evidente perdita uniforme di corrosione, la forza di legame tra i grani scompare completamente, rendendo il corpo del tubo estremamente fragile. Una leggera pressione o un carico termico causeranno la frammentazione e la rottura improvvisa delle perdite, ponendo gravi pericoli nascosti alle apparecchiature di riscaldamento a pressione.
1. Meccanismo di corrosione metallurgica ed elettrochimica
L'acciaio inossidabile 316 fa affidamento su un contenuto di cromo sufficiente per formare una densa pellicola passiva anti-corrosione. Quando il pezzo rimane a lungo a una temperatura compresa tra 450 e ~850 gradi durante l'apporto di calore della saldatura o il riscaldamento post-lavorazione, gli atomi di carbonio nell'acciaio si combinano con il cromo per far precipitare il carburo di cromo ai bordi dei grani. La matrice vicina non può ricostituire il cromo nel tempo, formando una zona povera di cromo-lungo il bordo del grano con una resistenza alla corrosione estremamente debole. Piccole batterie primarie si formano tra il confine del grano carente di cromo (anodo) e l'interno del grano intatto (catodo). La corrosione si sviluppa selettivamente lungo i confini dei cristalli in una struttura a rete, separando i grani uno per uno. Il materiale perde integralmente la coesione meccanica e la fessurazione per penetrazione avviene senza evidente riduzione dello spessore della parete sotto sforzo di esercizio.
2. Aree tipiche suscettibili alla corrosione intergranulare
Giunti saldati e zone adiacenti-alterate dal calore con riscaldamento di sensibilizzazione prolungato durante la saldatura;
Componenti sottoposti a raffreddamento lento dopo la saldatura senza misure di raffreddamento forzato;
Sezioni di tubo che funzionano stabilmente nell'intervallo di temperature di sensibilizzazione per mesi o anni;
Pezzi sottoposti a ripetute saldature di riparazione che comportano la precipitazione cumulativa di carburi;
Bordi tagliati e parti piegate con lavorazione termica localizzata e struttura metallografica irregolare.
3. Fattori chiave che inducono la corrosione intergranulare
Il materiale di base è il normale 316 invece del 316L a basso-carbonio con un alto contenuto di carbonio;
Raffreddamento naturale lento dopo la saldatura, prolungamento del tempo di permanenza nell'intervallo di temperatura di sensibilizzazione;
Mezzo di servizio contenente ioni cloruro, acidi e altri ingredienti corrosivi che accelerano l'incisione dei confini;
Molteplici volte di modificazione locale della saldatura che portano a ripetute sensibilizzazione termica;
Mancanza di trattamento con soluzione post-saldatura per sciogliere i carburi di cromo precipitati.
4. Misure tecniche di controllo preventivo dell'intero-collegamento
① Dai priorità alla materia prima 316L-a basso contenuto di carbonio
Ridurre sostanzialmente il contenuto di carbonio per limitare la precipitazione del carburo di cromo ai bordi dei grani.
② Ottimizzare il processo del ciclo termico di saldatura
Adotta parametri di saldatura rapidi più raffreddamento ad aria forzata o ad acqua per ridurre la durata della sensibilizzazione.
③ Implementa la ricottura ad alta-temperatura per i componenti chiave della pressione
Riscaldare a una temperatura superiore a 1050 gradi seguita da un rapido raffreddamento per ri-sciogliere i carburi e omogeneizzare la distribuzione del cromo.
④ Evitare il funzionamento-a temperatura costante a lungo termine nella sezione sensibile alla temperatura
Regola i parametri del processo per aggirare il pericoloso intervallo di temperature della corrosione intergranulare.
⑤ Eseguire la passivazione del decapaggio post-saldatura
Rimuovi lo strato superficiale di cromo-impoverito e l'ossidazione della saldatura per ricostruire un film passivo completo.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Schema dei materiali e dei processi | Rischio di corrosione intergranulare | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Comune 316 + raffreddamento lento naturale dopo la saldatura | Elevato rischio di infragilimento del bordo grano e di frattura fragile | Sostituirlo con 316L o condurre un trattamento termico con soluzione |
| Materiale base 316L + raffreddamento rapido della saldatura | Elimina sostanzialmente la tendenza alla corrosione intergranulare | Specifiche di produzione di saldatura standard |
| Ricottura di solubilizzazione + passivazione post-saldatura | Elimina completamente i difetti nascosti della sensibilizzazione | Opzione preferita per recipienti a pressione ad alta-corrosione |
Conclusione
La corrosione intergranulare dei tubi riscaldanti in acciaio inossidabile 316 ha origine dall'esaurimento del cromo ai bordi dei grani causato dalla precipitazione del carburo nella zona della temperatura di sensibilizzazione, seguita da corrosione elettrochimica selettiva lungo i confini dei cristalli. I principali metodi di controllo includono la selezione di materiali a basso-carbonio, la riduzione del tempo di riscaldamento della sensibilizzazione durante la saldatura, l'eliminazione della precipitazione del carburo tramite trattamento termico della soluzione ed evitando il funzionamento a lungo-termine a temperature sensibili. La rigorosa ispezione del materiale in entrata e la gestione del processo di saldatura possono prevenire efficacemente incidenti di rottura fragile causati dalla corrosione intergranulare.
