Узроци и противмере корозије 304 прирубница од нерђајућег челика

Апстракт: Купац је недавно купио серију од 304 прирубнице од нерђајућег челика, које су требале да се киселе и пасивирају пре употребе. Као резултат, појавили су се мехурићи на површини прирубница од нерђајућег челика након што су стављени у резервоар за кисељење дуже од десет минута. Након што су прирубнице извађене и очишћене, пронађена је корозија. Да бисте открили узрок корозије прирубница од нерђајућег челика, спречите поновну појаву проблема са квалитетом и смањите економске губитке. Наручилац нас је посебно позвао да му помогнемо у анализи узорковања и металографском прегледу.

Прво, дозволите ми да представим прирубницу од нерђајућег челика 304. Има добру отпорност на корозију, отпорност на топлоту и механичка својства на ниским температурама. Отпоран је на корозију у атмосфери и отпоран на киселине. Широко се користи у пројектима цевовода за течност као што су нафтна и хемијска индустрија. Као важан део цевоводне везе, има предности једноставног повезивања и употребе, одржавања перформанси заптивања цевовода и олакшавања инспекције и замене одређеног дела цевовода.

Процес инспекције

1. Проверите хемијски састав: Прво узмите узорак кородиране прирубнице и помоћу спектрометра директно одредите њен хемијски састав. Резултати су приказани на слици испод. У поређењу са техничким захтевима хемијског састава од нерђајућег челика 304 у АСТМА276-2013,садржај Цр у хемијском саставу покварене прирубнице је нижи од стандардне вредности.

2. Металографски преглед: Узорак уздужног попречног пресека је исечен на месту корозије оштећене прирубнице. Након полирања није пронађена корозија. Неметалне инклузије су уочене под металографским микроскопом и категорија сулфида је оцењена са 1,5, категорија глинице је оцењена са 0, категорија киселих соли је оцењена са 0, а категорија сферних оксида је оцењена са 1,5; узорак је нагризан воденим раствором хлороводоничне киселине гвожђе хлорида и посматран под 100к металографским микроскопом. Утврђено је да су зрна аустенита у материјалу била изузетно неједнака. Оцена величине зрна је процењена према ГБ/Т6394-2002. Површина крупног зрна може се оценити са 1,5, а површина ситног зрна може се оценити са 4,0. Посматрајући микроструктуру приповршинске корозије, може се утврдити да корозија почиње од металне површине, концентрише се на границе зрна аустенита и простире се на унутрашњост материјала. Границе зрна у овој области су уништене корозијом, а чврстоћа везивања између зрна је скоро потпуно изгубљена. Јако кородирани метал чак формира прах, који се лако саструже са површине материјала.

3. Свеобухватна анализа: Резултати физичко-хемијских испитивања показују да је садржај Цр у хемијском саставу прирубнице од нерђајућег челика нешто нижи од стандардне вредности. Цр елемент је најважнији елемент који одређује отпорност на корозију нерђајућег челика. Може да реагује са кисеоником да би произвео Цр оксиде, формирајући слој пасивације да спречи корозију; садржај неметалног сулфида у материјалу је висок, а агрегација сулфида у локалним подручјима ће довести до смањења концентрације Цр у околном подручју, формирајући подручје сиромашно Цром, чиме ће утицати на отпорност нерђајућег челика на корозију; посматрајући зрна прирубнице од нерђајућег челика, може се установити да је њена величина зрна изузетно неуједначена, а неравномерна мешана зрна у организацији су склона да формирају разлике у потенцијалу електрода, што резултира микро батеријама, што доводи до електрохемијске корозије на површина материјала. Груба и фина мешана зрна прирубнице од нерђајућег челика се углавном односе на процес деформације врућим радом, који је узрокован брзом деформацијом зрна током ковања. Анализа микроструктуре приповршинске корозије прирубнице показује да корозија почиње од површине прирубнице и да се протеже ка унутрашњости дуж границе зрна аустенита. Микроструктура материјала са великим увећањем показује да има више трећих фаза таложених на граници зрна аустенита материјала. Треће фазе сакупљене на граници зрна су склоне да изазову исцрпљивање хрома на граници зрна, узрокујући склоност интергрануларној корозији и значајно смањујући његову отпорност на корозију.

Закључак

Следећи закључци могу се извући из узрока корозије при руковању прирубница од нерђајућег челика 304:

1. Корозија прирубница од нерђајућег челика је резултат комбинованог деловања више фактора, међу којима је трећа фаза исталожена на граници зрна материјала главни узрок квара прирубнице. Препоручује се стриктно контролисати температуру грејања током топлог рада, да не прелази горњу граничну температуру спецификације процеса загревања материјала и да се брзо охлади након чврстог раствора како би се избегло предуго задржавање у температурном опсегу од 450℃-925℃ да би се спречило таложење честица треће фазе.
2. Мешана зрна у материјалу су склона електрохемијској корозији на површини материјала, а однос ковања треба строго контролисати током процеса ковања.
3. Низак садржај Цр и висок садржај сулфида у материјалу директно утичу на отпорност на корозију прирубнице. Приликом избора материјала треба обратити пажњу на избор материјала чистог металуршког квалитета.