الأسباب والتدابير المضادة للتآكل بالتخليل لشفرات الفولاذ المقاوم للصدأ 304
الملخص: قام العميل مؤخرًا بشراء مجموعة مكونة من 304 حواف من الفولاذ المقاوم للصدأ، والتي كان من المقرر أن يتم تخليلها وتخميلها قبل الاستخدام. ونتيجة لذلك، ظهرت فقاعات على سطح حواف الفولاذ المقاوم للصدأ بعد وضعها في خزان التخليل لأكثر من عشر دقائق. بعد إخراج الشفاه وتنظيفها، تم العثور على التآكل. من أجل معرفة سبب تآكل حواف الفولاذ المقاوم للصدأ، ومنع حدوث مشاكل الجودة مرة أخرى، وتقليل الخسائر الاقتصادية. لقد دعانا العميل خصيصًا لمساعدته في تحليل العينات وفحص المعادن.
أولاً، اسمحوا لي أن أقدم لكم شفة الفولاذ المقاوم للصدأ 304. لديها مقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة للحرارة، وخصائص ميكانيكية لدرجة الحرارة المنخفضة. إنه مقاوم للتآكل في الغلاف الجوي ومقاوم للأحماض. يستخدم على نطاق واسع في مشاريع خطوط أنابيب السوائل مثل صناعة البترول والكيماويات. باعتبارها جزءًا مهمًا من توصيل خطوط الأنابيب، فهي تتمتع بمزايا سهولة التوصيل والاستخدام، والحفاظ على أداء إغلاق خطوط الأنابيب، وتسهيل فحص واستبدال قسم معين من خطوط الأنابيب.
عملية التفتيش
- التحقق من التركيب الكيميائي: أولاً، قم بأخذ عينة من الحافة المتآكلة واستخدم مطيافًا لتحديد تركيبها الكيميائي بشكل مباشر. وتظهر النتائج في الشكل أدناه. بالمقارنة مع المتطلبات الفنية للتركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 304 في ASTMA276-2013،محتوى الكروم في التركيب الكيميائي للشفة الفاشلة أقل من القيمة القياسية.
- فحص المعادن: تم قطع عينة مقطع عرضي طولي في موقع تآكل الحافة الفاشلة. بعد التلميع، لم يتم العثور على أي تآكل. وقد لوحظت شوائب غير معدنية تحت المجهر المعدني وتم تصنيف فئة الكبريتيد على أنها 1.5، وتم تصنيف فئة الألومينا على أنها 0، وتم تصنيف فئة الملح الحمضي على أنها 0، وتم تصنيف فئة الأكسيد الكروي على أنها 1.5؛ تم حفر العينة بواسطة محلول مائي من كلوريد الحديديك وحمض الهيدروكلوريك وتم ملاحظتها تحت المجهر الميتالوغرافي 100x. لقد وجد أن حبيبات الأوستينيت الموجودة في المادة كانت متفاوتة للغاية. تم تقييم درجة حجم الحبوب وفقًا لـ GB/T6394-2002. يمكن تصنيف مساحة الحبوب الخشنة على أنها 1.5 ويمكن تصنيف منطقة الحبوب الناعمة على أنها 4.0. ومن خلال مراقبة البنية المجهرية للتآكل القريب من السطح، يمكن العثور على أن التآكل يبدأ من سطح المعدن، ويركز على حدود حبيبات الأوستينيت ويمتد إلى داخل المادة. يتم تدمير حدود الحبوب في هذه المنطقة بسبب التآكل، وتكاد تكون قوة الترابط بين الحبوب مفقودة تمامًا. حتى أن المعدن المتآكل بشدة يشكل مسحوقًا يمكن كشطه بسهولة من سطح المادة.
- التحليل الشامل: تظهر نتائج الاختبارات الفيزيائية والكيميائية أن محتوى الكروم في التركيب الكيميائي لحافة الفولاذ المقاوم للصدأ أقل قليلاً من القيمة القياسية. يعتبر عنصر Cr هو العنصر الأكثر أهمية الذي يحدد مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن أن يتفاعل مع الأكسجين لإنتاج أكاسيد الكروم، مما يشكل طبقة تخميل لمنع التآكل؛ محتوى الكبريتيد غير المعدني في المادة مرتفع، وتجميع الكبريتيدات في المناطق المحلية سيؤدي إلى انخفاض في تركيز الكروم في المنطقة المحيطة، مما يشكل منطقة فقيرة بالكروم، مما يؤثر على مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ؛ من خلال مراقبة حبيبات شفة الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن العثور على أن حجم حبيباتها غير متساوٍ للغاية، وأن الحبيبات المختلطة غير المتساوية في التنظيم معرضة لتكوين اختلافات في إمكانات القطب، مما يؤدي إلى ظهور بطاريات صغيرة، مما يؤدي إلى التآكل الكهروكيميائي على سطح المادة. ترتبط الحبوب المختلطة الخشنة والناعمة لحافة الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي بعملية تشوه العمل الساخن، والتي تنتج عن التشوه السريع للحبيبات أثناء الحدادة. يُظهر تحليل البنية المجهرية للتآكل القريب من السطح للحافة أن التآكل يبدأ من سطح الحافة ويمتد إلى الداخل على طول حدود حبيبات الأوستينيت. تُظهر البنية المجهرية عالية التكبير للمادة أن هناك المزيد من المراحل الثالثة المترسبة على حدود حبيبات الأوستينيت للمادة. المراحل الثالثة المتجمعة على حدود الحبوب تكون عرضة للتسبب في استنفاد الكروم عند حدود الحبوب، مما يسبب ميل للتآكل بين الحبيبات ويقلل بشكل كبير من مقاومتها للتآكل.
خاتمة
يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية من أسباب التآكل بالتخليل لشفرات الفولاذ المقاوم للصدأ 304:
- إن تآكل فلنجات الفولاذ المقاوم للصدأ هو نتيجة للعمل المشترك لعوامل متعددة، من بينها المرحلة الثالثة المترسبة على حدود الحبوب للمادة هي السبب الرئيسي لفشل الفلنجة. يوصى بالتحكم الصارم في درجة حرارة التسخين أثناء العمل الساخن، وعدم تجاوز درجة حرارة الحد الأعلى لمواصفات عملية تسخين المواد، والتبريد بسرعة بعد المحلول الصلب لتجنب البقاء في نطاق درجة الحرارة من 450 درجة مئوية إلى 925 درجة مئوية لفترة طويلة جدًا. لمنع هطول جسيمات المرحلة الثالثة.
- الحبوب المختلطة في المادة عرضة للتآكل الكهروكيميائي على سطح المادة، ويجب التحكم بدقة في نسبة الحدادة أثناء عملية الحدادة.
- يؤثر المحتوى المنخفض من الكروم والمحتوى العالي من الكبريتيد في المادة بشكل مباشر على مقاومة التآكل للشفة. عند اختيار المواد، ينبغي إيلاء الاهتمام لاختيار المواد ذات الجودة المعدنية النقية.