Прычыны і меры барацьбы з карозіяй траўлення фланцаў з нержавеючай сталі 304

Анатацыя: Заказчык нядаўна набыў партыю з 304 фланцаў з нержавеючай сталі, якія перад выкарыстаннем павінны былі быць пратручаны і пасіваваны. У выніку на паверхні фланцаў з нержавеючай сталі з'явіліся бурбалкі пасля таго, як яны знаходзіліся ў баку для травлення больш чым на дзесяць хвілін. Пасля таго, як фланцы былі вынятыя і ачышчаныя, была выяўленая карозія. Каб высветліць прычыну карозіі фланцаў з нержавеючай сталі, прадухіліць паўторнае ўзнікненне праблем з якасцю і паменшыць эканамічныя страты. Заказчык спецыяльна запрасіў нас дапамагчы яму з аналізам проб і металаграфічным кантролем.

Спачатку дазвольце мне прадставіць фланец з нержавеючай сталі 304. Ён валодае добрай каразійнай устойлівасцю, тэрмаўстойлівасцю і нізкатэмпературнымі механічнымі ўласцівасцямі. Ён устойлівы да карозіі ў атмасферы і кіслотаўстойлівы. Ён шырока выкарыстоўваецца ў праектах трубаправодаў вадкасці, такіх як нафтавая і хімічная прамысловасць. З'яўляючыся важнай часткай злучэння трубаправода, ён мае такія перавагі, як лёгкае падключэнне і выкарыстанне, захаванне герметычнасці трубаправода і палягчэнне праверкі і замены пэўнага ўчастка трубаправода.

Працэс праверкі

1. Праверце хімічны склад: спачатку вазьміце пробу пашкоджанага карозіяй фланца і выкарыстоўвайце спектрометр, каб непасрэдна вызначыць яго хімічны склад. Вынікі паказаны на малюнку ніжэй. У параўнанні з тэхнічнымі патрабаваннямі хімічнага складу нержавеючай сталі 304 у ASTMA276-2013,ўтрыманне Cr у хімічным складзе няспраўнага фланца ніжэй нарматыўнага значэння.

2. Металаграфічная праверка: узор падоўжнага папярочнага разрэзу быў выразаны ў месцы карозіі няспраўнага фланца. Пасля паліроўкі карозіі не выяўлена. Неметалічныя ўключэнні назіралі пад металаграфічным мікраскопам і катэгорыю сульфіду ацэньвалі як 1,5, катэгорыю аксіду алюмінія ацэньвалі як 0, катэгорыю кіслай солі ацэньвалі як 0 і катэгорыю сферычнага аксіду ацэньвалі як 1,5; ўзор пратручвалі водным растворам хлорыстага жалеза салянай кіслаты і назіралі пад 100-кратным металаграфічным мікраскопам. Было ўстаноўлена, што збожжа аўстэніту ў матэрыяле былі вельмі нераўнамернымі. Клас зярністасці ацэньваўся ў адпаведнасці з GB/T6394-2002. Плошча буйнога збожжа можа быць ацэненая як 1,5, а плошчу дробнага збожжа - як 4,0. Назіраючы за мікраструктурай прыпавярхоўнай карозіі, можна выявіць, што карозія пачынаецца з паверхні металу, канцэнтруецца на межах зерняў аўстэніту і распаўсюджваецца на ўнутраную частку матэрыялу. Межы зерняў у гэтай галіне разбураюцца карозіяй, і трываласць злучэння паміж зернямі амаль цалкам губляецца. Моцна падвергнуты карозіі метал нават утварае парашок, які лёгка саскрабаецца з паверхні матэрыялу.

3. Комплексны аналіз: вынікі фізічных і хімічных выпрабаванняў паказваюць, што ўтрыманне Cr у хімічным складзе фланца з нержавеючай сталі крыху ніжэйшае за стандартнае значэнне. Элемент Cr з'яўляецца найбольш важным элементам, які вызначае каразійную ўстойлівасць нержавеючай сталі. Ён можа ўступаць у рэакцыю з кіслародам з адукацыяй аксідаў Cr, утвараючы пасівацыйны пласт для прадухілення карозіі; утрыманне неметалічных сульфідаў у матэрыяле высокае, і агрэгацыя сульфідаў у мясцовых раёнах прывядзе да зніжэння канцэнтрацыі Cr у наваколлі, утвараючы вобласць з бедным Cr, што ўплывае на каразійную ўстойлівасць нержавеючай сталі; назіраючы за зернямі фланца з нержавеючай сталі, можна выявіць, што яго памер зерня вельмі нераўнамерны, і няроўныя змешаныя збожжа ў арганізацыі схільныя ўтвараць розніцы ў электродным патэнцыяле, што прыводзіць да мікра-батарэй, якія прыводзяць да электрахімічнай карозіі на паверхню матэрыялу. Грубыя і дробныя змешаныя збожжа фланца з нержавеючай сталі ў асноўным звязаны з працэсам дэфармацыі пры гарачай апрацоўцы, які выкліканы хуткай дэфармацыяй збожжа падчас кавання. Аналіз мікраструктуры прыпавярхоўнай карозіі фланца паказвае, што карозія пачынаецца з паверхні фланца і распаўсюджваецца ўнутр уздоўж мяжы зерняў аўстэніту. Мікраструктура матэрыялу пры вялікім павелічэнні паказвае, што на мяжы аўстэнітнага зерня матэрыялу вылучаецца больш трэціх фаз. Трэція фазы, сабраныя на мяжы збожжа, схільныя выклікаць знясіленне хрому на мяжы збожжа, выклікаючы схільнасць да міжкрысталічнай карозіі і значна зніжаючы яго каразійную ўстойлівасць.

Заключэнне

З прычыны карозіі тручэння фланцаў з нержавеючай сталі 304 можна зрабіць наступныя высновы:

1. Карозія фланцаў з нержавеючай сталі з'яўляецца вынікам сумеснага дзеяння некалькіх фактараў, сярод якіх трэцяя фаза, якая выпадае на мяжы зерняў матэрыялу, з'яўляецца асноўнай прычынай разбурэння фланца. Рэкамендуецца строга кантраляваць тэмпературу нагрэву падчас гарачай апрацоўкі, не перавышаць верхнюю мяжу тэмпературы спецыфікацыі працэсу нагрэву матэрыялу і хутка астуджаць пасля цвёрдага раствора, каб пазбегнуць занадта доўгага знаходжання ў дыяпазоне тэмператур 450℃-925℃ каб прадухіліць выпадзенне часціц трэцяй фазы.
2. Змешаныя збожжа ў матэрыяле схільныя да электрахімічнай карозіі на паверхні матэрыялу, і каэфіцыент кавання павінен строга кантралявацца ў працэсе кавання.
3. Нізкае ўтрыманне Cr і высокае ўтрыманне сульфіду ў матэрыяле непасрэдна ўплываюць на каразійную ўстойлівасць фланца. Пры выбары матэрыялаў варта звяртаць увагу на матэрыялы чыстага металургічнага якасці.