Uzroci i protumjere korozije 304 prirubnica od nehrđajućeg čelika

Sažetak: Kupac je nedavno kupio seriju od 304 prirubnice od nehrđajućeg čelika, koje je trebalo kiseliti i pasivizirati prije upotrebe. Kao rezultat, pojavili su se mjehurići na površini prirubnica od nehrđajućeg čelika nakon što su stavljeni u rezervoar za kiseljenje duže od deset minuta. Nakon što su prirubnice izvađene i očišćene, pronađena je korozija. Kako biste otkrili uzrok korozije prirubnica od nehrđajućeg čelika, spriječite ponovnu pojavu problema s kvalitetom i smanjite ekonomske gubitke. Kupac nas je posebno pozvao da mu pomognemo u analizi uzorkovanja i metalografskom pregledu.

Prvo, dozvolite mi da predstavim prirubnicu od nehrđajućeg čelika 304. Ima dobru otpornost na koroziju, otpornost na toplinu i mehanička svojstva pri niskim temperaturama. Otporan je na koroziju u atmosferi i otporan na kiseline. Široko se koristi u projektima cjevovoda za fluide kao što su naftna i hemijska industrija. Kao važan dio priključka na cjevovod, ima prednosti jednostavnog povezivanja i upotrebe, održavanja performansi brtvljenja cjevovoda i olakšavanja pregleda i zamjene određenog dijela cjevovoda.

Proces inspekcije

1. Provjerite hemijski sastav: Prvo uzmite uzorak korodirane prirubnice i pomoću spektrometra direktno odredite njen hemijski sastav. Rezultati su prikazani na donjoj slici. U poređenju sa tehničkim zahtevima hemijskog sastava od nerđajućeg čelika 304 u ASTMA276-2013,sadržaj Cr u hemijskom sastavu oštećene prirubnice je niži od standardne vrednosti.

2. Metalografski pregled: Uzorak uzdužnog poprečnog presjeka je izrezan na mjestu korozije oštećene prirubnice. Nakon poliranja nije pronađena korozija. Nemetalne inkluzije su uočene pod metalografskim mikroskopom i kategorija sulfida je ocijenjena sa 1,5, kategorija glinice ocijenjena je sa 0, kategorija kiselih soli ocijenjena je sa 0, a kategorija sfernih oksida ocijenjena je sa 1,5; uzorak je urezan vodenim rastvorom hlorovodonične kiseline gvožđa hlorida i posmatran pod 100x metalografskim mikroskopom. Utvrđeno je da su zrna austenita u materijalu izuzetno nejednaka. Ocjena veličine zrna je procijenjena prema GB/T6394-2002. Površina krupnog zrna može se ocijeniti ocjenom 1,5, a površina sitnog zrna može se ocijeniti 4,0. Promatrajući mikrostrukturu pripovršinske korozije, može se ustanoviti da korozija počinje od metalne površine, koncentrira se na granice zrna austenita i proteže se do unutrašnjosti materijala. Granice zrna u ovom području su uništene korozijom, a čvrstoća vezivanja između zrna je gotovo potpuno izgubljena. Jako korodirani metal čak formira prah, koji se lako sastruže s površine materijala.

3. Sveobuhvatna analiza: Rezultati fizičko-hemijskih ispitivanja pokazuju da je sadržaj Cr u hemijskom sastavu prirubnice od nerđajućeg čelika nešto niži od standardne vrednosti. Cr element je najvažniji element koji određuje otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika. Može da reaguje sa kiseonikom da bi proizveo Cr okside, formirajući pasivni sloj da spreči koroziju; sadržaj nemetalnog sulfida u materijalu je visok, a agregacija sulfida u lokalnim područjima će dovesti do smanjenja koncentracije Cr u okolnom području, formirajući područje siromašno Cr, čime će utjecati na otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju; Posmatrajući zrna prirubnice od nerđajućeg čelika, može se ustanoviti da je njena veličina zrna izuzetno neujednačena, a neravnomerna mešana zrna u organizaciji su sklona stvaranju razlika u potencijalu elektroda, što rezultira mikro baterijama, što dovodi do elektrohemijske korozije na površine materijala. Gruba i fina miješana zrna prirubnice od nehrđajućeg čelika uglavnom se odnose na proces deformacije vrućim radom, koji je uzrokovan brzom deformacijom zrna tokom kovanja. Analiza mikrostrukture pripovršinske korozije prirubnice pokazuje da korozija počinje od površine prirubnice i proteže se prema unutra duž granice zrna austenita. Mikrostruktura materijala velikog povećanja pokazuje da ima više trećih faza precipitiranih na granici zrna austenita materijala. Treće faze skupljene na granici zrna su sklone da izazovu iscrpljivanje hroma na granici zrna, uzrokujući sklonost intergranularnoj koroziji i uveliko smanjujući njegovu otpornost na koroziju.

Zaključak

Sljedeći zaključci mogu se izvući iz uzroka korozije pri ukidanju prirubnica od nehrđajućeg čelika 304:

1. Korozija prirubnica od nehrđajućeg čelika rezultat je kombiniranog djelovanja više faktora, među kojima je treća faza taložena na granici zrna materijala glavni uzrok kvara prirubnice. Preporučuje se striktno kontrolisati temperaturu grejanja tokom toplog rada, da ne prelazi gornju graničnu temperaturu specifikacije procesa zagrevanja materijala i da se brzo ohladi nakon čvrstog rastvora kako bi se izbeglo predugo zadržavanje u temperaturnom opsegu od 450℃-925℃ kako bi se spriječilo taloženje čestica treće faze.
2. Mešana zrna u materijalu su sklona elektrohemijskoj koroziji na površini materijala, a odnos kovanja treba strogo kontrolisati tokom procesa kovanja.
3. Nizak sadržaj Cr i visok sadržaj sulfida u materijalu direktno utiču na otpornost prirubnice na koroziju. Prilikom odabira materijala treba obratiti pažnju na odabir materijala čistog metalurškog kvaliteta.