Příčiny a opatření proti korozi moření přírub z nerezové oceli 304

Abstrakt: Zákazník nedávno zakoupil dávku 304 nerezových přírub, které měly být před použitím mořeny a pasivovány. V důsledku toho se na povrchu nerezových přírub po umístění do moření nádrže na více než deset minut objevily bubliny. Po vyjmutí a vyčištění přírub byla zjištěna koroze. Chcete-li zjistit příčinu koroze nerezových přírub, zabránit opětovnému výskytu problémů s kvalitou a snížit ekonomické ztráty. Zákazník nás speciálně pozval, abychom mu pomohli s analýzou vzorků a metalografickou kontrolou.

Nejprve mi dovolte představit přírubu z nerezové oceli 304. Má dobrou odolnost proti korozi, tepelnou odolnost a mechanické vlastnosti při nízkých teplotách. Je odolný vůči korozi v atmosféře a odolný vůči kyselinám. Je široce používán v projektech potrubí pro kapaliny, jako je ropný a chemický průmysl. Jako důležitá součást připojení potrubí má výhody snadného připojení a použití, zachování těsnosti potrubí a usnadnění kontroly a výměny určitého úseku potrubí.

Proces kontroly

1. Zkontrolujte chemické složení: Nejprve odeberte vzorek zkorodované příruby a pomocí spektrometru přímo určete její chemické složení. Výsledky jsou uvedeny na obrázku níže. Ve srovnání s technickými požadavky na chemické složení nerezové oceli 304 v ASTMA276-2013,obsah Cr v chemickém složení vadné příruby je nižší než standardní hodnota.

2. Metalografická kontrola: V místě koroze vadné příruby byl vyříznut vzorek podélného průřezu. Po vyleštění nebyla zjištěna žádná koroze. Nekovové vměstky byly pozorovány pod metalografickým mikroskopem a kategorie sulfidů byla hodnocena jako 1,5, kategorie oxidu hlinitého byla hodnocena jako 0, kategorie kyselých solí byla hodnocena jako 0 a kategorie sférických oxidů byla hodnocena jako 1,5; vzorek byl leptán vodným roztokem chloridu železitého a kyseliny chlorovodíkové a pozorován pod 100x metalografickým mikroskopem. Bylo zjištěno, že austenitová zrna v materiálu byla extrémně nerovnoměrná. Třída zrnitosti byla hodnocena podle GB/T6394-2002. Oblast hrubého zrna může být hodnocena jako 1,5 a oblast jemného zrna může být hodnocena jako 4,0. Pozorováním mikrostruktury povrchové koroze lze zjistit, že koroze začíná od povrchu kovu, soustřeďuje se na hranicích austenitových zrn a rozšiřuje se do vnitřku materiálu. Hranice zrn v této oblasti jsou zničeny korozí a pevnost spojení mezi zrny je téměř úplně ztracena. Silně zkorodovaný kov dokonce tvoří prášek, který se snadno seškrábe z povrchu materiálu.

3. Komplexní analýza: Výsledky fyzikálních a chemických zkoušek ukazují, že obsah Cr v chemickém složení nerezové příruby je mírně nižší než standardní hodnota. Cr prvek je nejdůležitějším prvkem, který určuje odolnost nerezové oceli proti korozi. Může reagovat s kyslíkem za vzniku oxidů Cr, čímž se vytvoří pasivační vrstva, která zabrání korozi; obsah nekovových sulfidů v materiálu je vysoký a agregace sulfidů v místních oblastech povede ke snížení koncentrace Cr v okolí, čímž se vytvoří oblast chudá na Cr, čímž se ovlivní odolnost korozivzdorné oceli; pozorováním zrn nerezové příruby lze zjistit, že její velikost zrna je extrémně nerovnoměrná a nerovnoměrná smíšená zrna v organizaci jsou náchylná k vytváření rozdílů v elektrodovém potenciálu, což má za následek vznik mikrobaterií, které vedou k elektrochemické korozi na povrch materiálu. Hrubá a jemná smíšená zrna nerezové příruby souvisí především s procesem deformace při práci za tepla, který je způsoben rychlou deformací zrn při kování. Analýza mikrostruktury povrchové koroze příruby ukazuje, že koroze začíná od povrchu příruby a šíří se dovnitř podél hranice zrna austenitu. Mikrostruktura materiálu s velkým zvětšením ukazuje, že na hranici austenitových zrn materiálu je více vysrážených třetích fází. Třetí fáze shromážděné na hranici zrn jsou náchylné způsobit vyčerpání chrómu na hranici zrn, což způsobuje tendenci k mezikrystalové korozi a výrazně snižuje její odolnost proti korozi.

Závěr

Z příčin mořící koroze přírub z nerezové oceli 304 lze vyvodit následující závěry:

1. Koroze nerezových přírub je výsledkem kombinovaného působení více faktorů, z nichž třetí fáze vysrážená na hranici zrn materiálu je hlavní příčinou selhání příruby. Doporučuje se přísně kontrolovat teplotu ohřevu během práce za tepla, nepřekračovat horní mezní teplotu specifikace procesu ohřevu materiálu a rychle chladit po pevném roztoku, aby se zabránilo příliš dlouhému pobytu v teplotním rozsahu 450 ℃ - 925 ℃ aby se zabránilo vysrážení částic třetí fáze.
2. Smíšená zrna v materiálu jsou náchylná k elektrochemické korozi na povrchu materiálu a poměr kování by měl být během procesu kování přísně kontrolován.
3. Nízký obsah Cr a vysoký obsah sulfidu v materiálu přímo ovlivňují korozní odolnost příruby. Při výběru materiálů je třeba věnovat pozornost výběru materiálů s čistou metalurgickou kvalitou.