Årsager og modforanstaltninger til bejdsningskorrosion af 304 rustfri stålflanger

Resumé: Kunden købte for nylig et parti af 304 rustfri stålflanger, som skulle bejdses og passiveres inden brug. Som følge heraf opstod der bobler på overfladen af ​​de rustfri stålflanger efter at have været anbragt i bejdsetanken i mere end ti minutter. Efter at flangerne var taget ud og renset, blev der konstateret korrosion. For at finde ud af årsagen til korrosionen af ​​de rustfri stålflanger skal du forhindre kvalitetsproblemer i at opstå igen og reducere økonomiske tab. Kunden inviterede os specielt til at hjælpe ham med prøvetagningsanalyse og metallografisk inspektion.

Lad mig først introducere 304 rustfri stålflange. Det har god korrosionsbestandighed, varmebestandighed og mekaniske egenskaber ved lav temperatur. Det er korrosionsbestandigt i atmosfæren og syrefast. Det er meget udbredt i væskerørledningsprojekter såsom olie- og kemisk industri. Som en vigtig del af rørledningsforbindelsen har den fordelene ved nem tilslutning og brug, opretholdelse af rørledningens tætningsevne og letter inspektion og udskiftning af en bestemt sektion af rørledningen.

Inspektionsproces

1. Tjek den kemiske sammensætning: Prøv først den korroderede flange og brug et spektrometer til direkte at bestemme dens kemiske sammensætning. Resultaterne er vist i figuren nedenfor. Sammenlignet med de tekniske krav til 304 rustfrit ståls kemiske sammensætning i ASTMA276-2013,Cr-indholdet i den defekte flanges kemiske sammensætning er lavere end standardværdien.

2. Metallografisk inspektion: En prøve i langsgående tværsnit blev skåret på korrosionsstedet for den defekte flange. Efter polering blev der ikke fundet korrosion. Ikke-metalliske indeslutninger blev observeret under et metallografisk mikroskop, og sulfidkategorien blev vurderet til 1,5, aluminiumoxidkategorien blev vurderet til 0, syresaltkategorien blev vurderet til 0, og den sfæriske oxidkategori blev vurderet til 1,5; prøven blev ætset med vandig ferrichlorid-saltsyreopløsning og observeret under et 100x metallografisk mikroskop. Det viste sig, at austenitkornene i materialet var ekstremt ujævne. Kornstørrelseskvaliteten blev evalueret i henhold til GB/T6394-2002. Det grovkornede areal kan vurderes til 1,5 og det fine kornareal kan vurderes til 4,0. Ved at observere mikrostrukturen af ​​den overfladenære korrosion kan det konstateres, at korrosionen starter fra metaloverfladen, koncentrerer sig om austenitkorngrænserne og strækker sig til indersiden af ​​materialet. Korngrænserne i dette område ødelægges af korrosion, og bindingsstyrken mellem kornene er næsten fuldstændig tabt. Det stærkt korroderede metal danner endda pulver, som let skrabes af materialets overflade.

3. Omfattende analyse: Resultaterne af fysiske og kemiske test viser, at Cr-indholdet i den kemiske sammensætning af den rustfri stålflange er lidt lavere end standardværdien. Cr-elementet er det vigtigste element, der bestemmer rustfrit ståls korrosionsbestandighed. Det kan reagere med ilt for at producere Cr-oxider, der danner et passiveringslag for at forhindre korrosion; det ikke-metalliske sulfidindhold i materialet er højt, og aggregeringen af ​​sulfider i lokale områder vil føre til et fald i Cr-koncentrationen i det omkringliggende område, hvilket danner et Cr-fattigt område, hvorved korrosionsbestandigheden af ​​rustfrit stål påvirkes; observerer man kornene i den rustfri stålflange, kan det konstateres, at dens kornstørrelse er ekstremt ujævn, og de ujævne blandede korn i organisationen er tilbøjelige til at danne forskelle i elektrodepotentiale, hvilket resulterer i mikrobatterier, som fører til elektrokemisk korrosion på materialets overflade. De grove og fine blandede korn i den rustfri stålflange er hovedsageligt relateret til varmbearbejdningsdeformationsprocessen, som er forårsaget af den hurtige deformation af kornene under smedning. Analyse af mikrostrukturen af ​​den overfladenære korrosion af flangen viser, at korrosionen starter fra flangeoverfladen og strækker sig til indersiden langs austenitkorngrænsen. Materialets mikrostruktur med høj forstørrelse viser, at der er flere tredje faser udfældet på materialets austenitkorngrænse. De tredje faser samlet på korngrænsen er tilbøjelige til at forårsage chromudtømning ved korngrænsen, hvilket forårsager intergranulær korrosionstendens og reducerer dets korrosionsbestandighed i høj grad.

Konklusion

Følgende konklusioner kan drages af årsagerne til bejdsekorrosion af 304 rustfri stålflanger:

1. Korrosionen af ​​rustfri stålflanger er resultatet af den kombinerede virkning af flere faktorer, blandt hvilke den tredje fase udfældet på materialets korngrænse er hovedårsagen til flangefejl. Det anbefales strengt at kontrollere opvarmningstemperaturen under varmbearbejdning, ikke at overskride den øvre grænsetemperatur for materialeopvarmningsprocesspecifikationen og at afkøle hurtigt efter fast opløsning for at undgå at forblive i temperaturområdet 450 ℃-925 ℃ for længe for at forhindre udfældning af tredje fase partikler.
2. De blandede korn i materialet er tilbøjelige til elektrokemisk korrosion på overfladen af ​​materialet, og smedningsforholdet bør kontrolleres nøje under smedningsprocessen.
3. Det lave Cr-indhold og det høje sulfidindhold i materialet påvirker direkte korrosionsbestandigheden af ​​flangen. Ved valg af materialer skal man være opmærksom på valg af materialer med ren metallurgisk kvalitet.