Causas y contramedidas de la corrosión por decapado de bridas de acero inoxidable 304.

Resumen: El cliente compró recientemente un lote de bridas de acero inoxidable 304, que debían decaparse y pasivarse antes de su uso. Como resultado, aparecieron burbujas en la superficie de las bridas de acero inoxidable después de haber sido colocadas en el tanque de decapado durante más de diez minutos. Después de retirar y limpiar las bridas, se encontró corrosión. Para conocer la causa de la corrosión de las bridas de acero inoxidable, evitar que vuelvan a ocurrir problemas de calidad y reducir las pérdidas económicas. El cliente nos invitó especialmente a ayudarlo con el análisis de muestras y la inspección metalográfica.

Primero, permítanme presentarles la brida de acero inoxidable 304. Tiene buena resistencia a la corrosión, resistencia al calor y propiedades mecánicas a baja temperatura. Es resistente a la corrosión en la atmósfera y resistente a los ácidos. Es ampliamente utilizado en proyectos de tuberías de fluidos como la industria química y del petróleo. Como parte importante de la conexión de tuberías, tiene las ventajas de una fácil conexión y uso, mantiene el rendimiento de sellado de la tubería y facilita la inspección y reemplazo de una determinada sección de la tubería.

Proceso de inspección

1. Verifique la composición química: primero, tome una muestra de la brida corroída y use un espectrómetro para determinar directamente su composición química. Los resultados se muestran en la siguiente figura. En comparación con los requisitos técnicos de la composición química del acero inoxidable 304 en ASTMA276-2013,El contenido de Cr en la composición química de la brida defectuosa es inferior al valor estándar.

2. Inspección metalográfica: se cortó una muestra de sección transversal longitudinal en el sitio de corrosión de la brida defectuosa. Después del pulido no se encontró corrosión. Se observaron inclusiones no metálicas bajo un microscopio metalográfico y la categoría de sulfuro se calificó como 1,5, la categoría de alúmina se calificó como 0, la categoría de sal ácida se calificó como 0 y la categoría de óxido esférico se calificó como 1,5; la muestra se grabó con una solución acuosa de ácido clorhídrico de cloruro férrico y se observó bajo un microscopio metalográfico de 100x. Se descubrió que los granos de austenita del material eran extremadamente desiguales. El grado de tamaño de grano se evaluó según GB/T6394-2002. El área de grano grueso se puede clasificar como 1,5 y el área de grano fino se puede clasificar como 4,0. Al observar la microestructura de la corrosión cerca de la superficie, se puede encontrar que la corrosión comienza en la superficie del metal, se concentra en los límites de los granos de austenita y se extiende hacia el interior del material. Los límites de los granos en esta zona son destruidos por la corrosión y la fuerza de unión entre los granos se pierde casi por completo. El metal muy corroído forma incluso polvo, que se desprende fácilmente de la superficie del material.

3. Análisis completo: los resultados de las pruebas físicas y químicas muestran que el contenido de Cr en la composición química de la brida de acero inoxidable es ligeramente inferior al valor estándar. El elemento Cr es el elemento más importante que determina la resistencia a la corrosión del acero inoxidable. Puede reaccionar con el oxígeno para producir óxidos de Cr, formando una capa de pasivación para evitar la corrosión; el contenido de sulfuro no metálico en el material es alto y la agregación de sulfuros en áreas locales conducirá a una disminución en la concentración de Cr en el área circundante, formando un área pobre en Cr, afectando así la resistencia a la corrosión del acero inoxidable; Al observar los granos de la brida de acero inoxidable, se puede encontrar que su tamaño de grano es extremadamente desigual, y los granos mezclados desiguales en la organización son propensos a formar diferencias en el potencial del electrodo, lo que resulta en microbaterías, que conducen a la corrosión electroquímica en la superficie del material. Los granos mixtos gruesos y finos de la brida de acero inoxidable están relacionados principalmente con el proceso de deformación por trabajo en caliente, que es causado por la rápida deformación de los granos durante la forja. El análisis de la microestructura de la corrosión cerca de la superficie de la brida muestra que la corrosión comienza desde la superficie de la brida y se extiende hacia el interior a lo largo del límite del grano de austenita. La microestructura del material a gran aumento muestra que hay más terceras fases precipitadas en el límite del grano de austenita del material. Las terceras fases reunidas en el límite de grano tienden a provocar un agotamiento del cromo en el límite de grano, provocando una tendencia a la corrosión intergranular y reduciendo en gran medida su resistencia a la corrosión.

Conclusión

Se pueden extraer las siguientes conclusiones de las causas de la corrosión por decapado de las bridas de acero inoxidable 304:

1. La corrosión de las bridas de acero inoxidable es el resultado de la acción combinada de múltiples factores, entre los cuales la tercera fase precipitada en el límite de grano del material es la principal causa de falla de la brida. Se recomienda controlar estrictamente la temperatura de calentamiento durante el trabajo en caliente, no exceder la temperatura límite superior de la especificación del proceso de calentamiento del material y enfriar rápidamente después de la solución sólida para evitar permanecer en el rango de temperatura de 450 ℃ -925 ℃ durante demasiado tiempo. para evitar la precipitación de partículas de la tercera fase.
2. Los granos mezclados en el material son propensos a la corrosión electroquímica en la superficie del material y la relación de forjado debe controlarse estrictamente durante el proceso de forjado.
3. El bajo contenido de Cr y el alto contenido de sulfuro del material afectan directamente la resistencia a la corrosión de la brida. Al seleccionar materiales, se debe prestar atención a seleccionar materiales con pura calidad metalúrgica.