علل و اقدامات متقابل خوردگی ترشی فلنج های فولادی ضد زنگ 304

چکیده: مشتری اخیراً یک دسته فلنج فولادی ضد زنگ 304 خریداری کرده است که قرار بود قبل از استفاده ترشی و غیرفعال شوند. در نتیجه، حباب هایی روی سطح فلنج های فولادی ضد زنگ پس از قرار گرفتن در مخزن ترشی برای بیش از ده دقیقه ظاهر شد. پس از بیرون آوردن و تمیز کردن فلنج ها، خوردگی پیدا شد. به منظور پی بردن به علت خوردگی فلنج های استنلس استیل، از بروز مجدد مشکلات کیفی جلوگیری کرده و زیان های اقتصادی را کاهش دهید. مشتری به طور ویژه از ما دعوت کرد تا در تجزیه و تحلیل نمونه برداری و بازرسی متالوگرافی به او کمک کنیم.

ابتدا فلنج فولادی ضد زنگ 304 را معرفی می کنم. دارای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت و خواص مکانیکی در دمای پایین است. در جو مقاوم در برابر خوردگی و مقاوم در برابر اسید است. این به طور گسترده در پروژه های خط لوله سیال مانند نفت و صنایع شیمیایی استفاده می شود. به عنوان بخش مهمی از اتصال خط لوله، مزایای اتصال و استفاده آسان، حفظ عملکرد آب بندی خط لوله و تسهیل بازرسی و جایگزینی بخش خاصی از خط لوله را دارد.

فرآیند بازرسی

1. بررسی ترکیب شیمیایی: ابتدا فلنج خورده شده را نمونه برداری کنید و از یک طیف سنج برای تعیین مستقیم ترکیب شیمیایی آن استفاده کنید. نتایج در شکل زیر نشان داده شده است. در مقایسه با الزامات فنی ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 304 در ASTMA276-2013،محتوای کروم در ترکیب شیمیایی فلنج شکست خورده کمتر از مقدار استاندارد است.

2. بازرسی متالوگرافی: یک نمونه مقطع طولی در محل خوردگی فلنج شکست خورده بریده شد. پس از پرداخت، هیچ خوردگی یافت نشد. اجزای غیرفلزی زیر میکروسکوپ متالوگرافی مشاهده شدند و دسته سولفید 1.5، رده آلومینا 0، رده نمک اسیدی 0 و رده اکسید کروی 1.5 درجه بندی شدند. نمونه توسط محلول آبی اسید کلریدریک کلرید آهن اچ شد و در زیر میکروسکوپ متالوگرافی 100 برابر مشاهده شد. مشخص شد که دانه های آستنیت در این ماده بسیار ناهموار هستند. درجه اندازه دانه بر اساس GB/T6394-2002 ارزیابی شد. سطح دانه درشت را می توان 1.5 و سطح دانه ریز را می توان 4.0 رتبه بندی کرد. با مشاهده ریزساختار خوردگی نزدیک به سطح، می توان دریافت که خوردگی از سطح فلز شروع شده، بر روی مرزهای دانه آستنیت متمرکز شده و تا داخل ماده امتداد می یابد. مرز دانه ها در این ناحیه در اثر خوردگی از بین می رود و استحکام پیوند بین دانه ها تقریباً به طور کامل از بین می رود. فلز به شدت خورده شده حتی پودری را تشکیل می دهد که به راحتی از سطح مواد خراشیده می شود.

3. تجزیه و تحلیل جامع: نتایج آزمایشات فیزیکی و شیمیایی نشان می دهد که محتوای کروم در ترکیب شیمیایی فلنج فولادی ضد زنگ کمی کمتر از مقدار استاندارد است. عنصر کروم مهمترین عنصری است که مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ را تعیین می کند. می تواند با اکسیژن واکنش داده و اکسیدهای کروم تولید کند و یک لایه غیرفعال سازی برای جلوگیری از خوردگی تشکیل دهد. محتوای سولفید غیرفلزی در مواد زیاد است و تجمع سولفیدها در مناطق محلی منجر به کاهش غلظت کروم در ناحیه اطراف می شود و ناحیه ای با کروم فقیر تشکیل می دهد و در نتیجه بر مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ تأثیر می گذارد. با مشاهده دانه‌های فلنج فولادی ضد زنگ، می‌توان دریافت که اندازه دانه آن بسیار ناهموار است و دانه‌های مخلوط ناهموار در سازمان مستعد ایجاد اختلاف در پتانسیل الکترود و در نتیجه باتری‌های میکرو هستند که منجر به خوردگی الکتروشیمیایی می‌شود. سطح مواد دانه های درشت و ریز مخلوط فلنج فولادی زنگ نزن عمدتاً مربوط به فرآیند تغییر شکل کار گرم است که به دلیل تغییر شکل سریع دانه ها در حین آهنگری ایجاد می شود. تجزیه و تحلیل ریزساختار خوردگی نزدیک به سطح فلنج نشان می دهد که خوردگی از سطح فلنج شروع شده و در امتداد مرز دانه آستنیت به داخل گسترش می یابد. ریزساختار با بزرگنمایی بالا نشان می دهد که فازهای سوم بیشتری روی مرز دانه آستنیتی ماده رسوب می کنند. فازهای سومی که روی مرز دانه جمع شده اند، مستعد کاهش کروم در مرز دانه هستند، که باعث تمایل به خوردگی بین دانه ای می شود و مقاومت به خوردگی آن را تا حد زیادی کاهش می دهد.

نتیجه

از علل خوردگی ترشی فلنج های فولادی زنگ نزن 304 می توان نتایج زیر را به دست آورد:

1. خوردگی فلنج های فولادی ضد زنگ نتیجه عملکرد ترکیبی عوامل متعددی است که در میان آنها فاز سوم رسوب بر روی مرز دانه ماده عامل اصلی شکست فلنج است. توصیه می شود دمای گرمایش را در حین کار گرم به شدت کنترل کنید، از دمای حد بالایی مشخصات فرآیند گرمایش مواد تجاوز نکنید و پس از محلول جامد به سرعت خنک شود تا از ماندن در محدوده دمایی 450-925 درجه برای مدت طولانی جلوگیری شود. برای جلوگیری از رسوب ذرات فاز سوم.
2. دانه های مخلوط در مواد مستعد خوردگی الکتروشیمیایی روی سطح مواد هستند و نسبت آهنگری باید به شدت در طول فرآیند آهنگری کنترل شود.
3. محتوای کم کروم و محتوای سولفید بالا در مواد به طور مستقیم بر مقاومت در برابر خوردگی فلنج تأثیر می گذارد. هنگام انتخاب مواد باید به انتخاب مواد با کیفیت متالورژیکی خالص توجه شود.