Causes et contre-mesures de la corrosion décapante des brides en acier inoxydable 304

Résumé : Le client a récemment acheté un lot de brides en acier inoxydable 304, qui devaient être décapées et passivées avant utilisation. En conséquence, des bulles sont apparues à la surface des brides en acier inoxydable après avoir été placées dans la cuve de décapage pendant plus de dix minutes. Une fois les brides retirées et nettoyées, de la corrosion a été constatée. Afin de découvrir la cause de la corrosion des brides en acier inoxydable, d'éviter que des problèmes de qualité ne se reproduisent et de réduire les pertes économiques. Le client nous a spécialement invité à l'aider dans l'analyse d'échantillonnage et l'inspection métallographique.

Tout d’abord, permettez-moi de vous présenter la bride en acier inoxydable 304. Il présente une bonne résistance à la corrosion, une bonne résistance à la chaleur et des propriétés mécaniques à basse température. Il est résistant à la corrosion atmosphérique et aux acides. Il est largement utilisé dans les projets de canalisations de fluides tels que l'industrie pétrolière et chimique. En tant qu'élément important du raccordement du pipeline, il présente les avantages d'une connexion et d'une utilisation faciles, du maintien des performances d'étanchéité du pipeline et de la facilitation de l'inspection et du remplacement d'une certaine section du pipeline.

Processus d'inspection

1. Vérifiez la composition chimique : commencez par échantillonner la bride corrodée et utilisez un spectromètre pour déterminer directement sa composition chimique. Les résultats sont présentés dans la figure ci-dessous. Par rapport aux exigences techniques de la composition chimique de l'acier inoxydable 304 dans ASTMA276-2013,la teneur en Cr dans la composition chimique de la bride défaillante est inférieure à la valeur standard.

2. Inspection métallographique : Un échantillon en coupe longitudinale a été découpé au niveau du site de corrosion de la bride défaillante. Après polissage, aucune corrosion n’a été constatée. Des inclusions non métalliques ont été observées au microscope métallographique et la catégorie des sulfures a été évaluée à 1,5, la catégorie de l'alumine a été évaluée à 0, la catégorie des sels d'acide a été évaluée à 0 et la catégorie des oxydes sphériques a été évaluée à 1,5 ; l'échantillon a été gravé avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de chlorure ferrique et observé au microscope métallographique 100x. Il a été constaté que les grains d’austénite présents dans le matériau étaient extrêmement inégaux. La granulométrie a été évaluée selon GB/T6394-2002. La surface à grains grossiers peut être évaluée à 1,5 et la surface à grains fins à 4,0. En observant la microstructure de la corrosion proche de la surface, on constate que la corrosion commence à la surface du métal, se concentre sur les joints de grains d'austénite et s'étend jusqu'à l'intérieur du matériau. Les joints de grains dans cette zone sont détruits par la corrosion et la force de liaison entre les grains est presque complètement perdue. Le métal fortement corrodé forme même de la poudre qui est facilement grattée de la surface du matériau.

3. Analyse complète : Les résultats des tests physiques et chimiques montrent que la teneur en Cr dans la composition chimique de la bride en acier inoxydable est légèrement inférieure à la valeur standard. L'élément Cr est l'élément le plus important qui détermine la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable. Il peut réagir avec l'oxygène pour produire des oxydes de Cr, formant une couche de passivation pour empêcher la corrosion ; la teneur en sulfures non métalliques dans le matériau est élevée et l'agrégation de sulfures dans les zones locales entraînera une diminution de la concentration de Cr dans la zone environnante, formant une zone pauvre en Cr, affectant ainsi la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable ; en observant les grains de la bride en acier inoxydable, on peut constater que sa granulométrie est extrêmement inégale et que les grains mélangés inégaux dans l'organisation sont susceptibles de former des différences de potentiel d'électrode, ce qui entraîne des micro-batteries, qui conduisent à une corrosion électrochimique sur la surface du matériau. Les grains mélangés grossiers et fins de la bride en acier inoxydable sont principalement liés au processus de déformation par travail à chaud, provoqué par la déformation rapide des grains lors du forgeage. L'analyse de la microstructure de la corrosion proche de la surface de la bride montre que la corrosion commence à partir de la surface de la bride et s'étend vers l'intérieur le long de la limite des grains d'austénite. La microstructure à fort grossissement du matériau montre qu'il y a davantage de troisièmes phases précipitées sur la limite des grains d'austénite du matériau. Les troisièmes phases rassemblées sur le joint de grain sont susceptibles de provoquer un appauvrissement du chrome au niveau du joint de grain, provoquant une tendance à la corrosion intergranulaire et réduisant considérablement sa résistance à la corrosion.

Conclusion

Les conclusions suivantes peuvent être tirées des causes de la corrosion par décapage des brides en acier inoxydable 304 :

1. La corrosion des brides en acier inoxydable est le résultat de l’action combinée de plusieurs facteurs, parmi lesquels la troisième phase précipitée aux joints de grains du matériau est la principale cause de rupture des brides. Il est recommandé de contrôler strictement la température de chauffage pendant le travail à chaud, de ne pas dépasser la température limite supérieure des spécifications du processus de chauffage du matériau et de refroidir rapidement après la solution solide pour éviter de rester trop longtemps dans la plage de température de 450 ℃ à 925 ℃. pour empêcher la précipitation des particules de troisième phase.
2. Les grains mélangés dans le matériau sont sujets à la corrosion électrochimique à la surface du matériau et le taux de forgeage doit être strictement contrôlé pendant le processus de forgeage.
3. La faible teneur en Cr et la teneur élevée en sulfures dans le matériau affectent directement la résistance à la corrosion de la bride. Lors de la sélection des matériaux, il convient de veiller à sélectionner des matériaux de qualité métallurgique pure.