Uzroci i protumjere korozije dekapiranjem prirubnica od nehrđajućeg čelika 304

Sažetak: Kupac je nedavno kupio seriju od 304 prirubnice od nehrđajućeg čelika, koje je trebalo dekapirati i pasivizirati prije upotrebe. Kao rezultat toga, pojavili su se mjehurići na površini prirubnica od nehrđajućeg čelika nakon što su stavljene u spremnik za kiseljenje više od deset minuta. Nakon što su prirubnice izvađene i očišćene, ustanovljena je korozija. Kako bi se otkrio uzrok korozije prirubnica od nehrđajućeg čelika, spriječilo ponovno pojavljivanje problema s kvalitetom i smanjili ekonomski gubici. Kupac nas je posebno pozvao da mu pomognemo u analizi uzoraka i metalografskom pregledu.

Prvo, dopustite mi da predstavim prirubnicu od nehrđajućeg čelika 304. Ima dobru otpornost na koroziju, otpornost na toplinu i mehanička svojstva pri niskim temperaturama. Otporan je na koroziju u atmosferi i otporan na kiseline. Naširoko se koristi u projektima cjevovoda za fluide kao što su naftna i kemijska industrija. Kao važan dio priključka cjevovoda, ima prednosti jednostavnog spajanja i upotrebe, održava performanse brtvljenja cjevovoda i olakšava pregled i zamjenu određenog dijela cjevovoda.

Inspekcijski postupak

1. Provjerite kemijski sastav: Prvo uzorkujte korodiranu prirubnicu i pomoću spektrometra izravno odredite njezin kemijski sastav. Rezultati su prikazani na slici ispod. U usporedbi s tehničkim zahtjevima za kemijski sastav nehrđajućeg čelika 304 u ASTMA276-2013,sadržaj Cr u kemijskom sastavu pokvarene prirubnice manji je od standardne vrijednosti.

2. Metalografski pregled: Uzorak uzdužnog presjeka izrezan je na mjestu korozije pokvarene prirubnice. Nakon poliranja nije pronađena korozija. Nemetalne inkluzije promatrane su pod metalografskim mikroskopom i kategorija sulfida ocijenjena je kao 1,5, kategorija glinice ocijenjena je kao 0, kategorija kiselih soli ocijenjena je kao 0, a kategorija sferičnih oksida ocijenjena je kao 1,5; uzorak je urezan vodenom otopinom željezovog klorida klorovodične kiseline i promatran pod 100x metalografskim mikroskopom. Utvrđeno je da su zrna austenita u materijalu izrazito nejednaka. Stupanj veličine zrna procijenjen je prema GB/T6394-2002. Površina grubog zrna može se ocijeniti s 1,5, a površina sitnog zrna može se ocijeniti s 4,0. Promatranjem mikrostrukture pripovršinske korozije može se ustanoviti da korozija počinje s metalne površine, koncentrira se na granice austenitnih zrna i proteže se do unutrašnjosti materijala. Granice zrna u ovom području su uništene korozijom, a čvrstoća veze između zrna je gotovo potpuno izgubljena. Jako korodirani metal čak stvara prah koji se lako struže s površine materijala.

3. Sveobuhvatna analiza: Rezultati fizikalnih i kemijskih ispitivanja pokazuju da je sadržaj Cr u kemijskom sastavu prirubnice od nehrđajućeg čelika nešto niži od standardne vrijednosti. Cr element je najvažniji element koji određuje otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju. Može reagirati s kisikom i proizvesti Cr okside, stvarajući pasivni sloj za sprječavanje korozije; sadržaj nemetalnih sulfida u materijalu je visok, a agregacija sulfida u lokalnim područjima dovest će do smanjenja koncentracije Cr u okolnom području, stvarajući područje siromašno Crom, što utječe na otpornost nehrđajućeg čelika na koroziju; promatrajući zrna prirubnice od nehrđajućeg čelika, može se ustanoviti da je njezina veličina zrna izrazito neujednačena, a nejednaka miješana zrna u organizaciji sklona su stvaranju razlika u potencijalu elektrode, što rezultira mikrobaterijama, koje dovode do elektrokemijske korozije na površine materijala. Gruba i fina miješana zrna prirubnice od nehrđajućeg čelika uglavnom su povezana s procesom deformacije vruće obrade, što je uzrokovano brzom deformacijom zrna tijekom kovanja. Analiza mikrostrukture pripovršinske korozije prirubnice pokazuje da korozija počinje od površine prirubnice i proteže se prema unutra duž granice zrna austenita. Mikrostruktura materijala s velikim povećanjem pokazuje da postoji više trećih faza istaloženih na granici zrna austenita materijala. Treće faze skupljene na granici zrna sklone su smanjenju kroma na granici zrna, uzrokujući sklonost interkristalnoj koroziji i značajno smanjujući njegovu otpornost na koroziju.

Zaključak

Sljedeći zaključci mogu se izvući iz uzroka dekapiranjem korozije prirubnica od nehrđajućeg čelika 304:

1. Korozija prirubnica od nehrđajućeg čelika rezultat je kombiniranog djelovanja više čimbenika, među kojima je treća faza istaložena na granici zrna materijala glavni uzrok sloma prirubnice. Preporuča se strogo kontrolirati temperaturu zagrijavanja tijekom vrućeg rada, ne prekoračiti gornju graničnu temperaturu specifikacije procesa zagrijavanja materijala i brzo ohladiti nakon krute otopine kako bi se izbjegao predugi boravak u temperaturnom rasponu od 450 ℃ -925 ℃ kako bi se spriječilo taloženje čestica treće faze.
2. Pomiješana zrna u materijalu sklona su elektrokemijskoj koroziji na površini materijala, a omjer kovanja treba strogo kontrolirati tijekom procesa kovanja.
3. Nizak sadržaj Cr i visok sadržaj sulfida u materijalu izravno utječu na otpornost prirubnice na koroziju. Pri odabiru materijala pozornost treba posvetiti odabiru materijala čiste metalurške kvalitete.