Cause e contromisure della corrosione da decapaggio delle flange in acciaio inossidabile 304

Riassunto: Il cliente ha recentemente acquistato un lotto di flange in acciaio inossidabile 304, che dovevano essere decapate e passivate prima dell'uso. Di conseguenza, sulla superficie delle flange in acciaio inossidabile sono comparse delle bolle dopo essere state immerse nella vasca di decapaggio per più di dieci minuti. Dopo che le flange sono state rimosse e pulite, è stata riscontrata corrosione. Per scoprire la causa della corrosione delle flange in acciaio inossidabile, evitare che si ripetano problemi di qualità e ridurre le perdite economiche. Il cliente ci ha appositamente invitato ad aiutarlo con l'analisi del campionamento e l'ispezione metallografica.

Innanzitutto, consentitemi di presentare la flangia in acciaio inossidabile 304. Ha una buona resistenza alla corrosione, resistenza al calore e proprietà meccaniche a bassa temperatura. È resistente alla corrosione nell'atmosfera e agli acidi. È ampiamente utilizzato in progetti di condutture di fluidi come l'industria petrolifera e chimica. Essendo una parte importante del collegamento della tubazione, presenta i vantaggi di una facile connessione e utilizzo, mantenendo le prestazioni di tenuta della tubazione e facilitando l'ispezione e la sostituzione di una determinata sezione della tubazione.

Processo di ispezione

1. Controllare la composizione chimica: campionare innanzitutto la flangia corrosa e utilizzare uno spettrometro per determinarne direttamente la composizione chimica. I risultati sono mostrati nella figura seguente. Rispetto ai requisiti tecnici della composizione chimica dell'acciaio inossidabile 304 in ASTMA276-2013,il contenuto di Cr nella composizione chimica della flangia rotta è inferiore al valore standard.

2. Ispezione metallografica: un campione di sezione trasversale longitudinale è stato tagliato nel punto di corrosione della flangia danneggiata. Dopo la lucidatura non è stata rilevata alcuna corrosione. Sono state osservate inclusioni non metalliche al microscopio metallografico e la categoria solfuro è stata valutata come 1,5, la categoria allumina è stata valutata come 0, la categoria sale acido è stata valutata come 0 e la categoria ossido sferico è stata valutata come 1,5; il campione è stato attaccato con una soluzione acquosa di acido cloridrico di cloruro ferrico e osservato al microscopio metallografico 100x. Si è riscontrato che i grani di austenite nel materiale erano estremamente irregolari. Il grado di dimensione del grano è stato valutato secondo GB/T6394-2002. L'area a grana grossa può essere valutata come 1,5 e l'area a grana fine può essere valutata come 4,0. Osservando la microstruttura della corrosione in prossimità della superficie, si può riscontrare che la corrosione inizia dalla superficie del metallo, si concentra sui bordi dei grani dell'austenite e si estende all'interno del materiale. I bordi dei grani in quest'area vengono distrutti dalla corrosione e la forza di legame tra i grani è quasi completamente persa. Il metallo gravemente corroso forma anche polvere, che viene facilmente raschiata via dalla superficie del materiale.

3. Analisi completa: i risultati dei test fisici e chimici mostrano che il contenuto di Cr nella composizione chimica della flangia in acciaio inossidabile è leggermente inferiore al valore standard. L'elemento Cr è l'elemento più importante che determina la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile. Può reagire con l'ossigeno per produrre ossidi di Cr, formando uno strato di passivazione per prevenire la corrosione; il contenuto di solfuri non metallici nel materiale è elevato e l'aggregazione di solfuri in aree locali porterà ad una diminuzione della concentrazione di Cr nell'area circostante, formando un'area povera di Cr, influenzando così la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile; Osservando i grani della flangia in acciaio inossidabile, si può scoprire che la sua dimensione dei grani è estremamente irregolare e che i grani misti irregolari nell'organizzazione tendono a formare differenze nel potenziale dell'elettrodo, con conseguente microbatterie, che portano alla corrosione elettrochimica su la superficie del materiale. I grani misti grossolani e fini della flangia in acciaio inossidabile sono principalmente legati al processo di deformazione per lavorazione a caldo, causato dalla rapida deformazione dei grani durante la forgiatura. L'analisi della microstruttura della corrosione superficiale della flangia mostra che la corrosione inizia dalla superficie della flangia e si estende verso l'interno lungo il bordo del grano dell'austenite. La microstruttura ad alto ingrandimento del materiale mostra che ci sono più terze fasi precipitate sul confine del grano austenite del materiale. Le terze fasi raccolte sul bordo del grano tendono a causare un impoverimento del cromo al bordo del grano, provocando una tendenza alla corrosione intergranulare e riducendo notevolmente la resistenza alla corrosione.

Conclusione

Dalle cause della corrosione da decapaggio delle flange in acciaio inossidabile 304 si possono trarre le seguenti conclusioni:

1. La corrosione delle flange in acciaio inox è il risultato dell'azione combinata di molteplici fattori, tra i quali la terza fase precipitata sul bordo grano del materiale è la principale causa di rottura delle flange. Si consiglia di controllare rigorosamente la temperatura di riscaldamento durante la lavorazione a caldo, di non superare la temperatura limite superiore delle specifiche del processo di riscaldamento del materiale e di raffreddarla rapidamente dopo la soluzione solida per evitare di rimanere nell'intervallo di temperatura compreso tra 450 ℃ e 925 ℃ per troppo tempo per impedire la precipitazione delle particelle della terza fase.
2. I grani misti nel materiale sono soggetti a corrosione elettrochimica sulla superficie del materiale e il rapporto di forgiatura deve essere rigorosamente controllato durante il processo di forgiatura.
3. Il basso contenuto di Cr e l'alto contenuto di solfuro nel materiale influiscono direttamente sulla resistenza alla corrosione della flangia. Quando si selezionano i materiali, è necessario prestare attenzione alla selezione di materiali con pura qualità metallurgica.