Oorzaken en tegenmaatregelen van beitscorrosie van 304 roestvrijstalen flenzen

Samenvatting: De klant kocht onlangs een partij 304 roestvrijstalen flenzen, die vóór gebruik moesten worden gebeitst en gepassiveerd. Als gevolg hiervan verschenen er belletjes op het oppervlak van de roestvrijstalen flenzen nadat ze meer dan tien minuten in de beitstank waren geplaatst. Nadat de flenzen waren verwijderd en schoongemaakt, werd corrosie geconstateerd. Om de oorzaak van de corrosie van de roestvrijstalen flenzen te achterhalen, te voorkomen dat kwaliteitsproblemen opnieuw optreden en economische verliezen te verminderen. De klant nodigde ons speciaal uit om hem te helpen met monsteranalyse en metallografische inspectie.

Laat me eerst de 304 roestvrijstalen flens introduceren. Het heeft een goede corrosieweerstand, hittebestendigheid en mechanische eigenschappen bij lage temperaturen. Het is corrosiebestendig in de atmosfeer en zuurbestendig. Het wordt veel gebruikt in vloeistofpijpleidingprojecten zoals de aardolie- en chemische industrie. Als belangrijk onderdeel van de pijpleidingverbinding heeft het de voordelen van gemakkelijke aansluiting en gebruik, behoud van de afdichtingsprestaties van de pijpleiding en het vergemakkelijken van de inspectie en vervanging van een bepaald deel van de pijpleiding.

Inspectieproces

1. Controleer de chemische samenstelling: Neem eerst een monster van de gecorrodeerde flens en gebruik een spectrometer om de chemische samenstelling direct te bepalen. De resultaten worden weergegeven in de onderstaande figuur. Vergeleken met de technische vereisten van de chemische samenstelling van roestvrij staal 304 in ASTMA276-2013,het Cr-gehalte in de chemische samenstelling van de defecte flens is lager dan de standaardwaarde.

2. Metallografische inspectie: Er werd een monster van een longitudinale dwarsdoorsnede gesneden op de corrosieplaats van de defecte flens. Na het polijsten werd geen corrosie gevonden. Niet-metallische insluitsels werden waargenomen onder een metallografische microscoop en de sulfidecategorie werd beoordeeld als 1,5, de aluminiumoxidecategorie werd beoordeeld als 0, de zure zoutcategorie werd beoordeeld als 0 en de bolvormige oxidecategorie werd beoordeeld als 1,5; het monster werd geëtst met een waterige oplossing van ijzerchloride-zoutzuur en bekeken onder een 100x metallografische microscoop. Het bleek dat de austenietkorrels in het materiaal uiterst ongelijkmatig waren. De korrelgrootteklasse werd geëvalueerd volgens GB/T6394-2002. Het grove korreloppervlak kan worden beoordeeld als 1,5 en het fijne korreloppervlak kan worden beoordeeld als 4,0. Door de microstructuur van de corrosie nabij het oppervlak te observeren, kan worden vastgesteld dat de corrosie begint vanaf het metaaloppervlak, zich concentreert op de austenietkorrelgrenzen en zich uitstrekt tot aan de binnenkant van het materiaal. De korrelgrenzen in dit gebied worden door corrosie vernietigd en de hechtsterkte tussen de korrels gaat vrijwel volledig verloren. Het ernstig gecorrodeerde metaal vormt zelfs poeder, dat gemakkelijk van het oppervlak van het materiaal wordt geschraapt.

3. Uitgebreide analyse: Uit de resultaten van fysische en chemische tests blijkt dat het Cr-gehalte in de chemische samenstelling van de roestvrijstalen flens iets lager is dan de standaardwaarde. Het Cr-element is het belangrijkste element dat de corrosieweerstand van roestvast staal bepaalt. Het kan reageren met zuurstof om Cr-oxiden te produceren, waardoor een passivatielaag wordt gevormd om corrosie te voorkomen; het gehalte aan niet-metaalhoudende sulfiden in het materiaal is hoog en de aggregatie van sulfiden in lokale gebieden zal leiden tot een afname van de Cr-concentratie in de omgeving, waardoor een Cr-arm gebied ontstaat, waardoor de corrosieweerstand van roestvrij staal wordt aangetast; Als we de korrels van de roestvrijstalen flens observeren, kan worden vastgesteld dat de korrelgrootte extreem ongelijkmatig is, en dat de ongelijkmatige gemengde korrels in de organisatie gevoelig zijn voor verschillen in elektrodepotentiaal, resulterend in microbatterijen, die leiden tot elektrochemische corrosie op het oppervlak van het materiaal. De grove en fijne gemengde korrels van de roestvrijstalen flens houden voornamelijk verband met het warmwerkende vervormingsproces, dat wordt veroorzaakt door de snelle vervorming van de korrels tijdens het smeden. Analyse van de microstructuur van de corrosie nabij het oppervlak van de flens laat zien dat de corrosie begint vanaf het flensoppervlak en zich naar binnen uitstrekt langs de austenietkorrelgrens. De sterk vergrotingsmicrostructuur van het materiaal laat zien dat er meer derde fasen zijn neergeslagen op de austenietkorrelgrens van het materiaal. De derde fasen die zich op de korrelgrens verzamelen, hebben de neiging chroomuitputting aan de korrelgrens te veroorzaken, waardoor de neiging tot intergranulaire corrosie ontstaat en de corrosieweerstand ervan aanzienlijk wordt verminderd.

Conclusie

Uit de oorzaken van beitscorrosie van 304 roestvrijstalen flenzen kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

1. De corrosie van roestvrijstalen flenzen is het resultaat van de gecombineerde werking van meerdere factoren, waaronder de derde fase die neerslaat op de korrelgrens van het materiaal en de belangrijkste oorzaak is van flensfalen. Het wordt aanbevolen om de verwarmingstemperatuur tijdens warm werken strikt te controleren, de bovengrenstemperatuur van de materiaalverwarmingsprocesspecificatie niet te overschrijden en snel af te koelen na een vaste oplossing om te voorkomen dat u te lang in het temperatuurbereik van 450 ℃ -925 ℃ blijft om het neerslaan van deeltjes uit de derde fase te voorkomen.
2. De gemengde korrels in het materiaal zijn gevoelig voor elektrochemische corrosie op het oppervlak van het materiaal en de smeedverhouding moet tijdens het smeedproces strikt worden gecontroleerd.
3. Het lage Cr-gehalte en het hoge sulfidegehalte in het materiaal hebben rechtstreeks invloed op de corrosieweerstand van de flens. Bij het selecteren van materialen moet aandacht worden besteed aan het selecteren van materialen met pure metallurgische kwaliteit.