Årsaker og mottiltak til beisingskorrosjon av 304 rustfrie stålflenser

Sammendrag: Kunden kjøpte nylig et parti med 304 rustfrie stålflenser, som skulle syltes og passiveres før bruk. Som et resultat dukket det opp bobler på overflaten av de rustfrie stålflensene etter å ha blitt plassert i beisetanken i mer enn ti minutter. Etter at flensene var tatt ut og rengjort ble det funnet korrosjon. For å finne ut årsaken til korrosjonen av de rustfrie stålflensene, forhindre at kvalitetsproblemer oppstår igjen, og redusere økonomiske tap. Kunden inviterte oss spesielt til å hjelpe ham med prøvetakingsanalyse og metallografisk inspeksjon.

Først, la meg introdusere 304-flensen i rustfritt stål. Den har god korrosjonsbestandighet, varmebestandighet og mekaniske egenskaper ved lav temperatur. Den er korrosjonsbestandig i atmosfæren og syrebestandig. Det er mye brukt i væskerørledningsprosjekter som petroleums- og kjemisk industri. Som en viktig del av rørledningsforbindelsen har den fordelene med enkel tilkobling og bruk, opprettholdelse av rørledningens tetningsytelse og letter inspeksjon og utskifting av en viss del av rørledningen.

Inspeksjonsprosess

1. Sjekk den kjemiske sammensetningen: Prøv først den korroderte flensen og bruk et spektrometer for å bestemme dens kjemiske sammensetning direkte. Resultatene er vist i figuren nedenfor. Sammenlignet med de tekniske kravene til 304 rustfritt stål kjemisk sammensetning i ASTMA276-2013,Cr-innholdet i den kjemiske sammensetningen til den mislykkede flensen er lavere enn standardverdien.

2. Metallografisk inspeksjon: En langsgående tverrsnittsprøve ble kuttet på korrosjonsstedet til den mislykkede flensen. Etter polering ble det ikke funnet korrosjon. Ikke-metalliske inneslutninger ble observert under et metallografisk mikroskop og sulfidkategorien ble vurdert til 1,5, aluminiumoksydkategorien ble vurdert til 0, syresaltkategorien ble vurdert til 0, og den sfæriske oksidkategorien ble vurdert til 1,5; prøven ble etset med vandig jernklorid-saltsyreløsning og observert under et 100x metallografisk mikroskop. Det ble funnet at austenittkornene i materialet var ekstremt ujevne. Kornstørrelsesgraden ble evaluert i henhold til GB/T6394-2002. Grovkornarealet kan rangeres til 1,5 og finkornområdet kan rangeres til 4,0. Ved å observere mikrostrukturen til den overflatenære korrosjonen, kan man finne at korrosjonen starter fra metalloverflaten, konsentrerer seg om austenittkorngrensene og strekker seg til innsiden av materialet. Korngrensene i dette området blir ødelagt av korrosjon, og bindestyrken mellom kornene går nesten helt tapt. Det sterkt korroderte metallet danner til og med pulver, som lett skrapes av overflaten av materialet.

3. Omfattende analyse: Resultatene av fysiske og kjemiske tester viser at Cr-innholdet i den kjemiske sammensetningen av rustfri stålflens er litt lavere enn standardverdien. Cr-elementet er det viktigste elementet som bestemmer korrosjonsmotstanden til rustfritt stål. Det kan reagere med oksygen for å produsere Cr-oksider, og danner et passiveringslag for å forhindre korrosjon; det ikke-metalliske sulfidinnholdet i materialet er høyt, og aggregeringen av sulfider i lokale områder vil føre til en reduksjon i Cr-konsentrasjonen i området rundt, og danner et Cr-fattig område, og dermed påvirke korrosjonsmotstanden til rustfritt stål; Ved å observere kornene til den rustfrie stålflensen, kan det oppdages at kornstørrelsen er ekstremt ujevn, og de ujevne blandede kornene i organisasjonen er tilbøyelige til å danne forskjeller i elektrodepotensial, noe som resulterer i mikrobatterier, som fører til elektrokjemisk korrosjon på overflaten av materialet. De grove og fine blandede kornene i den rustfrie stålflensen er hovedsakelig relatert til den varmebearbeidende deformasjonsprosessen, som er forårsaket av den raske deformasjonen av kornene under smiing. Analyse av mikrostrukturen til overflatenær korrosjon av flensen viser at korrosjonen starter fra flensoverflaten og strekker seg til innsiden langs austenittkorngrensen. Materialets mikrostruktur med høy forstørrelse viser at det er flere tredjefaser utfelt på materialets austenittkorngrense. De tredje fasene samlet på korngrensen er tilbøyelige til å forårsake kromutarming ved korngrensen, noe som forårsaker intergranulær korrosjonstendens og reduserer korrosjonsmotstanden betydelig.

Konklusjon

Følgende konklusjoner kan trekkes fra årsakene til beisingskorrosjon av 304 rustfrie stålflenser:

1. Korrosjonen av rustfrie stålflenser er et resultat av den kombinerte virkningen av flere faktorer, blant annet er den tredje fasen utfelt på materialets korngrense hovedårsaken til flenssvikt. Det anbefales å strengt kontrollere oppvarmingstemperaturen under varmt arbeid, ikke å overskride den øvre grensetemperaturen for materialoppvarmingsprosessspesifikasjonen, og å avkjøle raskt etter fast løsning for å unngå å holde seg i temperaturområdet 450 ℃ -925 ℃ for lenge for å forhindre utfelling av tredje fase partikler.
2. De blandede kornene i materialet er utsatt for elektrokjemisk korrosjon på overflaten av materialet, og smiingsforholdet bør kontrolleres strengt under smiingsprosessen.
3. Det lave Cr-innholdet og det høye sulfidinnholdet i materialet påvirker direkte korrosjonsmotstanden til flensen. Ved valg av materialer bør man være oppmerksom på valg av materialer med ren metallurgisk kvalitet.