Vzroki in protiukrepi lužilne korozije prirobnic iz nerjavečega jekla 304

Povzetek: Stranka je pred kratkim kupila serijo prirobnic iz nerjavečega jekla 304, ki jih je bilo treba pred uporabo dekapirati in pasivizirati. Posledično so se na površini prirobnic iz nerjavečega jekla pojavili mehurčki, potem ko so bile več kot deset minut postavljene v posodo za luženje. Ko so bile prirobnice odstranjene in očiščene, je bila ugotovljena korozija. Da bi ugotovili vzrok korozije prirobnic iz nerjavečega jekla, preprečili ponoven pojav težav s kakovostjo in zmanjšali ekonomske izgube. Stranka nas je posebej povabila, da mu pomagamo pri analizi vzorcev in metalografski kontroli.

Najprej naj predstavim prirobnico iz nerjavečega jekla 304. Ima dobro odpornost proti koroziji, toplotno odpornost in nizkotemperaturne mehanske lastnosti. Je odporen proti koroziji v atmosferi in odporen na kisline. Široko se uporablja pri projektih cevovodov za tekočine, kot sta naftna in kemična industrija. Kot pomemben del povezave cevovoda ima prednosti enostavne povezave in uporabe, ohranja učinkovitost tesnjenja cevovoda ter olajša pregled in zamenjavo določenega odseka cevovoda.

Inšpekcijski postopek

1. Preverite kemično sestavo: Najprej vzorčite korodirano prirobnico in s spektrometrom neposredno določite njeno kemično sestavo. Rezultati so prikazani na spodnji sliki. V primerjavi s tehničnimi zahtevami kemične sestave nerjavečega jekla 304 v ASTMA276-2013,vsebnost Cr v kemični sestavi okvarjene prirobnice je nižja od standardne vrednosti.

2. Metalografski pregled: Vzorec vzdolžnega prereza je bil odrezan na mestu korozije pokvarjene prirobnice. Po poliranju ni bilo ugotovljene korozije. Nekovinski vključki so bili opazovani pod metalografskim mikroskopom in kategorija sulfida je bila ocenjena kot 1,5, kategorija aluminijevega oksida je bila ocenjena kot 0, kategorija kisle soli je bila ocenjena kot 0 in kategorija sferičnega oksida je bila ocenjena kot 1,5; vzorec smo jedkali z vodno raztopino železovega klorida in klorovodikove kisline ter opazovali pod 100x metalografskim mikroskopom. Ugotovljeno je bilo, da so zrna avstenita v materialu izjemno neenakomerna. Stopnja velikosti zrn je bila ocenjena v skladu z GB/T6394-2002. Grobozrnato območje je mogoče oceniti z 1,5, drobnozrnato pa s 4,0. Z opazovanjem mikrostrukture bližnjepovršinske korozije je mogoče ugotoviti, da se korozija začne na kovinski površini, se osredotoči na meje avstenitnih zrn in se razširi v notranjost materiala. Meje zrn na tem območju so zaradi korozije uničene, vezna trdnost med zrni pa je skoraj popolnoma izgubljena. Močno razjedena kovina tvori celo prah, ki se zlahka strga s površine materiala.

3. Celovita analiza: Rezultati fizikalnih in kemičnih testov kažejo, da je vsebnost Cr v kemični sestavi prirobnice iz nerjavečega jekla nekoliko nižja od standardne vrednosti. Element Cr je najpomembnejši element, ki določa korozijsko odpornost nerjavnega jekla. Lahko reagira s kisikom, da proizvede Cr okside, ki tvorijo pasivno plast za preprečevanje korozije; vsebnost nekovinskih sulfidov v materialu je visoka in agregacija sulfidov na lokalnih območjih bo povzročila zmanjšanje koncentracije Cr v okolici, kar bo oblikovalo območje, ki je revno s Cr, kar bo vplivalo na korozijsko odpornost nerjavnega jekla; pri opazovanju zrn prirobnice iz nerjavečega jekla je mogoče ugotoviti, da je njena velikost zrn izjemno neenakomerna, neenakomerna mešana zrna v organizaciji pa so nagnjena k tvorbi razlik v potencialu elektrod, kar ima za posledico mikrobaterije, ki povzročajo elektrokemično korozijo na površino materiala. Groba in fina mešanica zrn prirobnice iz nerjavečega jekla je v glavnem povezana s postopkom vroče obdelave, ki je posledica hitre deformacije zrn med kovanjem. Analiza mikrostrukture bližnjepovršinske korozije prirobnice kaže, da se korozija začne s površine prirobnice in sega v notranjost vzdolž meje avstenitnega zrna. Mikrostruktura materiala z veliko povečavo kaže, da je na meji avstenitnega zrna materiala izločenih več tretjih faz. Tretje faze, zbrane na meji zrn, so nagnjene k zmanjšanju vsebnosti kroma na meji zrn, kar povzroči nagnjenost k intergranularni koroziji in močno zmanjša odpornost proti koroziji.

Zaključek

Iz vzrokov lužilne korozije prirobnic iz nerjavečega jekla 304 je mogoče sklepati naslednje:

1. Korozija prirobnic iz nerjavečega jekla je posledica kombiniranega delovanja več dejavnikov, med katerimi je tretja faza, ki se izloči na meji zrn materiala, glavni vzrok za odpoved prirobnice. Priporočljivo je, da strogo nadzorujete temperaturo ogrevanja med vročim delom, da ne presežete zgornje mejne temperature specifikacije postopka ogrevanja materiala in da se po trdni raztopini hitro ohladite, da se izognete predolgemu bivanju v temperaturnem območju 450 ℃-925 ℃. da se prepreči obarjanje delcev tretje faze.
2. Mešana zrna v materialu so nagnjena k elektrokemični koroziji na površini materiala, zato je treba razmerje kovanja med postopkom kovanja strogo nadzorovati.
3. Nizka vsebnost Cr in visoka vsebnost sulfida v materialu neposredno vplivata na odpornost prirobnice proti koroziji. Pri izbiri materialov je treba pozornost posvetiti izbiri materialov čiste metalurške kakovosti.