Nguyên nhân và biện pháp khắc phục tình trạng ăn mòn gỉ sét của mặt bích inox 304

Tóm tắt: Khách hàng gần đây đã mua một lô mặt bích inox 304, được ngâm chua và thụ động trước khi sử dụng. Kết quả là, bong bóng xuất hiện trên bề mặt mặt bích thép không gỉ sau khi được cho vào bể ngâm hơn mười phút. Sau khi các mặt bích được lấy ra và làm sạch, người ta phát hiện thấy hiện tượng ăn mòn. Để tìm ra nguyên nhân gây ra sự ăn mòn của mặt bích thép không gỉ, ngăn chặn các vấn đề về chất lượng tái diễn và giảm thiệt hại kinh tế. Khách hàng đặc biệt mời chúng tôi giúp anh ta phân tích lấy mẫu và kiểm tra kim loại.

Đầu tiên xin giới thiệu mặt bích inox 304. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt, chịu nhiệt và tính chất cơ học ở nhiệt độ thấp. Nó có khả năng chống ăn mòn trong khí quyển và chống axit. Nó được sử dụng rộng rãi trong các dự án đường ống dẫn chất lỏng như dầu khí và công nghiệp hóa chất. Là một phần quan trọng của kết nối đường ống, nó có ưu điểm là dễ dàng kết nối và sử dụng, duy trì hiệu suất bịt kín đường ống và tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra và thay thế một phần nhất định của đường ống.

Quá trình kiểm tra

1. Kiểm tra thành phần hóa học: Đầu tiên, lấy mẫu mặt bích bị ăn mòn và sử dụng máy quang phổ để xác định trực tiếp thành phần hóa học của nó. Các kết quả được thể hiện trong hình dưới đây. So với yêu cầu kỹ thuật về thành phần hóa học inox 304 trong tiêu chuẩn ASTMA276-2013,hàm lượng Cr trong thành phần hóa học của mặt bích bị hỏng thấp hơn giá trị tiêu chuẩn.

2. Kiểm tra kim loại: Một mẫu mặt cắt dọc được cắt tại vị trí ăn mòn của mặt bích bị hỏng. Sau khi đánh bóng, không tìm thấy sự ăn mòn. Các tạp chất phi kim loại được quan sát dưới kính hiển vi kim loại và loại sunfua được đánh giá là 1,5, loại alumina được đánh giá là 0, loại muối axit được đánh giá là 0 và loại oxit hình cầu được đánh giá là 1,5; mẫu được khắc bằng dung dịch nước axit clohydric sắt clorua và quan sát dưới kính hiển vi kim loại 100 lần. Người ta phát hiện ra rằng các hạt austenite trong vật liệu cực kỳ không đồng đều. Cấp kích thước hạt được đánh giá theo GB/T6394-2002. Diện tích hạt thô có thể được đánh giá là 1,5 và diện tích hạt mịn có thể được đánh giá là 4,0. Bằng cách quan sát cấu trúc vi mô của sự ăn mòn gần bề mặt, có thể thấy rằng sự ăn mòn bắt đầu từ bề mặt kim loại, tập trung vào ranh giới hạt austenite và kéo dài vào bên trong vật liệu. Ranh giới hạt ở khu vực này bị phá hủy do ăn mòn và độ bền liên kết giữa các hạt gần như bị mất hoàn toàn. Kim loại bị ăn mòn nghiêm trọng thậm chí còn tạo thành bột, dễ dàng cạo ra khỏi bề mặt vật liệu.

3. Phân tích toàn diện: Kết quả kiểm tra vật lý và hóa học cho thấy hàm lượng Cr trong thành phần hóa học của mặt bích inox thấp hơn một chút so với giá trị tiêu chuẩn. Nguyên tố Cr là nguyên tố quan trọng nhất quyết định khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ. Nó có thể phản ứng với oxy để tạo ra oxit Cr, tạo thành lớp thụ động để chống ăn mòn; hàm lượng sunfua phi kim loại trong vật liệu cao và sự tích tụ sunfua ở các khu vực cục bộ sẽ dẫn đến giảm nồng độ Cr ở khu vực xung quanh, tạo thành khu vực nghèo Cr, từ đó ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ; quan sát các hạt của mặt bích thép không gỉ, có thể thấy kích thước hạt của nó cực kỳ không đồng đều và các hạt hỗn hợp không đồng đều trong tổ chức dễ hình thành sự khác biệt về điện thế, dẫn đến pin siêu nhỏ, dẫn đến ăn mòn điện hóa trên bề mặt của vật liệu. Các hạt hỗn hợp thô và mịn của mặt bích thép không gỉ chủ yếu liên quan đến quá trình biến dạng gia công nóng, nguyên nhân là do sự biến dạng nhanh chóng của các hạt trong quá trình rèn. Phân tích cấu trúc vi mô của sự ăn mòn gần bề mặt của mặt bích cho thấy sự ăn mòn bắt đầu từ bề mặt mặt bích và kéo dài vào bên trong dọc theo ranh giới hạt austenite. Cấu trúc vi mô có độ phóng đại cao của vật liệu cho thấy có thêm pha thứ ba kết tủa trên ranh giới hạt austenite của vật liệu. Các pha thứ ba tập trung ở ranh giới hạt dễ gây ra sự suy giảm crom ở ranh giới hạt, gây ra xu hướng ăn mòn giữa các hạt và làm giảm đáng kể khả năng chống ăn mòn của nó.

Phần kết luận

Từ nguyên nhân ăn mòn gỉ sét của mặt bích inox 304 có thể rút ra những kết luận sau:

1. Sự ăn mòn của mặt bích thép không gỉ là kết quả của sự tác động tổng hợp của nhiều yếu tố, trong đó pha thứ ba kết tủa trên ranh giới hạt của vật liệu là nguyên nhân chính gây ra hư hỏng mặt bích. Nên kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ gia nhiệt trong quá trình gia công nóng, không vượt quá nhiệt độ giới hạn trên của thông số kỹ thuật quy trình gia nhiệt vật liệu và làm nguội nhanh sau dung dịch rắn để tránh duy trì ở nhiệt độ 450oC -925oC quá lâu để ngăn chặn sự kết tủa của các hạt pha thứ ba.
2. Các hạt hỗn hợp trong vật liệu dễ bị ăn mòn điện hóa trên bề mặt vật liệu và tỷ lệ rèn phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình rèn.
3. Hàm lượng Cr thấp và hàm lượng sunfua cao trong vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống ăn mòn của mặt bích. Khi lựa chọn vật liệu cần chú ý lựa chọn vật liệu có chất lượng luyện kim thuần túy.