شکست خوردگی بین دانه ای به این معنی است که فولاد زنگ نزن آستنیتی 316 در طول جوشکاری یا گرمایش طولانی مدت با دمای بالا- حساس می شود. کاربید کروم به طور مداوم در امتداد مرزهای دانه های فلزی رسوب می کند که منجر به کاهش شدید کروم در مناطق مرزی دانه می شود. ناحیه مرز دانه توانایی تشکیل یک فیلم غیرفعال ضد خوردگی کامل را از دست می دهد و به ناحیه آند یک سلول میکرو-گالوانیکی تبدیل می شود. تحت فرسایش محیط خورنده، مرزهای دانه ترجیحا حل شده و حکاکی می شوند، نیروی پیوند بین دانه های فلزی ناپدید می شود و دیواره لوله دچار نفوذ بین دانه ای و نشت پودر شدن می شود. این خرابی بیشتر در نواحی تحت تأثیر حرارت جوش{9}}و بخشهای خط لوله که برای مدت طولانی در محدوده دمایی حساسسازی کار میکنند، رخ میدهد.
1. مکانیسم تکامل خوردگی حساس و بین دانه ای
هنگامی که فولاد ضد زنگ در فاصله دمایی 450 تا 850 درجه باقی میماند، اتمهای کربن در داخل ماتریس تا مرز دانهها پخش میشوند و با کروم ترکیب میشوند تا رسوب کاربید کروم Cr23C6 ایجاد کنند. از آنجایی که سرعت انتشار کروم به مراتب کمتر از کربن است، محتوای کروم در نزدیکی مرزهای دانه به شدت پایین تر از مقدار بحرانی مورد نیاز برای تشکیل فیلم غیرفعال می شود. مناطق مرزی دانه از نظر الکتروشیمیایی فعال می شوند و ترجیحاً در محیط رسانا خورده می شوند. خوردگی به تدریج در امتداد شبکه مرزی دانه فرسایش می یابد و در نهایت باعث می شود که ماده انسجام بین دانه ای را از دست بدهد و دانه های دست نخورده به شکل پودر می ریزند. برخلاف ترک خوردگی تنش فراگرانولار که توسط نیروی کششی ایجاد می شود، این آسیب صرفاً در امتداد مرزهای کریستالی بدون شرایط تنش کششی اجباری ایجاد می شود.
2. موقعیت های معمولی مستعد آسیب خوردگی بین دانه ای
درزهای جوش و گرمای مجاور-ناحیههایی را تحت تأثیر قرار میدهند که به ناچار از دمای حساسسازی در طول جوشکاری عبور میکنند.
بخش های لوله با تسمه های ردیابی الکتریکی پیچیده شده و ماه ها در دمای حساس ثابت نگه داشته می شوند.
ریشه های جوش لب به لب با سرعت خنک کننده آهسته و زمان ماندگاری طولانی مدت حساسیت.
تعمیر جوشکاری و نواحی جوش ثانویه با چرخه حرارتی مکرر و برهم نهی اثر حساسیت.
پاهای مرده خط لوله با محیط ایستا که منجر به غلظت محیط محلی و تشدید اچ کردن مرز دانه می شود.
3. فاکتورهای القای هسته تسریع کننده شکست خوردگی بین دانه ای
اتخاذ فولاد ضد زنگ معمولی 316 با محتوای کربن بالا بدون بهینه سازی درجه کربن پایین یا تثبیت شده؛
فرآیند جوشکاری فاقد اقدامات خنککننده سریع است که باعث میشود منطقه تحت تأثیر گرما{0}}در محدوده دمای حساسسازی برای مدت طولانی باقی بماند.
دمای گرمایش خارجی در فاصله زمانی حساسیت برای عملکرد طولانی مدت بدون وقفه ثابت است.
بدون عملیات بازپختی محلول جوشی برای حل کردن کاربید کروم رسوب شده و بازیابی یکنواختی کروم.
محیط فرآیند حاوی یونهای اسید و هالوژن است که به میزان زیادی سرعت اچ کردن مرزهای دانههای ضعیف کروم را بهبود میبخشد.
4. اقدامات فنی کامل-پیشگیری و کنترل پیوند
① ترجیحاً در هنگام تهیه مواد، مواد فولاد ضد زنگ تثبیت شده با کربن کم-316L یا نیوبیم-را انتخاب کنید
برای جلوگیری از بارش کاربید، محتوای عنصر کربن را بطور اساسی کاهش دهید.
مدت زمان ماندن قطعه کار در منطقه دمای حساس را کوتاه کنید.
③ عملیات حرارتی محلول کلی را برای اجزای کلیدی جوش داده شده برای همگن کردن توزیع کروم انجام دهید.
از بین بردن ریزساختار حساس و حذف کاهش کروم مرز دانه.
④ پارامترهای دمای ردیابی الکتریکی را برای جلوگیری از-دمای ثابت طولانی مدت در 450 تا 850 درجه تنظیم کنید
شرایط حرارتی مورد نیاز برای واکنش حساس شدن را قطع کنید.
⑤ انجام بازرسی متالوگرافی دوره ای و تست خوردگی بین دانه ای الکتروشیمیایی بر روی قطعات جوش داده شده
اتصالات لوله حساس را قبل از اینکه آسیب خوردگی ماکروسکوپی رخ دهد، غربال کنید.
5. جدول مقایسه اثر پیشگیری
表格
| حالت فرآیند مواد و جوشکاری | خطر خوردگی بین دانه ای | پیشنهاد کاربردی |
|---|---|---|
| مواد پایه کربن 316 بالا{{0}+ خنک کننده جوش آهسته + بدون عملیات حرارتی پس از جوش{4} | خوردگی مرز دانه و سوراخ موضعی آشکار در چرخه سرویس متوسط ظاهر می شود | اتصالات لوله 316 لیتری را جایگزین کنید و محلول آنیلینگ را برای اتصالات جوش داده شده اجرا کنید |
| کمتر-کربن/مواد تثبیتشده + جوشکاری کم-حرارت- استاندارد شده + عملیات محلول هدفمند | به طور موثر بارش کاربید و حکاکی انتخابی مرز دانه را سرکوب می کند | مشخصات استاندارد مواد و جوش برای لولههای گرمایش ضد زنگ فولاد ضد زنگ-بینگرانولی- |
| بازرسی دقیق اجزای مواد ورودی + کنترل کامل-درجه حرارت فرآیند + تأیید نمونهبرداری عملکرد خوردگی سالانه | مرز دانه بسیار کم لایه برداری و نشت نفوذ خطر پنهان است | طرح ترجیحی برای مهندسی جوش خط لوله گرمایش متوسط خورنده شیمیایی |
نتیجه گیری
خوردگی بین دانهای لولههای گرمایش فولاد ضد زنگ 316 ناشی از حساسیت حرارتی است که منجر به کمبود کروم در مرز دانه میشود، که باعث انحلال ترجیحی الکتروشیمیایی در امتداد مرزهای کریستالی میشود. ابزار اصلی پیشگیری شامل بهینهسازی درجه مواد تا محتوای کربن کمتر، تنظیم ورودی حرارتی جوشکاری و سرعت خنککننده، انجام{2}}عملیات حرارتی محلول جوشکاری، اجتناب از-خدمات دمایی حساسسازی طولانیمدت و تقویت تشخیص عملکرد منظم مواد است. مدیریت کل-فرایند بسته-حلقه انتخاب مواد خام، ساخت جوش میدانی و کنترل دمای عملیاتی میتواند از پودر شدن خط لوله و حوادث نشت ناشی از خوردگی بین دانهای لولههای گرمایش جلوگیری کند.
