Lỗi ăn mòn giữa các hạt có nghĩa là thép không gỉ austenit 316 bị mẫn cảm trong quá trình hàn hoặc nung ở nhiệt độ cao-cao-trong thời gian dài. Crôm cacbua kết tủa liên tục dọc theo ranh giới hạt kim loại, dẫn đến sự suy giảm crom nghiêm trọng ở các vùng ranh giới hạt. Vùng ranh giới hạt mất khả năng hình thành một lớp màng thụ động chống ăn mòn-hoàn chỉnh và trở thành vùng cực dương của tế bào vi{6}}galvanic. Dưới sự xói mòn của môi trường ăn mòn, các ranh giới hạt được hòa tan và ăn mòn tốt nhất, lực liên kết giữa các hạt kim loại biến mất và thành ống bị thâm nhập giữa các hạt và rò rỉ nghiền thành bột. Lỗi này chủ yếu xảy ra ở các vùng -bị ảnh hưởng nhiệt của mối hàn và các đoạn đường ống làm việc trong phạm vi nhiệt độ nhạy cảm trong thời gian dài.
1. Cơ chế tiến hóa nhạy cảm và ăn mòn giữa các hạt
Khi thép không gỉ duy trì trong khoảng nhiệt độ 450 ~ 850 độ, các nguyên tử carbon bên trong ma trận sẽ khuếch tán đến các ranh giới hạt và kết hợp với crom để tạo ra kết tủa cacbua crom Cr₂₃C₆. Do tốc độ khuếch tán crom thấp hơn nhiều so với cacbon nên hàm lượng crom gần ranh giới hạt giảm mạnh xuống dưới giá trị tới hạn cần thiết cho sự hình thành màng thụ động. Các vùng ranh giới hạt trở nên hoạt động điện hóa và ăn mòn tốt hơn trong môi trường dẫn điện. Sự ăn mòn dần dần làm xói mòn dọc theo mạng lưới ranh giới hạt, cuối cùng làm cho vật liệu mất đi sự gắn kết giữa các hạt, các hạt còn nguyên vẹn rơi ra ở dạng bột. Không giống như vết nứt ăn mòn ứng suất xuyên hạt do lực kéo gây ra, hư hỏng này phát triển hoàn toàn dọc theo ranh giới tinh thể mà không có điều kiện ứng suất kéo bắt buộc.
2. Các vị trí điển hình dễ bị hư hại do ăn mòn giữa các hạt
Các đường nối mối hàn và các vùng -bị ảnh hưởng nhiệt liền kề chắc chắn sẽ phải trải qua nhiệt độ nhạy cảm trong quá trình hàn;
Các đoạn ống được bọc bằng dây đai điện và giữ ở nhiệt độ nhạy cảm không đổi trong nhiều tháng;
Rễ hàn đối đầu mặt bích có tốc độ làm nguội chậm và thời gian lưu trú nhạy cảm kéo dài;
Sửa chữa các khu vực hàn và hàn thứ cấp có chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại và chồng chất hiệu ứng nhạy cảm;
Các chân chết của đường ống với môi trường tĩnh dẫn đến nồng độ môi trường cục bộ và sự ăn mòn ranh giới hạt tăng cường.
3. Các yếu tố cảm ứng cốt lõi làm tăng tốc độ hư hỏng do ăn mòn giữa các hạt
Sử dụng thép không gỉ 316 thông thường có hàm lượng carbon cao mà không có-carbon thấp hoặc tối ưu hóa cấp độ ổn định;
Quá trình hàn thiếu các biện pháp làm mát nhanh, khiến vùng-bị ảnh hưởng nhiệt ở trong phạm vi nhiệt độ nhạy cảm quá lâu;
Nhiệt độ gia nhiệt bên ngoài được cố định trong khoảng thời gian nhạy cảm để-hoạt động lâu dài và không bị gián đoạn;
Không có-xử lý ủ dung dịch hàn sau để hòa tan cacbua crom kết tủa và khôi phục tính đồng nhất của crom;
Môi trường xử lý chứa các ion axit và halogen, giúp cải thiện đáng kể tốc độ ăn mòn của các ranh giới hạt nghèo crom-.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Ưu tiên chọn vật liệu thép không gỉ có độ ổn định-carbon 316L hoặc niobium-có hàm lượng thấp trong quá trình mua nguyên liệu
Giảm hàm lượng nguyên tố carbon về cơ bản để hạn chế lượng mưa cacbua.
② Tối ưu hóa quá trình hàn để sử dụng nhiệt lượng đầu vào nhỏ và làm mát nhanh cưỡng bức sau khi hàn
Rút ngắn thời gian phôi ở trong vùng nhiệt độ nhạy cảm.
③ Tiến hành giải pháp xử lý nhiệt tổng thể cho các bộ phận hàn chính để đồng nhất phân bố crom
Loại bỏ cấu trúc vi mô nhạy cảm và loại bỏ sự suy giảm crom ranh giới hạt.
④ Điều chỉnh các thông số nhiệt độ theo dõi điện để tránh nhiệt độ không đổi lâu dài trong khoảng 450~850 độ
Cắt bỏ điều kiện nhiệt cần thiết cho phản ứng nhạy cảm.
⑤ Tiến hành kiểm tra kim loại định kỳ và kiểm tra ăn mòn giữa các hạt điện hóa trên các bộ phận hàn
Sàng lọc các phụ kiện đường ống nhạy cảm trước khi xảy ra hư hỏng do ăn mòn vĩ mô.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Chế độ xử lý vật liệu & hàn | Nguy cơ ăn mòn giữa các hạt | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Vật liệu gốc cacbon 316-cao + làm nguội mối hàn chậm + không cần xử lý nhiệt sau mối hàn- | Sự ăn mòn ranh giới hạt rõ ràng và thủng cục bộ xuất hiện trong chu kỳ sử dụng trung bình | Thay thế phụ kiện đường ống 316L và thực hiện giải pháp ủ cho mối hàn |
| Vật liệu có hàm lượng carbon thấp/ổn định thấp + hàn đầu vào-nhiệt-thấp được tiêu chuẩn hóa + xử lý bằng giải pháp nhắm mục tiêu | Ngăn chặn hiệu quả lượng mưa cacbua và ăn mòn chọn lọc ranh giới hạt | Vật liệu tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật hàn dành cho đường ống gia nhiệt bằng thép không gỉ chống ăn mòn-giữa các hạt{1}} |
| Kiểm tra nghiêm ngặt thành phần vật liệu đầu vào + kiểm soát-trường nhiệt độ quy trình đầy đủ + xác minh lấy mẫu hiệu suất ăn mòn hàng năm | Nguy cơ tiềm ẩn sự bong tróc và rò rỉ ranh giới hạt cực thấp | Sơ đồ ưu tiên cho kỹ thuật hàn đường ống gia nhiệt trung bình có tính ăn mòn hóa học |
Phần kết luận
Sự ăn mòn giữa các hạt của ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 là do sự nhạy cảm với nhiệt dẫn đến thiếu crom ranh giới hạt, gây ra sự hòa tan điện hóa ưu tiên dọc theo ranh giới tinh thể. Các biện pháp phòng ngừa cốt lõi bao gồm tối ưu hóa loại vật liệu để giảm hàm lượng carbon, điều chỉnh tốc độ làm mát và đầu vào nhiệt hàn, thực hiện-xử lý nhiệt sau khi hàn, tránh dịch vụ nhiệt độ nhạy cảm-lâu dài và tăng cường phát hiện hiệu suất vật liệu thường xuyên. Quản lý toàn bộ-quy trình khép kín{6}} bao gồm lựa chọn nguyên liệu thô, kết cấu hàn tại hiện trường và kiểm soát nhiệt độ vận hành có thể ngăn chặn sự cố nghiền thành bột và rò rỉ đường ống do ăn mòn giữa các hạt của ống gia nhiệt.
