Krekiranje korozijom kloridnim stresom: Zašto 316L odupire pukotinama i duplexu

Korizacija od klorida, ili CSCC, događa se kada se tri stanja poklapaju: trajni stres, kloridi i temperatura iznad otprilike 60 stupnjeva Celzijusa. U tim uvjetima standardne austenitne vrste kao što su 304L i 316L mogu se iznenada i katastrofalno puknuti iako površina pokazuje malu opću koroziju, dok dupleksne vrste kao što su 2205 i 2507 i potpuno feritni nehrđajući čelik mnogo bolje otporni na pukotine. Kontrolirajuća varijabla je mikrostruktura: kontinuirana austenitna faza 316L-a je intrinzično osjetljiva, dok dvostrana dupleksna struktura prekida rast pukotina.

Tronogeni mehanizam
CSCC se često opisuje kao stolica s tri noge, a udaranje bilo koje noge sprečava pukotine. Prva je noga napona na vuci, bilo da se primjenjuje radno opterećenje ili, češće, ostatak napona zaključan zavarivanjem, hladnim savijanjem ili oblikovanjem; ostatak napona u blizini zavarivanja može se približiti snagom materijala bez ikakvog vanjskog opterećenja. Druga noga je okruženje koje sadrži hloride, a prag može biti iznenađujuće nizak, jer se hloridi koncentrišu ispod naslaga, u pukotinama i ispod izolacije dok voda ispari. Treća je temperatura; osjetljivost se naglo popne iznad oko 60 stupnjeva Celzijusa, zbog čega su tople cijevi, vodovodne linije i oprema pod toplotno izolacijom klasična mjesta kvarova. S obzirom na prisutnost svih triju, pukotine počinju u jama ili površne defekte i šire se kao fine, razgranate, često transgranularne mreže koje mogu prodrijeti kroz zid u tjednima. Budući da površina obično ne pokazuje gotovo nikakvu opću koroziju, CSCC često ne daje vidljivo upozorenje prije curenja kroz zid ili iznenadne pukotine, a to je ono što ga čini tako opasnim u radnom stanju pod pritiskom.

Zašto su osjetljivi na austenitne razine
Osjetljivost 304L i 316L dolazi od njihove potpuno austenitne, usredotočene kubne strukture lica i njihovog sadržaja nikla u rasponu od oko 8 do 12 posto. Iskustvo i laboratorijski podaci pokazuju da su austenitni nerđajući čelik najprilagodniji za CSCC upravo u ovom međuproizvodu nikla, gdje se pasivni film lokalno razgrađuje i pukotina pronalazi neprekidnu austenitnu putanju. S jednom kontinuiranom fazom, kada pukotina počne, nema metalurške barijere da je usporava, tako da su kvarovi skloni brzim i daju malo upozorenja. Molibden, kao i 316L, poboljšava otpornost na otpad i umjereno odgađa početak pukotina, ali ne mijenja osnovnu austenitnu osjetljivost, zbog čega se 316L još uvijek pukne u toploj kloridnoj službi.

Tablica: Relativno ponašanje CSCC-a

Zašto dupleks ne može da se koristi
Dupleksni nehrđajući čelik se odupire CSCC-u jer je otprilike polovica njegove strukture ferit, koji je kubno usmjeren na tijelo i intrinzično je mnogo otporniji na pukotine hlorida od austenita. U dupleksnoj mikrostrukturi pukotina koja počinje u ostrvu austenita uskoro se ulijeva u zrno ferita koje ga zaustavlja ili odvraća, tako da neprekidna putanja za širenje koja osuđuje 316L jednostavno nije tu. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 Komisija je odlučila da se odluka o uvođenju mjera odredi u skladu s člankom 3. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1225/2009. Praktični rezultat je veliki skok u razini temperature i klorida koji se toleriše prije nego što pukotina postane rizik: gdje se 316L može ograničiti na skromne temperature u kloridnoj službi, 2205 i 2507 proširuju sigurnu radno vrijeme daleko dalje, zbog čega su standardna nadogradnja za vruću Otpornost duplex nije neograničena; na vrlo visokim temperaturama i koncentracijama hlorida čak i duplexne razine mogu na kraju puknuti, ali prag se povećava za desetine stupnjeva, obično dovoljno da se aplikacija preseli iz rizika od kroničnog neuspjeha u sigurnu radnu omotnicu.

U skladu s člankom 4. stavkom 2.
Ne postoji jedinstveni univerzalni prag, ali postoje korisne smjernice. Za austenit 304 i 316, rizik od CSCC-a naglo se povećava iznad oko 60 stupnjeva Celzijusa kada su prisutni i hloridi i stres na vladanju; ispod te temperature ove vrste se obično koriste u okruženjima s hloridima s prihvatljivom pouzdanosti. Nepoznat poseban slučaj je korozija pod izolacijom, gdje kišna voda koja nosi hloride upija izolaciju na toplim cijevima, ispari i koncentriše hlorid na višestruko veći nivo od količine na površini metala, pucajući linije koje bi samo kemijska tehnika mogla nazvati sigurnim. Prepoznavanje ovih uvjeta, vrućih površina, izolacije, pukotina, koncentracije isparavanja i ostatka napetosti zavarivanja, prvi je korak ka sprečavanju kvarova.

Strategije prevencije
Učinkovita prevencija napada jednu ili više nogu mehanizma. Najpouzdanija mjera je nadogradnja razine: zamjena 316L-a 2205 ili 2507 uklanja metaluršku osjetljivost umjesto samo upravljanja okolišom, a to je standardno rješenje za toplinu hlorida. Ako je razina fiksna, pomaže smanjenje napetosti na vuci: opterećenje opcijom nakon zavarivanja ili tretman za ublažavanje napetosti smanjuje ostatak napetosti, a promjene u dizajnu koje izbjegavaju koncentraciju napetosti smanjuju pokretačku snagu. Kontrola okoliša je treći način, održavanje niske razine površinskog hlorida, uklanjanje pukotina i stagniranih zona gdje se hloridi koncentrišu, odabir izolacijskih sustava i premaza koji prolijevaju vodu, i održavanje temperature ispod praga osjetljivosti gdje god je to moguće. Detalji izrade također su važni, jer ugrađeno željezo, prskanje zavarivača i grube površine stvaraju mjesta za početak; pasivacija i usisivanje nakon izrade vraćaju čist, jednaki pasivni film i uklanjaju slobodno željezo koje bi inače izazvalo šupljine i pukotine. U slučaju da je proizvod izravno proizvedeno iz proizvoda iz kategorije II. Ako kombinirate pravu razinu, kontrolirani stres i upravljano okruženje, CSCC se pretvara iz nepredvidljive opasnosti u dobro shvaćeni, izbjegavan način neuspjeha.

Često postavljana pitanja
P: Na kojoj temperaturi 316L postaje osjetljiv na klorid SCC?
Odgovor: Rizik se naglo povećava iznad otprilike 60 stupnjeva Celzijusa kada su prisutni i hloridi i stres pri vuci; ispod toga, austenitne vrste se široko koriste u kloridnoj službi.
P: Zašto dupleks bolje odoliva puknutoći od 316L?
Odgovor: Njegova mikrostruktura je oko pola ferita, koji je u sebi otporan na kloridno puktanje i prekida kontinuirani austenitni put koji omogućuje rascjepama da se šire u 316L.

Suočavanje s rizikom od korozije kloridnim stresom? Nadogradnja na dupleks ili super duplex cijev iz Zhejiang Wenqiang nehrđajućeg čelika Co., Ltd. Telefoni: +86 577 8922 2595 / https://www.chinawqsteel.com/