Sigma faza oslabljenja: Upravljanje uslugom visoke temperature u cevima od nehrđajućeg čelika

Sigma faza je formacija tvrdog, krhka hrom-željezno intermetallic u nehrđajućem čeliku koji se spoji otprilike između 600 i 950 C, oduzimajući legure i čvrstoće i otpornost na koroziju. Praktični rezultat: cijevi koje su bile fleksibilne kada su bile postavljene mogu postati opasno krhke nakon dugog korištenja ili nakon sporog hlađenja kroz taj prozor, osobito u cijevima visokog hroma, visokog molibdena i dupleksnih cijevi. Upravljanje je ograničeno na kontrolu vremena i temperature izlaganja, određivanje prave razine i vraćanje mikrostrukture kroz izgaranje rastvorom kada je potrebno. U Zhejiang Wenqiang nehrđajućeg čelika Co., Ltd. Mi se bavimo sigma faza u fazi dizajna i toplinske obrade, a ne kao kasnička misao.

Što je sigma faza i zašto se formira
Sigma je uređena, hrom bogata intermetallic (šire FeCr tip), iznimno tvrda s gotovo nikakvom fleksibilnošću. U granicama zrna i na interfejsima ferit-austenit, jer su to mjesta koja mu daju i snabdijevanje hromom i difuzijske puteve koje mu trebaju. Formiranje je kontrolirano difuzijom, pa ovisi o temperaturama i vremenu zajedno: unutar kritičnog pojasa legura treba održanu izloženost da bi se izgradila značajna sigma, a padavine najbrže teku u sredini raspona, često blizu 700-850 C za mnoge austenitne razine.
Par stvari čine Sigma podmuklom. Budući da izvlači hrom iz okružne matrice kako bi se sam izgradio, susjedni metal završava osiromašen hromom i manje otporan na koroziju, tako da jedan mehanizam napada mehaničke i kemijske performanse odjednom. A može se formirati tijekom sporog hlađenja od zavarivanja ili kovanja, ne samo u radu, što znači da komponenta već može nositi sigmu prije nego što se uopće stavi u rad.

Koje razine su osjetljive
Osjetljivost se povećava s sadržajem hroma i molibdena, jer su oboje snažni sigma formeri. Visoko legirane austenitne razine kao što su 316, 317 i superaustenitike sklonije su nego slaba 304. Razredovi stabilizirani titanijem ili niobijem, kao što su 321 i 347, odabrani su za povišenu temperaturu djelomično zato što otporni na senzibilizaciju, ali nisu imunni na sigmu na vrhu benda.
Dupleks i super dupleks razine zahtijevaju posebnu brigu. 2205 i 2507/S32750 nose oko 22-25% hroma plus molibden i veliki dio ferita, a jer se sigma najbrže formira u feritu, mogu vrlo brzo ispustiti faze krhkoće u rasponu od 700-900 C. Zato dupleksna proizvodnja uspostavlja stroge kontrole na toplotnu ulaz i temperaturu između prolaza, i zašto je maksimalna preporučena temperatura rada za 2205 znatno niža od mnogih austenitika. Držite dupleks liniju predugo blizu 850 C i otpornost na udarac može pasti s litice.

Posljedice u službi
Najjasniji simptom sigma frustracije je propadanje otpornosti na udar pri sobnoj temperaturi. Metal koji je u Charpyjevom testu upijao visoku energiju kada je novi može pasti na mali dio nakon sigma oblika, što povećava rizik od krhkih fraktura tijekom isključenja, toplinskog ciklusa ili hidrostatičkog ponovnog testiranja kada je metal hladan. Zbog toga se opasnost često otkriva tek kad se postrojenje hladi radi održavanja.
Kazna za koroziju dolazi od iscrpljenja hroma oko sigma čestica. Lokalni napadi, izbočine i korozija između zrna ubrzavaju se u tim iscrpljenim zonama, oslabljajući iste legure izabrane za agresivnu upotrebu. U dupleksnim materijalima kombinirani gubitak čvrstoće i otpornosti na koroziju upravo je razlog zašto je izbjegavanje faza krhkoće glavni zahtjev za proizvodnju.

Prevencija kroz projektiranje i specifikaciju
Prvo što treba učiniti je držati metal izvan kritičnog pojasa tijekom rada. Postavite dokumentiranu maksimalnu radnu temperaturu i poštujte je, i izbjegnete većinu Sigma u upotrebi. Za dupleks cijevi to znači poštovanje proizvođačeve temperature, a ne viši granični propisi za austenitike. Ako je neizbježna visoka temperatura, odaberite stabiliziranu ili namjensko dizajniranu visoku temperaturu i uzmite u obzir kumulativnu izloženost tijekom projektiranog trajanja.
Kontrole proizvodnje nose jednako veliku težinu. Brzo hlađenje kroz raspon padavina nakon varenja ili toplog oblikovanja ograničava vrijeme dostupno za difuziju, tako da sigma ima manje šanse za rast. Za dupleks, kontrola ulazne topline, temperature između prolaza i brzine hlađenja održava ferit-austenit ravnotežu i zadržava intermetallike. Ponovljeni popravni zavari na jednom mjestu skriveni su opasnost, jer svaki doda još jedan toplinski ciklus kroz opasnu zonu.

Otkrivanje i obnavljanje
Sigma se pokazuje metalografski pod graviranjem i mikroskopom, a njegov učinak se mjeri testiranjem udara koji otkriva izgubljenu čvrstoću. Budući da je tvrdo, istraživanja tvrdoće i specijalizirani etzanti mogu označiti sumnjiva područja, a testovi korozije potvrđuju iscrpljenost hroma. Kada se otkrije da komponenta drži štetnu sigmu, možete resetirati mikrostrukturu izgaranjem rastvora: zagrijte daleko iznad raspona padavina, obično oko 1040-1120 C za mnoge austenitne razine, držite dovoljno dugo da se intermetallic ponovno rastvori u rastvor, a zatim brzo ugasite kako biste
Izgrijavanje rastvorom radi, ali nije uvijek praktično na instaliranim cijevima, pa je prevencija i dalje bolja opcija. Za novi materijal, odgovarajuće stanje isporuke u obliku topljenja i ugasivanja, provjereno kemijskim i mehaničkim testiranjem, osigurava da cijev počinje bez faza krhkoće.

Praktične pouke
Sigma faza je vremenski i temperaturni fenomen, najaktivniji između otprilike 600 i 950 C i najbrži u legurama s visokim udjelom hroma, molibdena i dupleksnih legura. U slučaju da se ne primijenjuje, potrebno je utvrditi razinu i vrijeme za upotrebu. Pronađite ga metalografijom i udarnim testiranjem, i gdje god možete, obrnite ga izgaranjem rastvora, a zatim brzim ugasivanjem. Wenqiang isporučuje austenitne, stabilizirane i dupleksne razine u ispravnom toplinski tretiranom stanju, s internim kemijskim, mehaničkim i korozijskim testiranjem kako bi potvrdio da je mikrostruktura zdrava prije nego cev dostigne uslugu visoke temperature.

Često postavljana pitanja
P: Na kojoj temperaturi se sigma faza formira u nerđajućem čeliku?
Sigma faza se spoji otprilike između 600 i 950 C, s najbržim formiranjem obično u sredini tog pojasa. Dugo izlaganje ili sporo hlađenje kroz raspon potiče ga, posebno u visokokromskoj, visokokromskoj molibdenu i dupleksnim vrstama.
P: Može li se preobratiti sigma faza?
A: Da. Rastvorna izgaranje na otprilike 1040-1120 C za austenitnim razredima rastvara sigma natrag u matrice, a brzo ugasivanje sprečava ga od reformiranja. U ugrađenim cijevima to je često nepraktično, pa se radije sprječava kontrolom temperature.

Za otporne i otporne sustave za proizvodnju gume i gume, koji su bili proizvedeni u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, primjenjuje se sljedeći popis: https://www.chinawqsteel.com/