קורוזיה בין-גרגירית היא כשל קורוזיה ממוקד אופייני לגבול גרגירים ייחודי לפלדת אל-חלד אוסטניטית כגון 316. קורוזיה מתפשטת עדיפות לאורך גבולות התבואה ולא במטריצת המתכת, מה שגורם לחומר לאבד כוח מליטה בין-גרגירי. צינור החימום יהפוך לשביר ואבקתי בכוח חיצוני קל ללא אובדן עובי דופן ברור, דבר שיוביל בקלות לשבר פתאומי ולדליפה בינונית. פגם זה נובע בעיקר מעיבוד תרמי ריתוך והוא מוסתר מאוד בבדיקה שגרתית. מאמר זה מרחיב את עיקרון הדור שלו ואת פתרונות המניעה השיטתיים.
1. מנגנון היווצרות של קורוזיה בין-גרגירית
כאשר נירוסטה 316 נשמרת בטווח טמפרטורת הרגישות של 450 מעלות ~ 850 מעלות למשך תקופה מסוימת, אטומי פחמן בתוך החומר מתפזרים לגבולות התבואה ומתאחדים עם כרום כדי לזרז כרום קרביד (Cr₂₃C₆). המשקעים צורכים כמות גדולה של יסודות כרום ליד גבולות התבואה, ויוצרים אזור מדולדל- בכרום עם תכולת כרום נמוכה מסף הפסיבציה הקריטי. אזור גבול הגרגירים הדל בכרום אינו יכול ליצור סרט פסיבי שלם, והופך לאזור האנודה בעל עמידות בפני קורוזיה חלשה ביותר. בתווך חומצי המכיל כלוריד-, גבולות התבואה מתמוססים באופן מועדף לאורך רשת הגבישים, ובסופו של דבר גורמים לכל המתכת להתפורר מבפנים החוצה. הסיבה העיקרית היאדלדול כרום בגבול התבואה שנגרם על ידי משקעי קרביד.
2. קישורי עבודה עיקריים המעוררים רגישות
(1) מחזור תרמי ריתוך (הדחף הנפוץ ביותר)
חום הריתוך-המושפע עובר בהכרח דרך אזור טמפרטורת הרגישות במהלך חימום ריתוך וקירור טבעי. ריתוך ריבוי- מתמשך ללא הפרעה יגרום למחזוריות תרמית חוזרת, להחמרת דרגת דלדול הכרום ולהרחבת האזור הרגיש.
(2) לאחר חימום-להפגת מתחים
טמפרטורת טיפול בחום שגויה שנקבעה בתוך 450 ~ 850 מעלות תגרום באופן מלאכותי לרגישות בתפזורת של גוף הצינור כולו.
(3) שירות-לטווח ארוך בטמפרטורה גבוהה-
טמפרטורת עבודה-לטווח ארוך הננעלת במרווח הרגישות תפיל לאט קרבידים בתוך חומר הבסיס, מה שגורם בהדרגה לסיכוני קורוזיה בין-גרעיניים.
3. אמצעי מניעה מרכזיים בייצור ובבחירת חומרים
① בחירה בעדיפות של 316L פלדת אל חלד נמוכה-
בקרת תכולת פחמן מתחת ל-0.03%, הפחיתה מאוד את הגבול העליון של פחמן שיכול ליצור כרום קרביד, מונעת ביסודו משקעים מסיביים של קרבידים גבול גרגרים במהלך חימום ריתוך, שהוא האמצעי המונע החסכוני והמיינסטרים ביותר.
② תקן את מפרטי פעולת הריתוך
אמצו זרם קטן, מהירות ריתוך מהירה כדי לקצר את זמן השהייה באזור טמפרטורת הרגישות; השתמש בריתוך מפולח לדלג באלכסון במקום בריתוך מלא-מתמשך, והוסף קירור לסירוגין כדי למנוע השפעה תרמית חוזרת ונשנית על אותו אזור. הטמע הגנת ארגון על גב הריתוכים כדי למנוע חמצון ולהאיץ את קצב הקירור של חיבורי הריתוך.
③ חישול לאחר-פתרון ריתוך לתנאי עבודה-גבוהים של קורוזיה
חממו את חומר העבודה המרותך ל-1050 ~ 1120 מעלות לכיבוי מהיר של מים, המיס כרום קרביד משקע בחזרה לתמיסת המטריצה המוצקה, והשג חלוקה מחדש אחידה של יסודות הכרום בתוך גבולות הגרגרים והגרגרים כדי לחסל לחלוטין את הרגישות.
④ הימנע בקפדנות מטיפול בחום לא תקין
אסור להגדיר כל תהליך חימום בין 450 מעלות ל-850 מעלות במהלך יצירת עיבוד שלאחר-; אם נדרשת הפגת מתחים, אימץ טמפרטורה נמוכה במיוחד- הרבה מתחת לטווח הרגישות.
4. בקרת עזר לטיפול פני השטח
פסיבציה כימית וליטוש אלקטרו יכולים לתקן את הסרט הפסיבי של פני השטח שניזוק על ידי רגישות, אך תהליכים אלה פועלים רק על פני המתכת ואינם יכולים לחסל את דלדול הכרום הפנימי בגבול הגרגרים. לכן, טיפול פני השטח יכול רק להאט את קצב הקורוזיה הבין-גרעינית במקום למגר את הסכנה הנסתרת.
5. טבלת השוואת סיכונים של תוכניות שיפור שונות
表格
| שיטת בקרה | אפקט עיכוב | תרחיש ישים |
|---|---|---|
| החלף את חומר הבסיס ב-316L | דיכוי מעולה, יסודי | כל מוצרי צינור חימום מרותכים |
| ייעול פרמטרים של תהליך ריתוך | טוב, הפחת את דרגת הרגישות | סביבת קורוזיה בינונית רגילה |
| טיפול בחום של תמיסה מוצקה לאחר-ריתוך | ביטול יסודי של רגישות | תנאי עבודה קשים-בטמפרטורה גבוהה-כלוריד |
| טיפול פסיביות פשוט | חלש, רק הגנה על פני השטח | עזר זמני נגד-קורוזיה |
מַסְקָנָה
קורוזיה בין-גרגירית של צינורות חימום 316 נגרמת בעיקר על ידי רגישות ריתוך. אמצעי המניעה הישיר והיעיל ביותר הוא שימוש בחומרי גלם דלי- פחמן בנפח 316L. בשיתוף פעולה עם טכנולוגיית ריתוך סטנדרטית וחישול פתרון ממוקד עבור ציוד מפתח, ניתן להימנע לחלוטין מכשל קורוזיה בגבול התבואה, ולשפר את היציבות המבנית וחיי השירות של מכלולי חימום נירוסטה בסביבות תעשייתיות קורוזיביות.
