Tokom oblikovanja savijanjem, hladne obrade i argon-lučnog zavarivanja 316 grijaćih cijevi od nehrđajućeg čelika, neizbježno se stvara velika količina zaostalog zateznog naprezanja unutar zona zahvaćenih toplinom osnovnog metala i zavara{1}}. Kada temperatura zagrevanja zavarivanja poraste na temperaturni opseg senzibilizacije od 450 do 850 stepeni, hrom karbid se taloži duž granica zrna, što dovodi do iscrpljivanja hroma na granicama zrna. Jednom kada se cijev za grijanje stavi u upotrebu u kiselom ili korozivnom mediju koji sadrži klorid-, granice zrna postaju prioritetni kanali korozije, izazivajući ozbiljnu intergranularnu koroziju. Pod kombiniranim djelovanjem zaostalog vlačnog naprezanja i korozivnog okruženja, pukotine od korozije među granularnim naponom se brzo šire, koje je teško otkriti konvencionalnim pregledom površine i često dovode do iznenadnog krtog curenja snopova grijaćih cijevi. Mnogi proizvođači provode samo jednostavno prirodno hlađenje nakon -zavarivanja bez žarenja otopinom ili toplinske obrade za ublažavanje naprezanja. Čak i ako se nakon zavarivanja provede pasivizacija kiseljenja, skrivena opasnost od preosjetljivosti granica zrna i zaostalog vlačnog naprezanja ne može se iz temelja eliminirati, što rezultira čestim prijevremenim kvarom zavarenih cijevi za grijanje u teškim industrijskim radnim uvjetima. Stoga je formulacija klasificiranih i standardiziranih procesa toplinske obrade ključno tehničko sredstvo za eliminaciju osjetljivosti zavarivanja i zaostalog naprezanja, te fundamentalno poboljšanje otpornosti na međugranularnu koroziju grijaćih cijevi od 316 nehrđajućeg čelika.
Nepravilna toplinska obrada ili izostanak toplinske obrade dovodi do dva tipična uzroka kvara: trošenja hroma na granici zrna i akumulacije zaostalog vlačnog naprezanja. Kada nerđajući čelik ostane predugo u zoni temperature senzibilizacije tokom zavarivanja i sporog hlađenja, atomi ugljenika se kombinuju sa hromom da bi istaložili Cr₂₃C₆ duž granica zrna. Brza potrošnja hroma na granicama zrna stvara hrom-bedan sloj, čiji je potencijal korozije daleko manji od potencijala korozije u unutrašnjosti zrna. U korozivnom elektrolitu, granice zrna su prvenstveno otopljene, što rezultira intergranularnom korozijom i gubitkom sile međugranularne veze metala. U međuvremenu, neravnomjerno zagrijavanje i hlađenje tokom zavarivanja i hladnog oblikovanja stvaraju zaostalo vlačno naprezanje koncentrisano na zavare, savijene dijelove i područja stezanja. Preostalo vlačno naprezanje ne samo da ubrzava iniciranje i širenje međugranularnih korozionih prslina, već i superponira naizmjenična toplinska naprezanja tijekom rada opreme, uvelike skraćujući period inkubacije pucanja korozije pod naprezanjem. Za sklopove grijaćih cijevi sa složenim strukturama, lokalna senzibilizacija i koncentracija naprezanja često se javljaju na uskim prazninama, koji postaju-najveći rizični položaji za intergranularnu koroziju.
Ova studija iznosi četiri standardizirane strategije kontrole toplinske obrade za poboljšanje međugranularne otpornosti na koroziju zavarenih cijevi od nehrđajućeg čelika 316. Prvo, klasificirajte sheme toplinske obrade prema vrsti materijala, načinu obrade i riziku od korozije u radu. Za 316 cijevi za grijanje od nehrđajućeg čelika s uobičajenim radnim uvjetima cirkulirajuće vode i niskim rizikom od korozije, usvojeno je žarenje za ublažavanje naprezanja pri niskim temperaturama kako bi se eliminisalo zaostalo vlačno naprezanje uzrokovano hladnim savijanjem i zavarivanjem, izbjegavajući dugotrajno zadržavanje unutar temperaturnog raspona osjetljivosti. Za visoko-kloridne, kisele i povremene visoke-radne sredine sa visokim rizikom od intergranularne korozije, prednost je od 316L ultra-nerđajućeg čelika sa niskim udjelom ugljika, a tretman žarenjem u punom rastvoru se provodi nakon zavarivanja. Ultra-ugljični dizajn 316L efikasno inhibira taloženje hrom karbida, dok termička obrada rastvora može ponovo rastvoriti istaložene karbide hroma u austenitnu matricu i ponovo ostvariti ujednačenu distribuciju hroma. Za velike sklopove grijanja koji se ne mogu postaviti u peći za termičku obradu, lokalno brzo indukcijsko zagrijavanje i gašenje vodom se izvode na zonama zahvaćenim toplinom-zavara kako bi se skratilo vrijeme zadržavanja u intervalu senzibilizacije.
Drugo, strogo kontrolirajte temperaturu žarenja otopine, vrijeme zadržavanja i parametre brzog hlađenja. Podesite temperaturu termičke obrade rastvora nerđajućeg čelika 316 i 316L između 1050 stepeni i 1120 stepeni, razumno formulišite vreme držanja prema debljini zida: svaki 1 mm debljine zida odgovara 2 do 3 minuta očuvanja toplote kako bi se osiguralo dovoljno ponovno otapanje taloga na granicama zrna. Nakon očuvanja toplote, mora se primeniti prinudno brzo gašenje vodom ili -brzo gasno hlađenje kako bi se brzo prešao opseg temperature senzibilizacije od 450–850 stepeni u najkraćem vremenu, sprečavajući sekundarno taloženje hrom karbida tokom sporog hlađenja. Izbjegavajte previsoku temperaturu žarenja iznad 1150 stupnjeva, što će uzrokovati grubo zrno i smanjiti mehanička svojstva i otpornost na zamor podloge od nehrđajućeg čelika. Za grijaće cijevi s tankim{15}}stinama ispod 2 mm, strogo kontrolirajte brzinu zagrijavanja kako biste spriječili lokalno pregrijavanje i deformaciju cijevi.
Treće, standardizirajte procese žarenja za ublažavanje naprezanja na niskim{0}}ima za komponente neprikladne za obradu otopinom. Podesite temperaturu žarenja između 300 i 400 stepeni, sa brzinom zagrevanja manjom od 3 stepena u minuti i očuvanjem toplote od 60 do 120 minuta, nakon čega sledi polagano hlađenje peći na sobnu temperaturu. Ovaj proces može osloboditi većinu zaostalog zateznog naprezanja nastalog hladnom obradom i zavarivanjem bez izazivanja taloženja hrom karbida i senzibilizacije granice zrna. Prije termičke obrade, temeljno uklonite površinsko ulje, masnoću i organske zagađivače kako biste izbjegli nagljičenje površine tokom visoko-zagrijavanja, što će uzrokovati lokalno trošenje hroma i postati tačke osjetljive na međugranularnu koroziju. Zaštitite površinu cijevi za grijanje inertnom zaštitnom atmosferom tokom termičke obrade na visokim{11}}temperaturama kako biste spriječili površinsku oksidaciju i dekarbonizaciju.
Četvrto, implementirajte naknadnu-inspekciju termičke obrade i provjeru performansi antikorozivne{1} serije serije. Nakon termičke obrade, izvršite metalografsku inspekciju da biste uočili status precipitacije na granicama zrna i izvršite testove intergranularne korozije u skladu sa nacionalnim standardnim metodama kako biste potvrdili da li dolazi do senzibilizacije. Testirajte zaostalo naprezanje pomoću X-difrakcije zraka kako biste potvrdili da se napon površinskog zatezanja pretvara u stanje niskog-napona ili tlačnog napona. Nakon termičke obrade, implementirajte objedinjeno alkalno odmašćivanje, ultrazvučno čišćenje i pasivizaciju kiseljenja kako biste formirali potpuni pasivni film-bogat hromom na površini uniformne strukture zrna. Tokom-dugotrajnog rada na terenu, fokusirajte se na detekciju grešaka vrtložnim strujama i elektrohemijsko ispitivanje svih zavarenih i savijenih termički{10}}tretiranih sekcija svake godine kako biste pratili ranu međugranularnu koroziju i pojavu prslina korozije pod naponom. Arhivirajte krivulje temperature termičke obrade, čuvajte zapise i izvještaje o intergranularnom ispitivanju korozije u cjelokupnu-datoteku kvaliteta životnog vijeka svake serije cijevi za grijanje kako biste ostvarili sljedivost procesa i odgovornost za kvalitet.
Podaci o primjeni na terenu pokazuju da zavarene cijevi za grijanje koje su podvrgnute standardiziranom žarenju otopinom imaju stopu kvara intergranularne korozije smanjenu za 95% u visoko-korozijskim radnim uvjetima, a vijek trajanja je povećan za više od dva puta u poređenju sa neobrađenim -termički-obradcima. U zaključku, izbor stepenovane šeme termičke obrade, precizna kontrola parametara temperature i hlađenja, obrada zaštite atmosfere i stroga inspekcija performansi termičke obrade nakon{5}}mogu eliminisati senzibilizaciju granice zrna i štetno zaostalo vlačno naprezanje iz izvora. Optimizirani proces termičke obrade zaključava inherentnu intergranularnu otpornost na koroziju 316 podloga od nehrđajućeg čelika, eliminirajući skrivenu opasnost od zavarivanja-induciranog kvara granice zrna i pružajući pouzdanu garanciju performansi materijala za cijevi za grijanje koje služe u različitim teškim korozivnim industrijskim okruženjima.
