Intergranularni korozijski krhki lom odnosi se na zavarivanje cijevi od titanijuma i termičku obradu na visokim{0}}temperaturama koja dovodi do segregacije elemenata legure duž granica zrna i taloženja krhkih intermetalnih faza. Područje granice zrna postaje elektrohemijski aktivno s mnogo većom osjetljivošću na koroziju nego unutrašnjost zrna. Pod erozijom korozivne sredine, korozija se prvenstveno razvija duž granica zrna i formira kontinuirane kanale korozije. Sila vezivanja između zrna metala kristala je potpuno izgubljena, materijal gubi makroskopsku duktilnost, a krhki lomljeni lom nastaje pod blagim unutrašnjim pritiskom ili vanjskim vibracijama bez očigledne plastične deformacije. Ovaj kvar se uglavnom javlja u zavarenim titanijumskim grijaćim cjevovodima koji rade u kiselim i halogenim-korozivnim sredinama.
1. Faza precipitacije na granici zrna i mehanizam ekspanzije intergranularne korozije
Tokom termičkog ciklusa zavarivanja, titanijumski materijal se brzo zagreva i gasi. Elementi nečistoća kao što su gvožđe, ugljenik i azot skupljaju se na granicama zrna i formiraju krhke segregacione slojeve. Elektrodni potencijal granica zrna je niži od potencijala matrice zrna, formirajući brojne male mikro primarne baterije spontano u mediju elektrolita. Korozija kontinuirano otapa graničnu fazu zrna, prekidajući međugranularnu vezu. Za razliku od jednolične korozije koja ravnomjerno troši cijeli zid cijevi, intergranularna korozija prodire duž granične mreže kristala unutar materijala. Na vanjskoj površini cijevi nije vidljivo stanjivanje, ali je unutarnja formirala penetrirajuću mrežu pukotina, koja je izuzetno skrivena i sklona iznenadnom krhkom lomu.
2. Tipične pozicije sklone intergranularnim korozijskim oštećenjima
Zavareni šavovi i zone zavarivanja -zahvaćene toplinom podvrgnute termičkom ciklusu zavarivanja pri visokim{1}} temperaturama;
Dijelovi cijevi s nepravilnom termičkom obradom nakon{0}}varenja koja dovodi do abnormalne metalografske strukture;
Područja formiranja savijanja sa velikim izobličenjem zrna i segregacijom graničnih elemenata zrna;
Lokalno pregrijavanje dijelova uzrokovano neravnomjernim zagrijavanjem tokom rada opreme;
Dugotrajno{0}}područja uranjanja u kojima se korozivni medij kontinuirano akumulira i dodiruje zid cijevi.
3. Faktori izazivanja jezgra koji ubrzavaju intergranularnu koroziju
Materijal punila za zavarivanje je neusklađen, unoseći elemente nečistoće koji pogoršavaju taloženje na granicama zrna;
Operaciji zavarivanja nedostaje zaštita od inertnog plina, što dovodi do kontaminacije metala šava kisikom i dušikom;
Parametri procesa žarenja nakon{0}}vara su nerazumni, ne uspijevaju homogenizirati metalografsku strukturu;
Procesni medij sadrži fluorid, hlorid i druge korozivne ione koji aktiviraju koroziju na granicama zrna;
Sirovi materijal titanijumske ploče ima prekomerni sadržaj nečistoća, sa inherentnom slabom intergranularnom otpornošću na koroziju.
4. Potpuna-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Odaberite osnovni materijal visoke-čistoće i odgovarajuću namjensku titanijsku žicu za zavarivanje sa niskim sadržajem nečistoća
Kontrolišite sastav sirovine kako biste smanjili izvor elemenata segregacije na granici zrna.
② Implementirajte argonsku zaštitu punog-opsega za zavarene prednje i stražnje strane tokom konstrukcije zavarivanja
Spriječite zagađenje rastopljenog metala na visokim{0}}temperaturama kisikom i dušikom iz zraka.
③ Izvršite standardiziranu termičku obradu nakon-spuštanja naprezanja i homogenizacije žarenja
Uklonite neravnomjernu distribuciju graničnih elemenata zrna i vratite ujednačenu metalografsku strukturu.
④ Strogo kontrolirajte koncentraciju korozivnih jona u transportnom mediju i dodajte odgovarajuće inhibitore korozije
Suzbijanje pokretačke sile elektrohemijske reakcije intergranularne korozije.
⑤ Izvršite metalografsku inspekciju i ultrazvučnu detekciju grešaka na ključnim zavarenim spojevima nakon zavarivanja i redovnog održavanja
Odstranite rane intergranularne korozijske pukotine prije loma.
5. Tabela poređenja efekata prevencije
表格
| Zavarivanje i način toplinske obrade | Rizik od intergranularne korozije | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Bez zaštite od argona sa zadnje strane + nedostaje postolje-žarenje zavara + nečisti potrošni materijali za zavarivanje | Kontinuirano prodiranje intergranularne korozije i krhki lom pojavljuju se u srednje-operativnom radu | Re-izrežite neispravne zavarene šavove i implementirajte standardizirane postupke zaštite i toplinske obrade |
| Dvostrano -zaštita inertnim plinom + normalizirani tretman žarenja + kvalifikovano zavarivanje | Efikasno inhibira taloženje krhke faze na granici zrna i ekspanziju intergranularne korozije | Standardna specifikacija za zavarivanje za cjevovode za grijanje od titanijuma{0}}pod pritiskom |
| Ultra-materijal titanijumske baze sa niskim sadržajem nečistoće +-srednji monitoring jona u realnom vremenu + godišnja kontrola metalografskog uzorkovanja šava | Izuzetno niska skrivena opasnost od rupture intergranularnog cijepanja i iznenadnog srednjeg curenja | Preferirana šema za visoko-radne uslove korozije titanijum protiv korozije{1}}projekte inženjering mreže cijevi za grijanje |
Zaključak
Intergranularna korozija titanijumske grejne cevi je izazvana segregacijom graničnih elemenata zrna i taloženjem nečistoće izazvane termičkim uticajem zavarivanja, što dovodi do preferencijalne korozije duž granica kristala i gubitka međugranularne sile vezivanja, što na kraju izaziva krhko lomljenje. Osnovne mjere prevencije uključuju optimizaciju odabira sirovina i materijala za zavarivanje, poboljšanje kvaliteta zaštite od plina zavarivanja, završetak termičke obrade nakon -zavarivanja radi homogenizacije mikrostrukture, reguliranje srednje korozivnog sastava i jačanje nerazornog ispitivanja šava. Upravljanje cijelim-procesom zatvorenog-upravljanja ulaznom inspekcijom sirovina, konstrukcijom zavarivanja na terenu i prihvatanjem post-procesne toplinske obrade može izbjeći krhko lomljenje cjevovoda i sigurnosne nesreće uzrokovane intergranularnom korozijom titanijumskih tlačnih cjevovoda za grijanje.
