Η συγκόλληση είναι μια βασική διαδικασία διαμόρφωσης για τη συναρμολόγηση 316 σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα σε διάφορες βιομηχανικές συσκευές θέρμανσης. Κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης σε υψηλές-θερμοκρασίες, η ραφή συγκόλλησης και η γειτονική ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-θα υποστούν ταχεία θέρμανση και ανομοιόμορφη ψύξη. Όταν η θερμοκρασία παραμένει εντός του εύρους ευαισθητοποίησης από 450 μοίρες έως 850 μοίρες για μια ορισμένη περίοδο, το καρβίδιο του χρωμίου καθιζάνει συνεχώς κατά μήκος των ορίων κόκκων του υλικού. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί σε τοπική εξάντληση χρωμίου στα όρια των κόκκων, η οποία καταστρέφει τη συνέχεια του επιφανειακού παθητικού φιλμ. Μόλις εκτεθούν σε όξινα ή υγρά διαβρωτικά μέσα που περιέχουν χλωρίδιο-, τα όρια κόκκων με έλλειψη χρωμίου-θα γίνουν προτιμησιακά κανάλια διάβρωσης, με αποτέλεσμα διακοκκώδη διάβρωση που εξαπλώνεται προς τα μέσα κατά μήκος των ορίων των κόκκων. Τέτοια κρυφή διάβρωση δεν μπορεί να ανιχνευθεί με συμβατική επιθεώρηση εμφάνισης και τελικά θα προκαλέσει ρωγμές του σωλήνα και διαρροή διείσδυσης. Πολλοί κατασκευαστές αγνοούν τον κίνδυνο της ευαισθητοποίησης της συγκόλλησης και υιοθετούν τυχαίες μεθόδους συγκόλλησης και ψύξης, οδηγώντας σε συχνή πρόωρη αστοχία των συγκολλημένων σωλήνων θέρμανσης. Επομένως, είναι απαραίτητος ο τυποποιημένος έλεγχος παραμέτρων συγκόλλησης και η εύλογη θερμική επεξεργασία μετά{14}}συγκόλλησης για να περιοριστεί η διακοκκώδης διάβρωση και να διατηρηθεί η εγγενής αντιδιαβρωτική απόδοση των σωλήνων θέρμανσης 316 από ανοξείδωτο χάλυβα.
Η βασική αιτία της διακοκκώδους διάβρωσης έγκειται στην καθίζηση καρβιδίου του χρωμίου που προκαλείται από τους θερμικούς κύκλους συγκόλλησης. Κατά τη συγκόλληση, το υλικό βάσης κοντά στη συγκόλληση θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία πάνω από 1000 βαθμούς, το χρώμιο διαλύεται πλήρως στη μήτρα ωστενίτη για να σχηματιστεί ένα ομοιόμορφο στερεό διάλυμα. Εάν ο ρυθμός ψύξης είναι πολύ αργός μετά τη συγκόλληση, το υλικό θα παραμείνει στη ζώνη θερμοκρασίας ευαισθητοποίησης για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η περίσσεια ατόμων άνθρακα συνδυάζεται με το χρώμιο για να σχηματίσει καρβίδιο του χρωμίου και καθιζάνει στα όρια των κόκκων, το οποίο καταναλώνει στοιχεία χρωμίου κοντά στα όρια των κόκκων. Ως αποτέλεσμα, η περιεκτικότητα σε χρώμιο στα όρια των κόκκων είναι πολύ χαμηλή για να σχηματίσει ένα πυκνό παθητικό φιλμ. Σε διαβρωτικά περιβάλλοντα, σχηματίζονται μικρογαλβανικά κύτταρα μεταξύ των ορίων των κόκκων και του εσωτερικού των κόκκων, προκαλώντας συνεχή ανοδική διάλυση κατά μήκος των ορίων των κόκκων και προκαλώντας μη αναστρέψιμη διακοκκώδη διάβρωση.
Αυτή η μελέτη συνοψίζει τρία αποτελεσματικά τεχνικά μέσα για την αποφυγή της διακοκκώδους διάβρωσης που προκαλείται από συγκόλληση-: βελτιστοποιημένες παράμετροι διαδικασίας συγκόλλησης, ταχεία εξαναγκασμένη ψύξη και στοχευμένη θερμική επεξεργασία διαλύματος συγκόλλησης-. Πρώτον, υιοθετούνται οι παράμετροι συγκόλλησης χαμηλής εισόδου θερμότητας για τη μείωση του χρόνου παραμονής της επηρεαζόμενης ζώνης στη θερμότητα-στο εύρος θερμοκρασίας ευαισθητοποίησης. Μικρό ρεύμα, σύντομος χρόνος συγκόλλησης και στενό σφαιρίδιο συγκόλλησης χρησιμοποιούνται για τη μείωση του συνολικού εύρους θερμικής επιρροής. Η διακοπτόμενη τμηματοποιημένη συγκόλληση αντικαθιστά τη συνεχή συγκόλληση σε μεγάλες αποστάσεις για να αποφευχθεί η σωρευτική συγκέντρωση θερμότητας, η οποία περιορίζει αποτελεσματικά την καθίζηση του καρβιδίου του χρωμίου στα όρια των κόκκων. Εν τω μεταξύ, η θωράκιση αερίου αργού εφαρμόζεται τόσο στην εσωτερική όσο και στην εξωτερική πλευρά της συγκόλλησης για να αποτρέψει την οξείδωση σε υψηλές-θερμοκρασίες και την επιφανειακή ενανθράκωση του μετάλλου συγκόλλησης.
Δεύτερον, τα μέτρα αναγκαστικής ταχείας ψύξης εφαρμόζονται αμέσως μετά τη συγκόλληση. Ο συμπιεσμένος καθαρός αέρας ή το κυκλοφορούν νερό ψύξης χρησιμοποιείται για την γρήγορη ψύξη της επηρεαζόμενης ζώνης συγκόλλησης και θέρμανσης-, έτσι ώστε το υλικό να διέρχεται από το εύρος θερμοκρασίας ευαισθητοποίησης 450-850 μοιρών στο συντομότερο χρονικό διάστημα. Αυτή η μέθοδος αναστέλλει την καθίζηση του καρβιδίου του χρωμίου από την άποψη της κινητικής αντίδρασης, η οποία είναι το πιο οικονομικό και βολικό μέτρο κατά της Ωστόσο, η υπερβολική ταχεία ψύξη θα πρέπει να αποφεύγεται για την αποφυγή υπολειπόμενης θερμικής καταπόνησης συγκόλλησης και ελαττωμάτων ψυχρής ρωγμής.
Τρίτον, υιοθετείται θερμική επεξεργασία ανόπτησης διαλύματος για σωλήνες θέρμανσης που εφαρμόζονται σε σοβαρές διαβρωτικές συνθήκες εργασίας. Τα συγκολλημένα εξαρτήματα θερμαίνονται στους 1050 βαθμούς -1100 βαθμούς και διατηρούνται ζεστά για ορισμένο χρόνο για να διαλυθεί πλήρως το κατακρημνισμένο καρβίδιο του χρωμίου πίσω στη μήτρα ωστενίτη και στη συνέχεια σβήνονται γρήγορα σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η διαδικασία αποκαθιστά την ομοιόμορφη κατανομή των στοιχείων χρωμίου στο εσωτερικό του υλικού και εξαλείφει εντελώς την εξαντλημένη από χρώμιο-οριακή δομή των κόκκων, επιλύοντας ουσιαστικά τον κρυμμένο κίνδυνο διακοκκώδους διάβρωσης.
Τα αποτελέσματα της μεταλλογραφικής παρατήρησης και της δοκιμής διακοκκώδους διάβρωσης δείχνουν ότι οι σωλήνες θέρμανσης με συγκόλληση χαμηλής εισόδου θερμότητας και εξαναγκασμένη ψύξη δεν έχουν καθίζηση καρβιδίου του χρωμίου στα όρια των κόκκων μετά τη συγκόλληση και περνούν το πρότυπο επιθεώρησης διακοκκώδους διάβρωσης. Αντίθετα, δείγματα με υψηλή εισροή θερμότητας και φυσική αργή ψύξη εμφανίζουν εμφανή διάβρωση στα όρια των κόκκων μετά από επιταχυνόμενη δοκιμή διάβρωσης. Τα δεδομένα εφαρμογής πεδίου υποδεικνύουν ότι ο τυποποιημένος έλεγχος συγκόλλησης και θερμικής επεξεργασίας μειώνει το ποσοστό αποτυχίας διακοκκώδους διάβρωσης των συγκολλημένων σωλήνων θέρμανσης κατά περισσότερο από 75%. Συμπερασματικά, ο έλεγχος της εισροής θερμότητας συγκόλλησης, η επιτάχυνση της ψύξης μετά την{4}}συγκόλληση και η διεξαγωγή θερμικής επεξεργασίας διαλύματος όταν είναι απαραίτητο μπορούν να αποτρέψουν αποτελεσματικά τη διακοκκώδη διάβρωση των σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316. Αυτές οι προδιαγραφές διεργασίας εξαλείφουν τα ελαττώματα ευαισθητοποίησης υλικού που προκαλούνται από συγκόλληση-, διασφαλίζουν τη δομική ομοιομορφία και την αντιδιαβρωτική σταθερότητα των συγκολλημένων εξαρτημάτων και παρέχουν αξιόπιστη τεχνική εγγύηση για τη μακροπρόθεσμη-ασφαλή λειτουργία του βιομηχανικού εξοπλισμού θέρμανσης με συγκόλληση.
