Η συγκόλληση είναι μια βασική διαδικασία επεξεργασίας για την κατασκευή σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 δεσμευμένων, λυγισμένων και συνδεδεμένων με φλάντζα-. Κατά τη διάρκεια του θερμικού κύκλου συγκόλλησης σε υψηλή-θερμοκρασία, η ζώνη συγκόλλησης και η γειτονική ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-θα αντιμετωπίσουν γρήγορες διαδικασίες θέρμανσης και ψύξης. Όταν η θερμοκρασία παραμένει εντός του εύρους θερμοκρασίας ευαισθητοποίησης από 450 μοίρες έως 850 μοίρες για μια ορισμένη περίοδο, το καρβίδιο του χρωμίου καθιζάνει συνεχώς κατά μήκος των ορίων των κόκκων, οδηγώντας σε τοπική εξάντληση χρωμίου στα όρια των κόκκων. Η φτωχή περιοχή με χρώμιο-δεν μπορεί να σχηματίσει ένα πλήρες και σταθερό παθητικό φιλμ{10}πλούσιο σε χρώμιο, το οποίο μετατρέπεται σε μια περιοχή ανόδου επιρρεπής σε προτιμησιακή διάλυση σε χλωριούχο-υψηλή{12}}θερμοκρασία ή όξινα μέσα, προκαλώντας τελικά διακοκκώδη διάβρωση. Η σοβαρή διακοκκώδης διάβρωση θα έχει ως αποτέλεσμα ο σωλήνας θέρμανσης να χάσει τη διακοκκώδη δύναμη δέσμευσης, με αποτέλεσμα εύθραυστη διαρροή ή ακόμη και κατακερματισμό υπό μικροσκοπική εξωτερική πίεση. Πολλοί κατασκευαστές εστιάζουν μόνο στην εμφάνιση συγκόλλησης και στην απόδοση σφράγισης, ενώ αγνοούν τον έλεγχο θερμικής ευαισθητοποίησης και την επεξεργασία σταθεροποίησης μετά την{15}συγκόλληση, καθιστώντας τις συγκολλημένες συνδέσεις τις πιο συχνές θέσεις αστοχίας των σωλήνων θέρμανσης σε σκληρά διαβρωτικά περιβάλλοντα. Επομένως, ο τυποποιημένος έλεγχος της διαδικασίας συγκόλλησης και η επεξεργασία κατά της ευαισθητοποίησης είναι κρίσιμα τεχνικά μέσα για την αποφυγή της διακοκκώδους διάβρωσης των συγκολλημένων σωλήνων θέρμανσης.
Ο μηχανισμός σχηματισμού της διακοκκώδους διάβρωσης έγκειται στην ανισορροπία της κατανομής στοιχείων χρωμίου που προκαλείται από τη θερμική ευαισθητοποίηση συγκόλλησης. Σε υψηλές θερμοκρασίες ευαισθητοποίησης, τα άτομα άνθρακα στον ανοξείδωτο χάλυβα διαχέονται γρήγορα στα όρια των κόκκων και συνδυάζονται με το χρώμιο για να σχηματίσουν ιζήματα καρβιδίου του χρωμίου. Δεδομένου ότι ο ρυθμός διάχυσης του χρωμίου μέσα στους κόκκους είναι πολύ χαμηλότερος από αυτόν του άνθρακα, η οριακή περιοχή των κόκκων δεν μπορεί να συμπληρώσει έγκαιρα το καταναλισκόμενο χρώμιο, σχηματίζοντας στενές ζώνες με εξάντληση του χρωμίου-. Σε διαβρωτικά περιβάλλοντα ηλεκτρολυτών, το δυναμικό των φτωχών ορίων του χρωμίου-είναι πολύ χαμηλότερο από αυτό των εσωτερικών κόκκων, σχηματίζοντας αμέτρητα μικρογαλβανικά κύτταρα. Τα όρια των κόκκων διαλύονται συνεχώς κατά μήκος του κρυσταλλικού δικτύου, οδηγώντας σε αόρατη διάβρωση διείσδυσης στο εσωτερικό του υλικού, η οποία δεν μπορεί να εντοπιστεί εύκολα μέσω της συμβατικής οπτικής επιθεώρησης. Μόλις εκτεθεί σε θερμικό κύκλο, κραδασμούς ή φορτίο πίεσης, ο σωλήνας θέρμανσης θα ραγίσει ξαφνικά και θα διαρρεύσει στην ευαίσθητη ζώνη συγκόλλησης-που επηρεάζεται. Σε σύγκριση με τη συνηθισμένη διάβρωση, η διακοκκώδης διάβρωση έχει ισχυρότερη απόκρυψη και υψηλότερο κίνδυνο ασφάλειας.
Αυτή η μελέτη προτείνει τέσσερα συστηματικά μέτρα ελέγχου για τον περιορισμό της διακοκκώδους διάβρωσης συγκολλημένων σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316. Αρχικά, επιλέξτε κατά προτίμηση υλικό βάσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316L χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα 316L και αντίστοιχο σύρμα πλήρωσης συγκόλλησης. Η περιεκτικότητα σε άνθρακα των 316L ελέγχεται αυστηρά κάτω από 0,03%, γεγονός που μειώνει σημαντικά την κινητήρια δύναμη καθίζησης του καρβιδίου του χρωμίου κατά τη διάρκεια των θερμικών κύκλων συγκόλλησης και αποδυναμώνει θεμελιωδώς την τάση διακοκκώδους ευαισθητοποίησης. Για σωλήνες θέρμανσης που πρέπει να χρησιμοποιούν συμβατικό ανοξείδωτο χάλυβα 316, η διαδικασία συγκόλλησης πρέπει να συντομεύει αυστηρά τον χρόνο παραμονής στο εύρος θερμοκρασίας ευαισθητοποίησης. Αποφύγετε την επαναλαμβανόμενη συγκόλληση πολλαπλών στρωμάτων και την αργή ψύξη των συγκολλήσεων. υιοθετήστε συγκόλληση τόξου βολφραμίου θωρακισμένου αργού με μικρό ρεύμα, γρήγορη ταχύτητα συγκόλλησης για να περιορίσετε το πλάτος της επηρεαζόμενης ζώνης{11}}και να μειώσετε το εύρος ευαισθητοποίησης. Η προστασία του πίσω αργού είναι υποχρεωτική για την πρόληψη της οξείδωσης της ρίζας της συγκόλλησης και της εξάντλησης του χρωμίου που προκαλείται από την οξείδωση του αέρα σε υψηλή{13} θερμοκρασία.
Δεύτερον, εφαρμόστε θερμική επεξεργασία διαλύματος συγκόλλησης μετά-για την εξάλειψη της ευαισθητοποιημένης μικροδομής. Μετά τη συγκόλληση, θερμάνετε ολόκληρο το τεμάχιο εργασίας του σωλήνα θέρμανσης στους 1050 βαθμούς -1100 βαθμούς για επαρκή διατήρηση της θερμότητας και, στη συνέχεια, πραγματοποιήστε ψύξη ταχείας απόσβεσης με νερό. Η επεξεργασία διαλύματος σε υψηλή{5}}θερμοκρασία μπορεί να διαλύσει πλήρως το καταβυθισμένο καρβίδιο του χρωμίου πίσω στη μήτρα ωστενίτη και να πραγματοποιήσει ομοιόμορφη ανακατανομή των στοιχείων χρωμίου εντός των κόκκων και των ορίων κόκκων, εξαλείφοντας πλήρως τις ζώνες που έχουν εξαντληθεί-χρώμιο. Για σωλήνες θέρμανσης μεγάλου μεγέθους-που δεν μπορούν να υποστούν ενσωματωμένη θερμική επεξεργασία, θα πραγματοποιείται τοπική επεξεργασία διαλύματος υψηλής-θερμοκρασίας σε αρμούς συγκόλλησης για να αποκατασταθεί η ομοιόμορφη αντίσταση στη διάβρωση της θερμότητας{10}που επηρεάζεται.
Τρίτον, βελτιστοποιήστε το σχεδιασμό της δομής συγκόλλησης για τη μείωση της τοπικής θερμικής συσσώρευσης. Αποφύγετε την πυκνή διάταξη παράλληλης συγκόλλησης και τις συνεχείς μακριές ραφές συγκόλλησης. Τακτοποιήστε εύλογα τη σειρά συγκόλλησης για να αποτρέψετε την επικάλυψη θερμικών κύκλων που οδηγούν σε επαναλαμβανόμενη ευαισθητοποίηση της ίδιας περιοχής. Μειώστε το ύψος του οπλισμού συγκόλλησης και αποφύγετε τη συγκέντρωση τάσης στις θέσεις μετάβασης συγκόλλησης, επειδή η τάση εφελκυσμού θα επιταχύνει τον ρυθμό διαστολής των διακοκκωδών ρωγμών διάβρωσης. Μετά τη συγκόλληση, αφαιρέστε σχολαστικά το πιτσίλισμα συγκόλλησης, τα άλατα οξειδίων και τη βρωμιά καπνού στην επιφάνεια των ραφών συγκόλλησης και στις ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα-με καθαρισμό με υπερήχους και μηχανική στίλβωση, διαφορετικά τα ελαττώματα της επιφάνειας θα προκαλέσουν τοπική διάβρωση και θα επεκταθούν κατά μήκος των ευαισθητοποιημένων ορίων κόκκων.
Τέταρτον, ενισχύστε την παθητικοποίηση μετά την{0}}αποξίδωση συγκόλλησης και την τακτική μεταλλογραφική επιθεώρηση. Η περιοχή συγκόλλησης πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία με ενσωματωμένη αποξήρανση και παθητικοποίηση για να αφαιρεθούν τα στρώματα οξείδωσης σε υψηλή-θερμοκρασία και να επισκευαστούν οι κατεστραμμένες παθητικές μεμβράνες στις ενώσεις συγκόλλησης, αποτρέποντας τα ιόντα χλωρίου να εισβάλουν στα όρια των κόκκων που έχουν εξαντληθεί από επιφανειακά ελαττώματα. Δείγμα τακτικά συγκολλημένα τεμάχια για ανίχνευση μεταλλογραφικής μικροδομής και δοκιμές ευαισθησίας σε διακοκκώδη διάβρωση για να επαληθεύσετε εάν η διαδικασία συγκόλλησης και η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας εξαλείφουν αποτελεσματικά την ευαισθητοποίηση. Για σωλήνες θέρμανσης που χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα με υψηλή-χλώριο-υψηλής θερμοκρασίας, η συχνότητα επιθεώρησης δειγματοληψίας θα αυξηθεί για να αποφευχθεί η θέση σε λειτουργία τεμαχίων επεξεργασίας που έχουν ευαισθητοποιηθεί κατά παρτίδες.
Τα δεδομένα παρακολούθησης πεδίου δείχνουν ότι οι σωλήνες θέρμανσης 316L με βελτιστοποιημένη τεχνολογία συγκόλλησης και επεξεργασία διαλύματος δεν παρουσιάζουν αστοχία διακοκκώδους διάβρωσης μετά από μακροχρόνια-λειτουργία σε εργαστήρια που περιέχουν χλωριούχα-υψηλές-θερμοκρασίες. Αντίθετα, οι συμβατικοί σωλήνες θέρμανσης 316 χωρίς έλεγχο αντι-ευαισθητοποίησης υφίστανται διακοκκώδη διαρροή στους αρμούς συγκόλλησης εντός 5-9 ετών λειτουργίας. Συμπερασματικά, η{10}}επιλογή υλικού χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, η τυποποιημένη τεχνολογία συγκόλλησης υψηλής{11}}υψηλής απόδοσης, η θερμική επεξεργασία διαλύματος μετά τη συγκόλληση και η αυστηρή αντιδιαβρωτική επεξεργασία επιφάνειας μπορούν να καταστείλουν πλήρως τη διακοκκώδη διάβρωση που προκαλείται από συγκόλληση{{14}. Αυτές οι προδιαγραφές κατά της ευαισθητοποίησης συγκόλλησης-εξουδετερώνουν τον κρυφό κίνδυνο εύθραυστης αστοχίας στις συγκολλημένες αρθρώσεις, εγγυώνται τη μακροπρόθεσμη{17}}δομική ακεραιότητα των σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 σε διαβρωτικά βιομηχανικά περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.
