Unter interkristalliner Korrosion versteht man die Chromverarmung entlang der Korngrenzen von Edelstahl 316 nach dem Erhitzen im Sensibilisierungstemperaturbereich. Die Korrosionsbeständigkeit der Korngrenzen nimmt stark ab und das korrosive Medium erodiert bevorzugt den Grenzbereich. Risse breiten sich entlang der Korngrenzen aus und bilden netzwerkartige Durchdringungskanäle, was zu einer Versprödung und Undichtigkeit der Rohrleitungen ohne offensichtliche makroskopische Verformung führt. Dieser Fehler tritt hauptsächlich bei geschweißten Bauteilen und Rohren auf, die wiederholter Erwärmung auf hohe Temperaturen ausgesetzt sind. Dies ist ein typischer zerstörerischer Korrosionsfehler von austenitischem Edelstahl.
1. Mechanismus der interkristallinen Korrosionsentwicklung
Wenn Edelstahl 316 über einen bestimmten Zeitraum zwischen 450 und 850 Grad bleibt, fallen Chromkarbide aus und scheiden sich an den Korngrenzen ab. Eine große Menge Chrom in der Nähe der Kristallgrenze wird verbraucht und bildet eine chromarme Zone, die die Fähigkeit zur Bildung eines schützenden Passivfilms verliert. In korrosiven Medien wird die Chrom-defizitäre Korngrenze zur Anode der mikro-galvanischen Zelle und löst sich bevorzugt auf. Die Korrosion dehnt sich kontinuierlich entlang der Korngrenze aus und bildet durchdringende Lücken, wodurch das Material seine interkristalline Bindungskraft verliert. Der Rohrkörper kann bei geringer äußerer Krafteinwirkung oder geringem Innendruck reißen. Im Gegensatz zur gleichmäßigen Außenwandkorrosion treten diese Schäden innerhalb der Metallmikrostruktur auf, wobei im Anfangsstadium fast kein sichtbarer Rost auf der Oberfläche sichtbar ist.
2. Typische Positionen, die anfällig für interkristalline Korrosion sind
Von der Schweißhitze-betroffene Zonen, die eine Sensibilisierung durch den thermischen Schweißzyklus erfahren;
Rohrabschnitte mit langfristiger lokaler Überhitzung über der Sensibilisierungsschwellentemperatur;
Mehrere Reparaturschweißbereiche mit wiederholter thermischer Einbringung und Überlagerung von Sensibilisierungseffekten;
Kalt-gebogene Rohre mit innerer Eigenspannung, die die Karbidausscheidung beschleunigt;
Segmente ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen nach der Schweißumformung.
3. Schlüsselfaktoren, die die interkristalline Korrosion beschleunigen
Schweißprozess ohne Temperaturkontrolle, was zu einer langen Verweilzeit im Sensibilisierungstemperaturintervall führt;
Langfristiger teilweiser Übertemperaturbetrieb der Heizungsleitung;
Keine stabilisierende Glühbehandlung nach dem Schweißen zur Beseitigung der Sensibilisierungsstruktur;
Medium, das Chloridionen und stark oxidierende Bestandteile enthält, die die Auflösung der Korngrenzen erschweren;
Kaltverformung erhöht die innere Materialspannung und fördert die Karbidausscheidung.
4. Vollständige-technische Maßnahmen zur Verhinderung und Kontrolle von Links
① Optimieren Sie die Schweißparameter, um die Verweilzeit bei hohen Temperaturen zu verkürzen
Verwenden Sie eine schnelle Schweißgeschwindigkeit und eine geringe Wärmezufuhr, um den Sensibilisierungsgrad der von der Hitze betroffenen Zone zu verringern.
② Führen Sie nach dem Schweißen eine Lösungsglühbehandlung durch
Erhitzen Sie das Werkstück auf die Lösungstemperatur und lassen Sie es schnell abschrecken, um Chromkarbide wieder aufzulösen und chromarme Bereiche zu beseitigen.
③ Kontrollieren Sie die Betriebstemperatur streng, um einen langfristigen Übertemperaturbetrieb zu vermeiden
Stellen Sie eine Temperaturverriegelung ein, um zu verhindern, dass die Rohrleitung innerhalb des Sensibilisierungstemperaturbereichs bleibt.
④ Wählen Sie 316L-Material mit niedrigem Kohlenstoffgehalt für häufig geschweißte Heizungsrohre
Reduzieren Sie den Kohlenstoffgehalt, um die Ausfällung von Chromkarbid grundsätzlich zu verhindern.
⑤ Führen Sie regelmäßig metallografische Inspektionen und Korrosionstests an wichtigen Schweißteilen durch
Versteckte interkristalline Korrosionsfehler im Vorfeld prüfen.
5. Vergleichstabelle zur Präventionswirkung
表格
| Verarbeitungs- und Betriebsmodus | Risiko interkristalliner Korrosion | Anwendungsvorschlag |
|---|---|---|
| Gewöhnliches 316-Material + zufälliges Schweißen + keine Nachwärmebehandlung | Bei mittlerer Korrosion besteht ein hohes Risiko interkristalliner Rissbildung | Durch 316L ersetzen und sofort Lösungsglühen durchführen |
| Kohlenstoffarmes Grundmaterial + standardisiertes Schweißen mit geringer Wärmezufuhr + regelmäßige Inspektion | Unterdrücken Sie wirksam Korngrenzensensibilisierung und Korrosion | Standardverarbeitungsspezifikation für geschweißte Edelstahlrohrleitungen |
| Lösungsbehandlung nach dem Schweißen + Echtzeit-Temperaturüberwachung | Äußerst geringe Ausfallwahrscheinlichkeit durch interkristalline Korrosion | Bevorzugtes Schema für korrosionsbeständige Heizungsleitungen mit strengen Sicherheitsanforderungen |
Abschluss
Interkristalline Korrosion von 316-Heizrohren wird durch eine Chromverarmung an den Korngrenzen verursacht, die durch Sensibilisierungserhitzung hervorgerufen wird. Dadurch bilden sich galvanische Korrosionszellen und es kommt zu Korngrenzentrennung und Durchdringungsschäden. Zu den wichtigsten Präventionsmaßnahmen gehören die Verwendung von rostfreiem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, die Kontrolle der Schweißwärmezufuhr, die Beseitigung empfindlicher Strukturen durch Wärmebehandlung, die Begrenzung des Übertemperaturbetriebs und die Verstärkung der regelmäßigen Erkennung. Durch die Kontrolle des gesamten-Prozesses der Materialauswahl, der Schweißtechnik und des-Betriebs können Sprödbruch- und Leckageunfälle vermieden werden, die durch interkristalline Korrosion von Heizungsrohren verursacht werden.
