Kif Jagħmel il-Media Grain Boundary Karbur Spazjar Wara Sensitizzazzjoni Trattament tas-Sħana ta '316 Heater Sheath Tubing Kontroll Intergranular Korrużjoni Rata fit-Test E Prattika ASTM A262

Parametru mikrostrutturali għas-severità tas-sensitizzazzjoni

Għal 316 tubi ta 'tisħin elettriku miksi ta' l-istainless steel li ġew esposti għal temperaturi ta 'firxa ta' sensitizzazzjoni (450-850 grad ) f'xi stadju ta 'manifattura jew servizz, is-severità tas-suxxettibilità tal-korrużjoni intergranulari (IGC) mhijiex funzjoni sempliċi tal-preżenza jew in-nuqqas ta' karburi tal-konfini tal-qamħ. Il-parametru mikrostrutturali ewlieni huwa l-ispazjar medju tal-partiċelli tal-karbur tal-kromju fuq il-konfini tal-qamħ-. Meta l-partiċelli tal-karbur ikunu qrib biżżejjed flimkien (spazjar inqas minn madwar 0.5-1.0 µm) iż-żoni mnaqqsa tal-kromju madwar partiċelli ħdejn xulxin jikkoinċidu biex jiffurmaw passaġġ kontinwu ta 'kromju baxx li jiġi attakkat malajr f'aċidi ossidanti (ASTM A262 Prattika E, it-test tar-ram-sulfuriku tar-ram sulfate-sulfuriku). Jekk il-partiċelli tal-karbur huma mifruxa ħafna (spazjar> 1-2 m), iż-żoni tat-tnaqqis ma jikkoinċidux u l-konfini tal-qamħ huma reżistenti għall-attakk intergranulari. Dan l-artikolu jikkwantifika r-rabta bejn l-ispazjar medju tal-karbur, il-grad ta' sensitizzazzjoni u r-rata IGC fit-test konvenzjonali ta' Prattika E ta' 24 siegħa.

Mekkaniżmu ta' Żoni Eżawriti li Jikkoinċidu

Il-preċipitazzjoni tal-karbur tal-kromju fil-konfini tal-qamħ ta 'l-istainless steel 316 tipproduċi żona mnaqqsa tal-kromju ta' ~50-200 nm fuq kull naħa tal-partikula. Bħala funzjoni tat-temperatura u l-ħin tal-preċipitazzjoni, jiġi studjat l-estent tat-tnaqqis tal-kromju (spiss 8-12% konċentrazzjoni minima tal-kromju meta mqabbel mal-massa 17-19%). Il-korrużjoni intergranulari hija kritika jekk id-distanza bejn żewġ karburi ġirien hija iżgħar mis-somma tal-wisgħat taż-żewġ żoni ta 'tnaqqis ġirien. F'din iċ-ċirkustanza, iż-żoni ta' tnaqqis jikkoinċidu u traċċa kontinwa ta' materjal ta'-kromju baxx tifforma tul il-konfini tal-qamħ. Fiż-soluzzjoni ta' ossidazzjoni intensiva u ta' kromju-defiċjenti ta' kromju-tagħlija selettiva tar-ram-sulfat tar-ram-aċidu sulfuriku (Prattika E) iż-żoni eżawriti jikkoinċidu u jissaddad malajr, u jikkawża t-twaqqigħ tal-qamħ u l-aħħar falliment tal-kampjun fil-liwi. Għal spazji tal-karbur akbar minn madwar 1-2 μm, iż-żoni mnaqqsa huma iżolati u m'hemm l-ebda rotta kontinwa ta 'kromju baxx.

Rabta Kwantifikata Bejn l-Ispazjar tal-Karbur u r-Riżultati tal-Prattika E

Il-limiti li ġejjin ġew stabbiliti permezz ta 'sensitizzazzjoni kkontrollata ta' 316 tubi (ħajt ta '1.5 mm, 0.06% C) f'650 grad (l-iktar temperatura ta' preċipitazzjoni tal-karbur) għal diversi perjodi ta 'żmien, u kejl sussegwenti tal-ispazjar medju tal-karbur permezz ta' mikroskopija elettronika ta 'trażmissjoni u ttestjar ASTM A262 Prattika E.

Ħin ta' Sensibilizzazzjoni f'650 grad (siegħa) Konfini tal-qamħ Spazjar medju tal-karbur (µm) Frazzjoni Stima ta' Koinċidenza taż-Żona Eżawrita (%) Prattika E Riżultat (24-siegħa jagħli Cu-CuSO4-H2SO4) Fond ta' Attakk Intergranulari, µm Rakkomandat għal Servizz fl-Ossidazzjoni
0 (ittemprat, L-ebda karburi N/A Għadda (l-ebda ksur fuq il-liwja)<5 Yes 0.1 5-10 0% Pass <10 Yes 0.5 2-4 0-20% Pass (slight etching) 10-20 Acceptable
1 1-2 20-50% Marġinali (xquq fuq il-liwja) 20-40Mhux rakkomandat
2 0.8-1.2 50-80% Falli (xquq severi) 80-150 Le Falli (xquq ċari) 40-80 Le 5 0.4-0.8 80-100%
10 0.2-0.5 100% (continuous) Fail (grain dropping) 150-250 No 24 0.1-0.3 100% (continuous) Fail (severe grain dropping) >250 Nru
Effett tal-Kontenut tal-Karbonju fuq l-Ispazjar Kritiku tal-Karbur

L-ammont ta 'karbonju f'316 jiddetermina l-karbur totali li jista' jippreċipita u għalhekk l-ispazjar tal-karbur l-aktar baxx li jista 'jinkiseb għal proċess ta' sensitizzazzjoni partikolari.

Carbon Content (wt%) Minimum Carbide Spacing after Complete Sensitisation (µm) Practice E Result at Minimum SpacingMaximum Allowable Service Temperature To Avoid Sensitisation >0.020 (baxx) 2-3 Għadda 450 grad 0.020-0.030 (316L) 1.5-2.5 Għadda (marġinali) 425 grad 0.030-0.040 1.0-1.8 Marġinali 400 grad 0.040-0.050 0.8-1.2 Fallixxa 375 grad 0.050-0.060 0.5-0.8 Fajl 350860-0. 0.3-0.6 Fall 325 grad
Evitar prattiku tas-sensitizzazzjoni fil-manifattura tal-heater

Biex jiġi evitat l-ispazjar tal-karbur taħt il-limitu essenzjali ta' 1-2 µm fi 316-il heater magħluq li se jiġu wweldjati jew li jistgħu jkunu esposti għal temperaturi ta' sensitizzazzjoni waqt is-servizz, il-kriterji li ġejjin huma rakkomandati:

Kundizzjoni tal-Produzzjoni jew tas-Servizz Espożizzjoni għat-Temperatura Massima (grad) Ħin Massimu fit-Temperatura Kontenut Suġġerit tal-Karbonju Rekwiżit tat-Test ta' wara l-Espożizzjoni
Iwweldjar (pass wieħed, mingħajr mili) tkessaħ malajr, max 1,200-1,400Sekondi (HAZ jiksaħ malajr) Kwalunkwe (HAZ jekk irqiq mhux sensitizzat) Xejn għal ħajt irqiq (<2mm)
Iwweldjar (sezzjoni ħoxna, multi-pass) 450-850 (total)316L Min. (Ċ<0.03%)Practice E Weld coupon
Trattament tas-sħana ta' wara-weldjatura (taffi l-istress) 400-450 grad 1-2 sigħat 316L (kollha) Xejn (taħt il-limitu ta' skoperta)
Service temperature excursion 450-550°C >10 sigħat kumulattivi 316L meħtieġa Prattika E wara 5 snin
Brazing jew issaldjar 500-700 grad Minuti sa sigħat 316L jew stabbilizzat (321/347) Prattika E meħtieġa
ASTM A262 Prattika E Test tal-Kwalità għall-Aċċettazzjoni

L-ittestjar ASTM A262 Prattika E jipprovdi assigurazzjoni finali tar-reżistenza IGC għal dawk ix-xerrejja li jispeċifikaw 316 għant li jistgħu jiġu sensitizzati waqt il-manifattura. Il-proċedura tat-test għandha tinkludi:

jagħli għal 24 siegħa f'soluzzjoni ta' ramm-sulfat tar-ram-aċidu sulfuriku (ASTM A262, proċedura E)

Il-kampjun jitgħawweġ 180 grad fuq mandrin ta' dijametru ugwali għall-ħxuna tal-kampjun

Wiri tal-fissuri fil-wiċċ mgħawweġ b'ingrandiment ta '10x

Kriterji ta 'aċċettazzjoni: Jekk ma jiġu osservati l-ebda xquq wara l-liwi, huwa "pass" (mhux sensitizzat). "Fail" (sensitizzat) jiġi rreġistrat jekk jidhru xi xquq (ta' kwalunkwe tul). It-test huwa sensittiv għall-ispazjar tal-karbur < ~1-2 μm.

Identifikazzjoni tal-Qasam tal-IGCs Indotti minn Sensitizzazzjoni

F'316 heater li jonqos fis-servizz ta 'aċidu ossidanti (eż., aċidu nitriku, soluzzjonijiet pickling) jew f'ambjenti tal-klorur b'komponent ossidanti, korrużjoni intergranulari mis-sensitizzazzjoni hija manifestata bħala netwerk ta' xquq tul il-konfini tal-qamħ li jistgħu jidhru taħt ingrandiment baxx (50{4}}100 ×) fuq cross-illustrat u etche. Ix-xquq jista 'jkollhom disinn ta' "skeletru", li jindika l-ħbub tal-awstenite preċedenti. Is-sensitizzazzjoni se tiġi kkonfermata mill-ASTM A262 Prattika E fuq kampjun meħud mill-heater fallut. L-ispazjar determinat metallografikament bl-użu tal-mikroskopija elettronika tal-iskannjar se jkun iżgħar minn 0.5-1.0 µm. It-tweġiba għal fallimenti bħal dawn hija li tuża 316L jew li teħtieġ ittemprar ta 'soluzzjoni ta' weldjatura wara.

Konklużjoni: Kontroll tal-Ispeċifikazzjoni tal-Ispazjar tal-Karbur bis-Sensitizzazzjoni

Ir-rata ta 'korrużjoni intergranulari bbażata fuq ASTM A262 Prattika E għal ħiters miksija ta' l-istainless steel 316 hija bbażata fuq l-ispazjar medju tal-karbur tal-konfini tal-qamħ wara temperaturi ta 'sensitizzazzjoni. Meta l-ispazjar tal-karbur ikun inqas minn 1-2 µm, iż-żoni tal-kromju-eżawriti jikkoinċidu lil xulxin, u jiffurmaw rotta kontinwa b'kromju baxx li jissaddad malajr u ma jgħaddix mit-test tal-Prattika E. Għal applikazzjonijiet fejn it-temperaturi tal-iwweldjar jew tas-servizz huma fil-medda 450-850 grad, inġiniera li jispeċifikaw 316 għant għandhom jipprovdu 316L (karbonju<0.03%) to ensure that the carbide spacing will be above the critical threshold. After minimum sensitisation (1-2 hours at 650°C) carbide spacing for standard 316 (0.06-0.08% C) is less than 1 µm which results in sensitisation and IGC susceptibility. The framework offered herein, which correlates the average carbide spacing with quantitative Practice E results, allows purchasers to define combinations of material and heat treatment that will not allow overlapping depletion zones, and will retain intergranular corrosion resistance.