304L rozsdamentes acél: szemcseközi korrózióállóság magyarázata

Mi az intergranuláris korrózió és miért számít?

A szemcseközi korrózió az ausztenites rozsdamentes acél szemcsehatárai mentén kialakuló lokális támadás, amelyet a határok melletti krómcsökkenés okoz. Ha az acélt körülbelül 425 és 815 fok közötti hőmérséklet-tartományban tartják, a szén a szemcsehatárokhoz diffundál, és krómban gazdag M23C6 típusú karbidok formájában kicsapódik. Mivel ezek a karbidok gyorsabban képződnek, mint ahogy a króm visszadiffundálhat a szemcse belsejéből, a határ melletti keskeny zónában kevesebb, mint a passzív film fenntartásához szükséges körülbelül 11-12 százalék króm marad. Korrozív környezetben ez a kimerült zóna elsősorban korrodálódik, és az acél elveszítheti erejét vagy szivároghat, még akkor is, ha maguk a szemcsék hangosnak tűnnek.

Ezt az állapotot szenzibilizációnak nevezik. Leggyakrabban hegesztés közben keletkezik, amikor a hegesztési varrat melletti hőhatás{1}}zóna lassan lehűl az érzékenységi tartományon keresztül, vagy olyan szervizelés közben, mint a nem megfelelő hőkezelés vagy tűzveszély. A 0,08 százalékos maximális széntartalommal rendelkező, szabványos 304-es fokozat érzékeny az ilyen típusú támadásokra a nehéz -szelvényű hegesztett szerkezetekben. A 304L fokozat kifejezetten ennek elkerülésére létezik.

A 304 liter kémiai összetétele

Az alábbi táblázat a 304 literre vonatkozó hőelemzési követelményeket- adja meg az ASTM A240 szerint, amely a nyomástartó edényekhez és általános alkalmazásokhoz használt rozsdamentes acéllemezek, lemezek és szalagok irányadó szabványa. Az európai megfelelője az EN 1.4307 (X2CrNi18-9) az EN 10088-2 szerint.

Elem	ASTM A240 304L, tömeg%	EN 1.4307, tömegszázalék
Carbon, C	0,030 max	0,030 max
Mangán, Mn	2,00 max	2,00 max
Foszfor, P	0,045 max	0,045 max
Kén, S	0,030 max	0,015 max
Szilícium, Si	0,75 max	1,00 max
Króm, Kr	17.5 - 19.5	17.5 - 19.5
Nikkel, Ni	8.0 - 10.5	8.0 - 10.5
Nitrogén, N	0,10 max	0,11 max
Vas, Fe	Egyensúly	Egyensúly

Hogyan akadályozza meg az alacsony szén-dioxid-kibocsátású{0}}kialakítás az érzékenységet

A 0,030 százalékos maximális szén-dioxid-határérték a 304L-es kialakítás szíve. Ezen a szinten a króm-karbid mennyisége, amely a hegesztési ciklus során kicsapódhat, olyan kicsi, hogy a krómfogyás a szemcseközi támadást okozó küszöbérték alatt marad. Két gyakorlati következmény következik:

A 304 literes hegesztett gyártmányok általában hegesztett állapotban, utólagos-hegesztési hőkezelés nélkül használhatók, ami jelentős költség- és ütemezési előnyt jelent a nagy tartályok, tartályok és csőrendszerek esetében.

A nehéz szakaszok és a több-menetes hegesztési varratok, amelyek lassan hűlnek le és több időt töltenek az érzékenységi tartományban, sokkal biztonságosabbak a 304 literben, mint a normál 304-ben.

Továbbra is bevált gyakorlat a hegesztési hőbevitel és az áthaladási hőmérséklet szabályozása, valamint a kész alkatrész szükségtelen kitételének elkerülése a 425-815 fokos tartományba, például melegalakítás vagy feszültségmentesítés során. Ahol maguk az üzemi hőmérsékletek magasak, a tervezési kódot ellenőrizni kell, mivel az alacsony szén-dioxid-minőségek korlátozottak a magas hőmérsékletű-nyomású üzemben.

A 304L mechanikai tulajdonságai

Az ASTM A240 szerint az oldatban izzított 304 literes lemeznek, lapnak és szalagnak meg kell felelnie a következő szobahőmérsékletre vonatkozó követelményeknek:

Ingatlan	Követelmény
Szakítószilárdság	485 MPa min
Folyáshatár, 0,2 % eltolás	170 MPa min
Megnyúlás 2 hüvelykben (50 mm)	40 % min
Keménység	217 HBW max, 95 HRB max

Ezek a szobahőmérséklet{0}}értékei megegyeznek a standard 304-hez szükséges értékekkel; A fő különbség a két minőség között a hegesztési korróziós viselkedés, nem a szilárdság.

Ellenőrző vizsgálat szemcseközi korrózióra

Ha egy specifikáció megköveteli a szemcseközi{0}}korrózióállóság bizonyítását, a szabványos tesztcsomag az ASTM A262, gyakorlatok A–E:

A gyakorlat: oxálsavas maratási teszt, gyors szűrési módszer, amely a mikrostruktúrát elfogadhatónak vagy gyanúsnak minősíti.

C gyakorlat: a forrásban lévő salétromsav teszt, más néven Huey teszt, amely öt 48 órás periódusban méri a súlycsökkenést.

E gyakorlat: a réz-réz-szulfát-16 százalékos kénsav teszt, más néven Strauss-teszt, amelyben a hajlított minta nem mutathat repedést az expozíció után.

Klorid közegben a lyukkorrózióval szembeni ellenállás érdekében az ASTM G48 A és C módszert használják a lyuk- és réskorrózió értékelésére. A tesztszelvényeket általában ugyanabból a hő- és hőkezelésből veszik, mint a gyártási anyagot, és az eredményeket rögzítik a malomvizsgálati tanúsítványon.

Alkalmazások és kiválasztási megjegyzések

Hegesztett tartályok, tartályok és csővezetékek élelmiszer-, tejtermék-, sörfőzdék-, ital- és gyógyszergyártáshoz, ahol tisztító vegyszerek és kloridok vannak jelen.

Hegesztett és kültéri vagy tengeri légkörnek kitett építészeti és szerkezeti konstrukciók.

Hőcserélő-és nyomástartó-lemez, ahol az L fokozat meg van adva, hogy elkerülhető legyen az utólagos-hegesztési hőkezelés.

Nyomástartó edények esetében vegye figyelembe, hogy az ASME tervezési szabályai az alacsony-szén-dioxid-kibocsátású L fokozatokat körülbelül 425 fokos maximális üzemi hőmérsékletre korlátozzák; e felett érdemes megfontolni a magas széntartalmú 304H vagy stabilizált minőséget.

Gyakran Ismételt Kérdések

Q1. Mi a különbség a 304 és 304L rozsdamentes acél között?
Az egyetlen szándékos különbség a szén: a 304 maximum 0,08 százalékot tesz lehetővé, míg a 304L 0,030 százalékra korlátozza a szenet. . 304L ellenáll a szemcseközi korróziónak a hegesztés után, és nem igényel utólagos-hegesztési hőkezelést, míg a 304 nehéz hegesztett szakaszai érzékenységet okozhatnak.

Q2. Mi okozza a szemcseközi korróziót a rozsdamentes acélban?
A 425 - 815 fokos hatás kicsapja a króm-karbidokat a szemcsehatárokon, és a króm mennyiségét a szomszédos zónákban a passzivitáshoz szükséges szint alá csökkenti. A korrozív közeg ezt követően elsősorban a kimerült szemcse{2}}határrégiókat támadja meg.

Q3. Szükséges-e a 304L utólagos-hőkezelés?
Általában nem. Az alacsony széntartalom a károsodási küszöb alatt tartja az érzékenységet, ezért a 304 literes hegesztési varratokat hegesztett állapotban használják. Oldatos izzítás csak akkor szükséges, ha az anyagot a feldolgozás vagy a szervizelés során az érzékenységi tartományba melegítették.

Q4. Mi a 304L európai megfelelője?
EN 1.4307 (X2CrNi18-9) az EN 10088-2 szerint, ugyanazzal a 0,030 százalékos szén-határértékkel, azonos króm- és nikkeltartománnyal, valamint szigorúbb, 0,015 százalékos kénhatárral.

Q5. A 304L gyengébb, mint a 304?
Az ASTM A240 szerint mindkét minőség 485 MPa minimális szakítószilárdságot és 170 MPa minimális folyáshatárt igényel szobahőmérsékleten. Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású változatot a korróziós teljesítmény, nem pedig a szilárdság miatt választották.

Q6. Hogyan tesztelik a szemcseközi korróziót?
Elsősorban az ASTM A262 A, C és E gyakorlata szerint, kiegészítve az ASTM G48-cal a lyuk- és réskorrózióhoz. A vizsgálati eredményeket a malomvizsgálati tanúsítványon dokumentálják a meghatározott gyakorlat szerint.