Протокол за междукристална корозия с действителен. Голяма енциклопедия на нефта и газа. Списъкът на стоманите, подлежащи на контрол по тези методи
I. ЦЕЛ НА РАБОТАТА
Запознайте се с методите за откриване на междукристална корозия
стомани и начини за справяне с тях.
II. ТЕОРЕТИЧНА ОБОСНОВКА
В неръждаемите стомани въглеродът може да бъде в състава на карбиди, които в електролита ще бъдат по-електроположителни от, например, ферит. Следователно възниква електрохимична разнородност - една от необходимите предпоставки за възникване на електрохимична корозия.
Извършихме термодинамични изчисления на равновесия при и близо до границите на зърната, за да определим съдържанието на хром в близост до карбидните частици. Изчисленията показват, че равновесното съдържание на хром е силна функция на температурата и съдържанието на въглерод и сплав в стоманата. От анализа следва, че вариациите в чувствителността към междугранулирана атака се определят главно от промени в равновесното съдържание на хром в близост до карбидите, а не от промени в броя и разпределението на частиците. Експерименталните изследвания на скоростите на атака на границата на зърното като функция на температурата и състава потвърдиха прогнозите на анализа.
Максималната консумация на неръждаеми хром-никелови стомани
специфичното тегло (около 80%) все още е универсална сплав от аустенитния клас от типа Kh18N9. Тези сплави имат средни якостни характеристики ( в 700 MPa), висока пластичност ( 40%), добра заваряемост, висока устойчивост на корозия в много агресивни среди: в органични (оцетна, пикринова) и азотна киселина, морска вода, влажен въздух , разтвори на много соли и алкали.
Друг фактор с по-малко значение е разпределението на карбидите по границата на зърното. Тези изчисления предвиждат силна връзка между чувствителността към междукристална корозия, разстоянието между карбидните частици и температурата на сенсибилизация.
Експерименталните резултати върху разредени проби от сенсибилизиран материал, корозирали в разтвор на Strauss и изследвани чрез електронна микроскопия, са в добро съответствие с прогнозираните ефекти. Междукристалната корозия е резултат от утаяването на нитриди, карбиди и други интерметални фази като сигма фаза, която се появява по границите на зърната.
Високата устойчивост на корозия на аустенитните хром-никелови стомани се дължи на лека пасивация, в която хромът играе основна роля. Диаграмата на състоянието желязо-хром е показана на фиг. 4.1.
Хромът стеснява областта , която се затваря при 12% хром и 1000C. Въглеродът, напротив, разширява -областта и свързва хрома в кубични Cr 23 C 6 и тригонални Cr 7 C 3 карбиди, изчерпвайки твърдия разтвор на хром (1% въглерод свързва приблизително 10 ... 12% хром).
Междукристалната корозия се появява като тъмни черни линии около границите на зърната. Ако не сте сигурни, помолете за помощ. Въз основа на вашите материали, приложения и изисквания, другите 4 метода предоставят специфични трикове. В ежедневните приложения корозията зависи от материалите и решенията. Например, в силно окислителни разтвори може да възникне междугранулирана атака поради интерметални фази, докато малко по-малко окислителни разтвори могат да възникнат, когато се отлагат карбиди. Поради дисперсията на атаката в различни материали се използват многобройни методи за оценка на междукристалната корозия.
Хромът насърчава прехода на желязото в пасивно състояние, като същевременно се подчинява на правилото за границите на стабилност ( правило n/8 Tamman).
Съгласно това правило устойчивостта на корозия на твърдия разтвор не зависи пряко от състава на сплавта, а варира в зависимост от 
атлети. Рязка промяна в устойчивостта на корозия настъпва, когато концентрацията на хром или друг легиращ елемент достигне 1/8 атомна фракция или кратно на това число, т.е. 2/8, 3/8, 4/8 и т.н. Положението на границата на стабилност (стойността на n зависи от естеството на металите и степента на агресивност на средата). Например сплавта Fe-Cr-C в 50% HNO 3 при 90С има три (n=1, 2 и 3) граници на стабилност (фиг. 4.2), сплавта Fe-Cr в разтвор на FeSO 4 има една ( Фиг. .4.3).
Тези тестове често се извършват като квалификационен тест, за да се гарантира, че всяка партида от неръждаема стомана е правилно подготвена. Например, много нисковъглеродни и стабилизирани неръждаеми стомани трябва да преминат през сенсибилизираща топлинна обработка, преди да бъдат тествани с тест с оксалова киселина.
Тестът обикновено се прави за приемане на материали, но не достатъчно за отхвърляне на материали. Тъй като може бързо да бъде пуснат за скрининг, ние често провеждаме първо този тест. Тази практика включва кипене на пробата за 24 до 120 часа в горния разтвор и количествено определяне на ефективността на материалите. Загубата на тегло се изчислява след всяка стъпка и показва дали пробата е обработена правилно.
Правилото n/8 е от голямо практическо значение, тъй като дава възможност за рационално легиране на твърдия разтвор, за да се повиши устойчивостта на корозия. По този начин рязкото увеличение на устойчивостта на корозия (електродния потенциал), показано на фиг. 4.4 съответства на съдържанието в твърдия разтвор на 1/8 атомна фракция на хром, което е равно на 12,5% (атомно) или 11,7% (по маса). По-високото съдържание на хром практически не повишава корозионната устойчивост на желязото (фиг. 4.1, 4.2).
Анодно ецване на проби в инхибирана сярна киселина. Метод Б
Моля, посочете максимално допустимата скорост на корозия и всички налични данни за извършваната сенсибилизираща топлинна обработка. Тестът с оксалова киселина обикновено се използва преди теста на Strauss, за да се определи дали пробата е чувствителна; пробите, които преминават метод А, обикновено показват ниски нива на корозия при теста на Strauss. Тестът използва визуална проверка на повърхността на извит образец, за да определи дали е настъпило преминаване или потапяне. Дублиращи се проби от двете страни на листовата проба се оценяват, за да се определи дали карбуризацията ще доведе до междукристална атака.
СЪС 
значителен недостатък неръждаеми стоманиаустенитен клас тип X18H9 е тяхната склонност при определени условия към междукристална корозия. Интергрануларната корозия е един от най-опасните видове корозионни щети, тъй като често без промяна външен видметална структура, води до рязко намаляване на якостта и пластичността.
Огънатите образци се изследват при малко увеличение, където появата на пукнатини или пукнатини показва междукристална атака. Тестът оценява устойчивостта на ултраниско въглеродни стомани към сенсибилизация и междукристална атака от процеси на заваряване или термична обработка. В много случаи можем да намалим това до 24 часа повече от необходимото време за тестване, ако имате нужда от бързи резултати.
Нашият екип е ефективен и надежден; ние стриктно поддържаме нашата почтеност, като винаги общуваме по етичен и честен начин. Основната ни задача е да осигурим най-високото нивокачество и обслужване: докладите се доставят бързо, точно и ние изпълняваме нашите проекти, докато вашите проблеми не бъдат напълно решени.
Междукристалната корозия на аустенитни хром-никелови стомани е свързана с ниска стабилност на границите на зърната след бавно охлаждане на стоманата в температурния диапазон от 450...850С, което се проявява главно по време на заваряване.
За обяснение причини за междукристална корозияИма няколко теории, от които най-разпространената и експериментално доказана е теорията за изчерпването на границите на зърната в хрома. Според тази теория, при нагряване в температурния диапазон от 450...850С, богатите на хром Cr 23 C 6 или (Cr, Fe) 23 C 6 карбиди се утаяват по границите на зърната. Почти целият въглерод на сплавта участва в образуването на тези карбиди, а хромът е само в зоните, съседни на границите на зърната, което се обяснява с високата скорост на дифузия на въглерода в сравнение със скоростта на дифузия на хрома при горната температури. Във връзка с образуването на карбиди, граничните области на зърната се обедняват на хром и когато съдържанието на хром е по-малко от 1/8 от атомната фракция (по-малко от 11,7% от теглото), тези области губят своето пасивно състояние ( виж фиг. 4.4).
За да извършим тези тестове, ние внимателно избираме метод, който е подходящ за тестване на състава на стоманата и размера на зърното. Междукристалната корозия в неръждаемите стомани може да бъде резултат от утаяване на карбиди, нитриди или интерметални фази. Само в най-силно окислителните разтвори може да се предизвика междугранулна атака от интерметални фази. Когато тестът трябва да бъде ограничен до карбиди, се избира по-малко окисляващ разтвор в материал, съдържащ нитриди или интерметални фази.
Приложение д
Тестът с оксалова киселина е бърз скрининг метод за онези проби от определени видове неръждаема стомана, които по същество не са податливи на междукристална атака, свързана с хромов карбид. Тестът се използва за приемане, но не и за отхвърляне на материала.
Склонността на неръждаемите стомани към междукристална корозия се определя върху проби. Тестове на валцувани продукти, изковки, тръби, заварки, тел, отливки. Обезмаслените и изсушени проби с клас на грапавост на повърхността най-малко 7 се изпитват за междукристална корозия съгласно един от дадените в табл. 4.1 методи.
Този тест се основава на дефинициите за загуба на тегло и дава количествено определянеотносителната ефективност на оценявания материал. Процедурата включва подлагане на пробата на кипене в продължение на 24 до 120 часа в железен сулфат - 50% сярна киселина. Тази процедура измерва чувствителността на неръждаемите стомани и никелови сплави към междукристална атака, свързана с отлагането на хромни карбиди по границите на зърната.
Какви фактори определят високата устойчивост на "неръждаема стомана" срещу корозия?
Пробите се варят за пет периода, всеки от 48 часа, в 65% разтвор на азотна киселина. Скоростта на корозия по време на всеки период на кипене се изчислява от намаляването на теглото на пробите. Правилно интерпретираните резултати могат да разкрият дали стоманата е била термично обработена правилно. Клиентът трябва да посочи максимално допустимата скорост на корозия и, когато е приложимо, данните за сенсибилизираща топлинна обработка.
В края на изпитванията по метода AM пробите се изваждат от колбата или резервоара, измиват се, изсушават се и се огъват под ъгъл 90°. Наличието на напречни пукнатини по повърхността на огъната проба показва склонността на стоманата към междукристална корозия. Когато се тества по метод Б, такова доказателство е наличието на непрекъсната решетка в местата на анодно ецване. Когато се тества по метод D, стоманата се счита за предразположена към междукристална корозия, ако скоростта на корозия на стоманата след всеки цикъл надвишава 2 mm / година или ако се наблюдава корозия на нож върху заварени проби, която има формата на прорез с нож в топенето зона на заварени съединения (фиг. 4.2, 4.3 ).
Този тест е подходящ за откриване на области с изчерпване на хром, както и интерметални отлагания като сигма фаза в материал. Тестът на Хюи се използва и за материали, които влизат в контакт със силно окисляващи агенти, например. Азотна киселина.
Тази процедура може да се използва и за тестване на ефективността на стабилизиращите елементи и намаляването на въглерода за намаляване на чувствителността към междукристална атака в хром-никелови неръждаеми стомани. Тази процедура се провежда, за да се определи чувствителността на аустенитната неръждаема стомана към междукристална атака, свързана с отлагането на богати на хром карбиди. След като пробата бъде подложена на кипящ разтвор, тя се огъва на 180° и надвишава диаметър, равен на дебелината на пробата, която се огъва.
Развитието на междукристална корозия може да се наблюдава по няколко начина:
периодично изваждайте пробите от разтвора и измервайте тяхното електрическо съпротивление: увеличаването на електрическото съпротивление показва развитието на междукристална корозия;
периодично отстранявайте пробите от разтвора и, като ги хвърляте върху твърда плоча (плочка, стъкло и др.), Преценете развитието на междукристална корозия по звук: при дълбока междукристална корозия пробата (ако не е покрита с медни отлагания) губи метален звън;
Тестване на проби в разтвор на сярна киселина и меден сулфат в присъствието на метална мед. AMU метод
Това изпитване се основава на визуална проверка на огънат образец. Този тест се основава на определянето на загуба на тегло, което осигурява количествена оценка на относителната ефективност на оценявания материал. Той измерва чувствителността на неръждаемите стомани "както са получени" към междукристална атака.
С малки изключения - злато, паладий и платина - всички метали корозират. Въпреки че устойчивостта на корозия е невероятна, неръждаемата стомана ще корозира при определени обстоятелства. Лесно е да се определи какво е необходимо, за да се случи това - и след това да се избегне - чрез разбиране на причините, поради които неръждаемата стомана има толкова силна устойчивост на корозия.
подложете пробите на студено огъване при 180: проба с междукристална корозия ще образува пукнатини в точките на огъване;
прегледайте микросреза под микроскоп: границите на зърната на стомана с междукристална корозия изглеждат широки и тъмни.
Борба срещу междукристална корозияолово, като предотвратява образуването на хромни карбиди по границите на зърната:
Способността на неръждаемата стомана да издържа на корозия идва от хрома в метала. Неръждаемата стомана съдържа 10 ½ процента хром, който реагира с кислорода, за да създаде защитна бариераили защитен филм. Два фактора, които допринасят за силата на задържане на този защитен слой от пасивен хром, са температурата и наличието на кислород.
Увеличаването на топлината отслабва слоя и хромът трябва да реагира с кислорода, за да създаде защитен слой. Сярната киселина обикновено се нарича акумулаторна киселина. Анодният край на батерията е корозивен, докато катодният край е пасивен и не възниква корозия. Тази корозия възниква, когато два различни метала се въвеждат в една и съща електролитна среда.
Намалено съдържание на въглерод;
втвърдяване;
Дълготрайно нагряване при 860...880С;
допълнителен допинг.
Таблица 4.1. Методи за изпитване на междукристална корозия
въглерод. тъй като съдържанието му намалява, намалява склонността на хромоникеловите стомани към междукристална корозия. Със съдържание на въглерод под 0,015% тези стомани практически не са склонни към този вид корозия.
Равномерна атака или обща корозия възниква с общото разрушаване на защитния филм върху металната повърхност. Корозията на кривина обикновено се появява в пукнатини, където кислородът е ограничен и при условия на ниско pH, като напр морска вода. Питинг възниква, когато защитният слой от неръждаема стомана проникне, създавайки анодно петно. Галванична корозия възниква, когато се поставят два различни метала заобикаляща средаелектролит; катодът премахва метала от анода. Интергрануларната корозия се предизвиква от топлина; въглеродът в стоманата използва хром, за да създаде хромен карбид, като по този начин отслабва защитата около нагрятата зона.
закаляване. В резултат на закаляване във вода от температури 1050...1100С, въглеродът и хромът се фиксират в твърд разтвор, което е благоприятно по отношение на корозията.
Дълго (повече от два часа) отоплениепри температури от 860...880С. При такова нагряване карбидите престават да се утаяват и протича коагулацията им, поради което се нарушава непрекъснатостта на карбидната мрежа и бедните на хром области по границите на зърната. Освен това хромът, поради продължително излагане, има време да дифундира в изчерпаните зони, което води до изравняване на концентрацията му и увеличаване на пасивацията на стоманата. При нагряване до 860...880С, вътрешните напрежения, възникнали по време на образуването на карбиди, се премахват напълно и това също допринася за повишаване на устойчивостта на корозия.
Селективното лихериране е вид корозия, при която течността просто ще отстрани метала по време на деминерализация или дейонизация. Ерозията се причинява от абразивна течност, протичаща покрай метала с висока скорост, премахвайки защитния слой. Стрес корозия или хлоридна корозия възниква, когато се появят пукнатини, когато металът е под напрежение на опън.
Тестване на проби в разтвор на сярна киселина и цинков прах. Метод Б
Концентрацията на киселината определя нейната корозионна ефективност, както е обяснено от Британската асоциация за неръждаема стомана. Повечето видове неръждаема стомана могат да издържат на ниски или високи концентрации, но те ще атакуват метала при междинни температури.
Допълнителен допингелементи, които свързват въглерода в по-трудно разтворими карбиди в сравнение с хромовите, предотвратява появата на междукристална корозия. Такива легиращи елементи са Ti, Nb, Ta. За пълно свързване в карбиди трябва да има известен излишък от тези елементи по отношение на стехиометричния състав (TiC и др.). Въпреки това, добавянето на легиращи елементи към големи количестваможе да доведе до образуване на феритна съставка, която не намалява, а дори ускорява развитието на междукристална корозия.
Класове и издръжливост на неръждаема стомана
Температурата се влияе от температурата. Дуплексната стомана е по-стабилна при повишаване на температурата. Наддуплексната стомана има леко подобрение с 45% при стайна температура. Интергрануларната корозия, наричана още междукристална корозия, възниква при или близо до границите на зърната на метала. Това се дължи на микросегрегация на примеси и легиращи елементи по границите на зърната. Движещата сила за междукристална корозия е разликата между електродните потенциали на границата на зърното и самото зърно, които образуват галванична клетка в присъствието на електролит.
Микроструктури на Cr-Ni стомани от аустенитния клас след закаляване без предизвикване на нагряване и след закаляване с последващо продължително нагряване при повишени температури.
засегнати от междукристална корозия
здрава микроструктура (не се влияе от ICC)
Таблица 4.2. Определяне чрез звук на наличието или отсъствието на междукристална корозия в проби от стомана 08Х18Н10Т.
Изводи за влиянието на Ti върху склонността на Cr-Ni стомани от аустенитния клас към междукристална корозия.
Ti е легиращ елемент, който свързва въглерода в по-трудно разтворими карбиди в сравнение с хромните карбиди и предотвратява появата на междукристална корозия. За пълно свързване в карбиди трябва да има известен излишък от този елемент по отношение на стехиометричния състав (TiC и др.). Въпреки това, добавянето на легиращи елементи в големи количества може да доведе до образуването на феритен компонент, който не намалява, а дори ускорява развитието на междукристална корозия.
МЕЖДУКРИСТАЛНА КОРОЗИЯ, преобладаващото разрушаване на поликрист. метален материал по границите на микрокристалите (зърната). При незначителни При общите загуби от корозия разрушаването прониква на голяма дълбочина и е придружено от намаляване на материала, което в крайна сметка води до повреда на цялата конструкция. Много от тях са податливи на междукристална корозия. на базата на Fe (включително феритни, аустенитни, аустенитно-феритни и други стомани), Ni, Al и други материали, които като правило имат нехомогенна структура. Междукристална корозия - електрохимична. процес поради твърд разтворможе да се разслои с образуване на фази, обогатени с в.-л., по границите на зърната. компонент на материала (т.нар. излишни фази), а областите непосредствено до границите на зърната се оказват обеднени на този компонент (обеднени зони). Под въздействието на една или друга агресивна среда селективни са или самите излишни фази, или обеднените зони, съседни на тях.
Наиб. тенденция към междукристална корозия се наблюдава в случаите, когато излишните фази на границите на зърната са в контакт, образувайки непрекъснати вериги. Например, за устойчиви на корозия стомани, основната причина за междукристална корозия е утаяването на фази, обогатени с Cr по границите на зърната, гл. обр. въз основа на Кр. Съседните зони, обеднени на Cr, преминават в пасивно състояние при по-положителни. потенциални стойности от фазите с излишък на Cr (вижте). В резултат на това той е леко окислен. среди (т.е. при потенциали, съответстващи на прехода на стоманите от активно състояние към пасивно), зоните с обеднен Cr остават електрохимично активни и сол. с по-високи скорости от фазите, обогатени с Cr. В силно окислителен. среди (т.е. при потенциали, съответстващи на областта на репасивация), развитието на междукристална корозия се дължи на изб. самите излишни фази. То се ускорява, ако тези фази съдържат легиращи елементи, които лесно се репасивират (Mo, W, V), или елементи с ниска устойчивост на корозия (Mn, Cu). Една от причините за междукристална корозия инд. материали m. сегрегация по границите на зърното техн. примеси; това обяснява, например, междукристална корозия на закалени аустенитни стомани, устойчиви на корозия, съдържащи примеси от P, Si и др., в силно окислени. среди.
Склонността към междукристална корозия при равни други условия (в една и съща среда, при еднакви и т.н.) зависи от топлинните режими. обработка и обработка, тъй като тези режими до голяма степен определят състава и морфологията на излишните фази, освободени по границите на зърната, както и състава и броя на примесните елементи, отделени там.
Устойчивостта на материала срещу междукристална корозия се повишава чрез избор на режим на термична обработка, намаляване на съдържанието на примеси и елементи, които предотвратяват образуването на нежелани излишни фази по границите на зърната.
===
Използвайте литература към статията "МЕЖДУКРИСТАЛИТНА КОРОЗИЯ": Колотиркин Я. М., Каспарова О. В., в книгата: Резултати от науката и технологиите, . Корозия и, том 6, М., 1978, стр. 180-217; Княжева В.М., в книгата: Нови постижения в областта на теорията и практиката на антикорозионната защита на материалите, М., 1981, стр. 49-71; Кеше Г., прев. от немски., М., 1984; Cihal V., Междукристална корозия на стомани и сплави, Amst, 1984 (монографии по материалознание, т. 18). О. В. Каспарова.
Страница "МЕЖДУКРИСТАЛИТНА КОРОЗИЯ"приготвени от материали.