چگونه برای جلوگیری از ترک خوردگی از فولاد کربن و فولاد کم آلیاژ?

ترک خوردگی ، همچنین به عنوان شکنندگی قلیایی شناخته می شود ، ترک خوردگی فلزات و آلیاژهای در محلول قلیایی به علت تنش کششی و رسانه های خورنده است. این نوع از استرس ترک خوردگی است (SCC). ترک خوردگی از مخازن تحت فشار به طور عمده در بخار و جاهای دیگر مستعد ابتلا به تکرار تبخیر و غلظت و یا در عروق با درجه حرارت بالا در تماس با سود پرک رخ می دهد. ممکن است در تجهیزات از فولاد کربن رخ می دهد, فولاد کم آلیاژ, فولاد فریتی و فولاد ضد زنگ آستنیتی در تماس با سود پرک. قلیایی ضایعات ترک خوردگی نیز در مخازن تحت فشار autoclapper ولتاژ بالا ، سیستم بازیافت حرارت زباله از صنعت پتروشیمی ، Al2O3 اواپراتور از شرکت آلومینیوم الکترولیتی ، مخازن تحت فشار از کارخانه های شیمیایی کلر ، کارخانه های کاغذ و شرکت های انرژی هسته ای ناشی از سدیم + غلظت رخ داده است. پس چگونه می کند سود سوز آور رخ می دهد ؟


مکانیسم قلیایی ترک خوردگی هنوز به طور کامل درک نشده است, به عنوان مثال, فریت مرز دانه و یا کاربیدهای intercrystalline هستند ترجیحا حل, مردم هنوز هم استفاده از تئوری کلاسیک SCC برای توضیح پدیده ترک خوردگی در محیط قلیایی. به طور کلی ، بروز از قلیایی ترک خوردگی از فولاد کربن و فولاد کم آلیاژ نیاز به سه شرط:

equation

1. غلظت های بالاتر از اب قلیایی. سود باید بیشتر از باشد 5% در فولاد کم کربن در دمای نقطه جوش.

2. درجه حرارت بالاتر. قلیایی ترک خوردگی دارای محدوده درجه حرارت گسترده ای, خوردگی تنش قلیایی از فولاد کربن به طور کلی در رخ می دهد 50 ~ 80 ° c یا بالاتر, و در حدود 60 ° c کمترین درجه حرارت بحرانی است, است که مربوط به غلظت قلیایی.  به احتمال زیاد به علت درجه حرارت شکننده قلیایی در نزدیکی نقطه جوش از راه حل.

3. استرس کششی بالاتر. با توجه به نظریه, مکانیسم SCC فولاد کم کربن در راه حل قلیایی متمرکز گرم متعلق به انحلال intercrystalline, و پتانسیل SCC نهفته در طیف وسیعی از تحول فعال سازی-به طور تصادفی. هنگامی که سود محلی بیشتر از است 10%, فیلم اکسید محافظ از فلز حل خواهد شد و بیشتر با پایه واکنش نشان می دهند. معادله است:


ترک خوردگی به طور کلی خوردگی و bifurcate. با این حال, ترک خوردگی transgranular نیز ممکن است رخ دهد. مثلا, مورفولوژی ترک خوردگی فولاد زنگ نزن آستنیتی در ۵۰% سود راه حل است هیچ ربطی به با عملیات حرارتی, اما ترک خوردگی transgranular است. محصولات خوردگی آن شل ، متخلخل ، اکسیدهای مغناطیسی غیر لایه ، و محلول آبی آن قلیایی است. تا زمانی که وجود دارد 10 ~ 20mg · l-1 سود در آب دیگ بخار و یا مبدل های حرارتی, تبخیر مکرر محلی می تواند به غلظت قلیایی در رسوب و یا ترک منجر, باعث خوردگی قلیایی محلی. هنگامی که خوردگی قلیایی و تنش کششی به طور همزمان وجود دارد ، می تواند باعث ترک خوردگی قلیایی شود. نظریه این است که بخشی از خوردگی H + نفوذ به فلز باعث هیدروژن شکنندگی. بنابراین ، قلیایی شکنندگی ترک خوردگی می تواند ناشی از هیدروژن ترک خوردگی ، و یا می توان آن را آند حل شده و یا مخلوط ترک خوردگی. پس چگونه می توانم به شما اجتناب از ترک خوردگی سود ؟


  • انتخاب مواد

با توجه به قدرت ، شکل پذیری و حساسیت شکنندگی قلیایی ، می توان از ظرف فولادی کربن برای بارگیری سود پرک استفاده کرد. در بالاترین دمای 46 ° c محیط محلول سوزاننده ، همچنین می توانید ۰/۲۰ ٪ C فولاد کربن آرام بخش را انتخاب کنید. با این حال, زمانی که درجه حرارت تند بیش از 46 ° c, جوش فولادی کربن باید تحت درمان با گرما پس از جوشکاری برای جلوگیری از شکنندگی قلیایی. اضافه کردن Ti و دیگر عناصر آلیاژی به فولاد کربن و مربوط به عملیات حرارتی نیز می تواند به طور موثر مانع ترک خوردگی تند. مثلا, نمونه فولاد حاوی ۰/۷۳% Ti (۰/۱۰۵% C) در 650 ~ 750 ° c عایق, و پس از آن کوره سرد شده است به گسترش زمان شکستگی از 150h به 1000h.

 

  • کاهش تنش پسماند

تنش پسماند عامل اصلی شکنندگی قلیایی است, پس از آن بهتر است به اتخاذ اقدامات جوشکاری مانند انرژی خط پایین, گرمایش قبل از جوشکاری, توالی جوشکاری مناسب, جهت و اعتصاب چکش بین لایه ها به منظور کاهش تعداد و طول درزهای جوش تا آنجا که ممکن است و کاهش تنش باقی مانده جوش از مفاصل جوش داده شده. سرد تشکیل و پس از جوش عملیات حرارتی برای از بین بردن استرس یک اقدام موثر برای جلوگیری از ترک خوردگی تند است.

به حداقل رساندن تنش داخلی باقی مانده در طول ساخت و مونتاژ, مانند طرف اشتباه, تغییر شکل زاویه, و جلوگیری از حفره و غیره,. ساختار پرچین نیز می تواند برخی از اقدامات مانند آرایش یکنواخت از سوراخ پرچین برای جلوگیری از فشار پرچین بیش از حد را. در عمل ، قطعه کار به دمای از پیش تعیین شده گرم می شود و به اندازه کافی بلند برای کاهش تنش پسماند به سطح قابل قبول برگزار می شود. آن را در زمان و درجه حرارت بستگی دارد, و به طور معمول شما آن را سرد در نرخ کندتر برای جلوگیری از تنش های جدید. پس از جوشکاری, د تنش دمای بازپخت از فولاد کربن وفولاد کم آلیاژنباید کمتر از 620 ° c, و زمان عایق باید با توجه به 1h/25mm محاسبه (ضخامت). جدول زیر محدوده مورد استفاده در دمای پس از جوش حرارتی فولاد مورد استفاده در پالایشگاه را نشان می دهد و مقدار سختی می تواند به عنوان معیار اثر عملیات حرارتی مورد استفاده قرار گیرد.

مواد

دما

سختی

فولاد کربنی

593-648

۲۰۰

Cr-0.5 Mo

593-718

۲۲۵

1-1/4Cr-0.5 Mo

704-746

۲۲۵

2-1/4Cr-1Mo

704-760

۲۴۱

5Cr-1Mo

704-760

۲۴۱

 

  • علاوه بر مهار خوردگی

مهارکننده های خوردگی معمولا استفاده می شود Na3PO4, NaNO3, NaNO2, Na2SO4, و غیره. دوز را می توان با توجه به نتایج تجربی تعیین, برای مثال, نسبت NaNO3/سود بزرگتر از است ۰/۴, و Na2SO4/سود بزرگتر از است 5 برای جلوگیری از ترک خوردگی تند.

 

علاوه بر این ، کاهش دمای عملیاتی ، مانند استفاده متناوب از حرارت کویل ، دمای ≤ 46 درجه سانتی گراد ، و یا در طراحی برای کاهش و یا جلوگیری از غلظت های محلی از افزایش اب قلیایی یا غلظت مکرر تبخیر ، اقدامات موثر برای جلوگیری از شکنندگی قلیایی است.