Ruostumattoman teräksen hitsien korroosio: syyt, ehkäisy ja liitossuunnitteluvinkkejä

Kaksi kuukautta sen jälkeen, kun 304 ruostumattomasta teräksestä valmistettua palkea oli asennettu rannikkohotelliin, hitsisaumoihin ilmestyi pieniä ruskeita täpliä. Perusmetalli näytti edelleen puhtaalta. Toimittaja väitti materiaalin olevan aito 304, ja laboratoriotesti sovittiin. Ongelma ei ollut seoslaatu. Hitsin lämmöntuotto ja hitsin jälkeisen passivoinnin puuttuminen olivat luoneet korroosiotilanteen. Hyvä uutinen on, että hitsin korroosiota voidaan hallita ennen kuin erä lähtee tehtaalta. Sinun tarvitsee vain tietää, mitkä mekanismit ovat pelissä ja mitä määritellä.

Miksi hitsausalueista tulee heikko kohta

Hitsaus ei ole vain mekaaninen liitos. Se on lämpötapahtuma, joka muuttaa ruostumattoman teräksen osan mikrorakennetta kapealla nauhalla. Kolme vaikutusta tekevät siitä nauhasta todennäköisimmän paikan korroosion alkamiselle.

Lämmön vaikutusalue ja herkistyminen

Kun perusmetalli saavuttaa noin 450–850 °C hitsauksen aikana, kromi ja hiili voivat yhdistyä kromikarbideiksi raerajoja pitkin. Välittömästi hitsin vieressä oleva alue, joka tunnetaan nimellä lämpövaikutusalue (HAZ), voi loppua kromista, joka normaalisti muodostaa suojaavan oksidikalvon. Tätä tilaa kutsutaan herkistymiseksi. Tyypin 304 ruostumaton teräs on alttiimpi tälle kuin 316 tai 316L, koska molybdeeni lisää kestävyyttä ja erittäin vähähiilinen laatu rajoittaa karbidin saostumista.

Vaurioitunut passiivinen kerros ja oksidivaaka

Hitsauslämpö hapettaa pinnan. Hitsin lähelle ilmestyvä värillinen asteikko ei ole vaaraton: se sijaitsee kromivajeen vyöhykkeen yläpuolella, jossa passiivikalvo on hajonnut. Ellei sitä hilsettä poisteta, pinta ei voi uudelleenpassivoida täysin, ja paikallinen korroosiosolu voi muodostua oksidin alle.

Jäljellä oleva vetojännitys

Nopea lämpeneminen ja jäähdytys jättävät jäännösvetolujuuden keskittyneen hitsin ympärille. Kun ympäristössä on runsaasti klooria, tämä stressi aiheuttaa lisäriskin. Jännityskorroosiohalkeilu voi kehittyä hienoina oksina, joskus ilman näkyvää ruostetta, mikä tekee siitä erityisen vaarallisen kaasu- tai vesijärjestelmissä. Aallotetun ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien turvallisuustiedot, mukaan lukien hitsaus ja korroosiontorjunta vaikuttavat siihen, käsitellään artikkelissamme. artikkeli CSST:n turvallisuusnäkökohdista .

Yleiset korroosiomekanismit hitsausliitoksissa

Kenttähäiriöt ilmenevät harvoin kerralla. Ne alkavat yleensä yhdestä mekanismista, joka luo karheutta, sitten toinen mekanismi ottaa vallan. Alla oleva taulukko kartoittaa tyypilliset mekanismit niiden syihin ja käytännön hallintaan.

Syövytys on näkyvin lähtökohta kloridipitoisessa vedessä. Se voi syveneä rakoon, jos kalkki tai lika muodostaa aukon. Rakeiden välinen korroosio on klassinen seuraus herkistymisestä, ja jännityskorroosiohalkeilu on mekanismi, joka aiheuttaa äkillisiä vuotoja, kun kaksi muuta ovat jo heikentäneet seinää. Omassa tehtaassamme käsittelemme kaikkia neljää hitsauksen laatuindikaattorina, emme erillisinä materiaalikysymyksinä.

Hitsauksen jälkeiset käsittelykäytännöt

Seoksen valinta ei yksin riitä. Puhdistamaton ja passivoimaton hitsi ruostuu silti paljon nopeammin kuin sama perusmetalli, jonka pinta on kunnostettu oikein. Vakiojärjestys on mekaaninen puhdistus, peittaus ja passivointi.

• Mekaaninen puhdistus poistaa irtonaisen kalkin ja karhentuneet oksidit hiomalla tai harjaamalla. Ohutseinäisten putkien kohdalla sen on oltava riittävän hellävarainen, jotta se ei pienennä seinämän paksuutta.
• Peittauksessa käytetään typpi/fluorivetyhapposeosta kromipuutteisen kerroksen liuottamiseen ja puhtaan metallin paljastamiseen. Tämä on tärkein askel, kun vaaka on raskasta.
• Passivointi rakentaa oksidikalvon uudelleen. Sitruunahappopassivointi on turvallisempi vaihtoehto typpihapolle, ja se kuuluu ASTM A967:n piiriin.

Aallotetuissa ruostumattomissa teräsputkissa ryppygeometria tekee hilseenpoistosta vaikeampaa kuin tasaisella levyllä. Tuotantolinjoillamme käytetään automatisoituja puhdistus- ja peittauskylpyjä, joten käsittely saavuttaa koko sisä- ja ulkopinnan, ei vain teräsharjalla käsiteltäviä alueita.

Hitsatun ruostumattoman teräksen määrittäminen käytännön sovelluksiin

Paras tapa vähentää hitsin korroosion riskiä on sovittaa seos ja osan geometria todelliseen asennusympäristöön. Yleiskäyttöinen 304-palke voi palvella kuivia sisävesi- tai kaasulinjoja, mutta rannikkoilma, uima-altaat ja teollisuuskeittiöt nostavat kloridipitoisuutta. Näissä tapauksissa 316L on turvallisempi valinta.

Valitse oikea seos hitsausympäristöön

Keittiön kaasulaitteen liitäntää varten letku altistuu höyrylle, puhdistusaineille ja paikalliselle kosteudelle. Suojakuorella varustettu 316L aallotettu joustava maakaasuletku tarjoaa sekä korroosionkestävyyden että mekaanisen suojan. Tästä syystä suosittelemme korkeampaa molybdeenilaatua, kun asennuspaikka on lähellä merta tai korkean kosteuden ravitsemisalueella.

316L aallotettu joustava maakaasuletku keittiöön Tämä 316 litran aallotettu kaasuletku, jossa on ruostumattomasta teräksestä valmistettu kotelo ja kuminen sisäputki, kestää korroosiota ja mekaanista rasitusta, joten se sopii kosteaan keittiöympäristöön meren lähellä. Näytä tuote →

Valitse rakenne, joka välttää stressikeskittymät

Paljemuoto jakaa liikkeen ja lämpölaajenemisen useille pienille kierteille sen sijaan, että se pakottaisi muodonmuutoksen yhteen lyhyeen hitsaukseen. Itse paljeseinämän tulee olla terve, mutta geometria vähentää paikallista jännitystä, joka voi johtaa jännityskorroosiohalkeamiseen. Kun sovelluksella on palonestovaatimus, ulkopäällyste tulee myös arvioida joustavuuden ja lämmön suhteen. Paloa hidastava aallotettu kaasuputki on suunniteltu tätä yhdistelmää varten, ja sen rakenne pitää ruostumattoman teräksen ytimen suojattuna ja ulkokerroksen vakaana laitteen normaalin liikkeen aikana.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettu aallotettu palonestoletku kaasulle Tässä paloa hidastavassa aaltopahviputkessa on keltainen PVC-pinnoite, joka kestää paloa, UV-säteilyä ja kulumista ja tarjoaa turvallisen ja kestävän kaasun toimituksen vaativissa sovelluksissa. Näytä tuote →

Tarkista pinnan tila kuuman ja kylmän veden piirien varalta

Kuuma- ja kylmävesikierrot tuovat happea, lämpötilavaihteluita ja joillakin alueilla liuennutta kloridia. Lämminvesivaraajan liitännän vuoto ei ole vain huoltokysymys: se voi vaurioittaa laitteita vikakohdan alapuolella. Hyväksi todistettu tapa suojata liitäntää on valita joustava ruostumattomasta teräksestä valmistettu nivel, jossa on jakoavaimella säädettävä liitos ja täysin peitattu ja passivoitu pinta. Valmistamme ruostumattomasta teräksestä aallotetun putken jakoavaimella tähän tarkoitukseen, ja se on yleinen valinta jälkiasennus- ja OEM-projekteihin. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut palkeet tarjoavat myös pitkän käyttöiän, mikä vähentää toistuvien vaihtojen aiheuttamaa ympäristökuormitusta, kuten kohdassa kerrottiin. tämä yleiskatsaus ruostumattomasta teräksestä valmistettujen palkeiden ympäristöeduihin .

304 ruostumattomasta teräksestä valmistettu aallotettu putki jakoavaimella Tämä 304 ruostumattomasta teräksestä valmistettu aallotettu putki kestää korkeita lämpötiloja ja painetta, ja mukana tuleva jakoavain mahdollistaa helpon asennuksen ja huollon, ihanteellinen kuumavesijärjestelmiin. Näytä tuote →

Bottom Line

Ruostumattoman teräksen hitsikorroosio johtuu lämmön, pinnan kunnon ja ympäristön yhteistoiminnasta. Käytännön vastaus ostajalle ei ole vain kysyä "ruostumatonta terästä". Se on määritettävä seoslaatu, hitsin käsittely ja pinnan viimeistely, ja todisteet on oltava tarkastusraportissa. Kun nämä yksityiskohdat ovat yhdenmukaisia, ruostumattoman teräksen hitsin käyttöikä voi täyttää perusmetallin asettamat odotukset.

Jos hankit hitsattuja aallotettuja ruostumattomasta teräksestä valmistettuja putkia tai kaasuletkuja, kysy valmistajalta sen peittaus- ja passivointimenettelystä ja siitä, kuinka se varmistaa lämmön vaikutuksen alaisen alueen. Nämä ovat kysymykset, jotka estävät ruskeita pilkkuja ilmaantumasta kuukausia myöhemmin.