پیش زمینه
آرنجهای استیل ضد زنگ به عنوان مؤلفه های مهم در سیستم های خط لوله صنعتی ، که به طور گسترده در بخش های نفتی ، شیمیایی و مهندسی دریایی مورد استفاده قرار می گیرند ، خدمت می کنند. مقاومت در برابر خوردگی آنها به طور مستقیم بر ایمنی و عمر خدمات زیرساخت خط لوله تأثیر می گذارد. تغییرات قابل توجهی در مقاومت در برابر خوردگی در بین مواد مختلف آرنج استیل ضد زنگ (به عنوان مثال ، 304 ، 316 ، 2205) به دلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی آنها وجود دارد. بنابراین ، در تحقیقات عمق- در مورد نابرابری های مقاومت در برابر خوردگی در سراسر مواد آرنج استیل ضد زنگ و عوامل تأثیرگذار آنها برای بهینه سازی انتخاب مواد و تقویت قابلیت اطمینان سیستم خط لوله بسیار مهم است.
هدف تحقیق
این مطالعه به دنبال بررسی تفاوت در مقاومت در برابر خوردگی در بین مواد مختلف آرنج استیل ضد زنگ است. این اثرات عوامل کلیدی- شامل ترکیب شیمیایی ، شرایط محیطی ، درمان سطح و فرآیندهای جوشکاری - را بر عملکرد خوردگی تجزیه و تحلیل خواهد کرد. این یافته ها با هدف فراهم کردن مبنای علمی برای انتخاب مواد و اقدامات محافظتی در کاربردهای عملی آرنجهای استیل ضد زنگ.
تفاوت ترکیبات شیمیایی مواد آرنج استیل معمولی و تأثیر آنها بر مقاومت در برابر خوردگی
304 آرنج استیل ضد زنگ
نوع 304 فولاد ضد زنگ یک درجه آستنیتی است که در درجه اول از کروم بالا (تقریباً. 18 ٪) و نیکل کم (تقریباً . 8 ٪) تشکیل شده است. این ماده قابلیت شکل گیری و جوشکاری خوبی را ارائه می دهد و آن را برای محیط های خدمات عمومی مناسب می کند. با این حال ، 304 از حساسیت قابل توجهی به یونهای کلرید برخوردار است و ممکن است خوردگی گودال در کلرید-} حاوی محیط ها ایجاد کند و مقاومت در برابر خوردگی آن را به خطر می اندازد.
316 آرنج استیل ضد زنگ
با استفاده از ترکیب 304 ، نوع 316 شامل مولیبدن (تقریباً. 2-3 ٪) با افزایش محتوای نیکل (تقریباً. 10 ٪) است. علاوه بر این مولیبدن به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی کلرید- ایجاد شده را افزایش می دهد و عملکرد برتر را در تنظیمات دریایی و اسیدی امکان پذیر می کند. در نتیجه ، 316 آرنج استیل ضد زنگ برای برنامه هایی که خواستار مقاومت در برابر خوردگی بالاتر هستند ، ترجیح داده می شوند.
2205 آرنج استیل ضد زنگ دوتایی
درجه 2205 یک فولاد ضد زنگ دوبلکس است که دارای یک میکروساختار فریتیک- است. مشخصات شیمیایی آن شامل کروم بالا (22 ٪ ~) ، نیکل (5 ٪ ~) ، مولیبدن (3 ٪ ~) و نیتروژن (تقریباً. 0.14-0.2}) است. این ساختار فاز Dual- هم مقاومت بالا و هم مقاومت در برابر خوردگی استثنایی ، به ویژه در محیط های تهاجمی مانند کلرید-} شرایط اسیدی را ارائه می دهد. این خصوصیات 2205 آرنج استیل ضدزنگ دوبلکس را به عنوان راه حل های عملکردی بالا- بالا برای مهندسی دریایی ، پردازش شیمیایی و برنامه های مربوط به خواستار ایجاد می کنند.
عملکرد مقاومت در برابر خوردگی آرنجهای استیل ضدزنگ در محیط های مختلف خورنده
محیط های اسیدی/قلیایی
در شرایط خفیف اسیدی ، 304 آرنج استیل ضد زنگ به اندازه کافی عمل می کنند اما مستعد ابتلا به خوردگی در اسیدهای قوی هستند (به عنوان مثال ، اسید سولفوریک). آرنج های نوع 316 مقاومت برتر را در محیط های متوسط اسیدی نشان می دهند ، اگرچه استفاده از آنها در اسیدهای اکسید کننده شدید (به عنوان مثال ، اسید نیتریک) نیاز به بررسی دقیق دارد. آرنج های استیل ضد زنگ درجه 2205 دوپلکس عملکرد بهینه را در اسید مخلوط {9} تنظیمات قلیایی ، به ویژه کلرید- حاوی محیط های اسیدی ارائه می دهد.
محیط های دریایی
304 آرنج استیل ضد زنگ آسیب پذیری قابل توجهی در برابر خوردگی و خوردگی شکاف در کاربردهای دریایی نشان می دهد و در نتیجه مقاومت به خوردگی به خطر می افتد. در حالی که 316 آرنج مقاومت به کلرید پیشرفته را ارائه می دهند ، قرار گرفتن در معرض طولانی مدت هنوز هم نیاز به نگهداری دوره ای دارد. درجه 2205 دوبلکس مقاومت استثنایی در برابر خوردگی گودال و Crevice ایجاد می کند ، و این امر را برای خدمات دریایی مدت طولانی- مناسب می کند.
محیط های دما بالا -
در دمای بالا ، 304 آرنج مستعد اکسیداسیون و خوردگی بین دانه ای هستند و مقاومت در برابر خوردگی قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. نوع 316 ثبات حرارتی بهتری نسبت به 304 دارد اما برای جلوگیری از تخریب به کنترل دما نیاز دارد. آرنج های دوبلکس 2205 هم مقاومت بالا و هم مقاومت در برابر خوردگی را تحت استرس حرارتی حفظ می کنند و مناسب بودن آنها را برای عملیات دما {6} بالا تعیین می کنند.
اثر بهبود فرآیندهای تصفیه سطح بر مقاومت در برابر خوردگی آرنجهای استیل ضدزنگ مواد مختلف
صیقلی
جلا دادن زبری سطح را در آرنجهای استیل ضدزنگ کاهش می دهد ، چسبندگی رسانه خوردگی را به حداقل می رساند و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. با این حال ، برای آرنج های درجه 304 ، این فرآیند بهبود محدودی در مقاومت در برابر خوردگی گودال را ارائه می دهد.
درمان انفعال
Passivation یک فیلم اکسید متراکم را تشکیل می دهد که مقاومت در برابر خوردگی را در آرنج های فولادی 304 و 316 افزایش می دهد. با توجه به مقاومت در برابر خوردگی ذاتی از جنس استیل ضدزنگ 2205 ، انفعال تنها سود حاشیه ای برای این درجه دارد.
درمان روکش
پوشش های محافظتی که برای سطوح آرنج اعمال می شود ، مقاومت خوردگی 304 فولاد ضد زنگ را بهبود می بخشد. با این حال ، برای نمرات 316 و 2205 ، پوشش ها به دلیل خوردگی ذاتی این مواد-} مقاوم در برابر این مواد ، محافظت بیشتری را ارائه می دهند.
تفاوت عملکرد بین آرنجهای استیل ضد زنگ دوبلکس و آرنجهای استیل ضد زنگ آستنیتی از نظر مقاومت در برابر خوردگی شکاف و ترک خوردگی استرس
مقاومت در برابر خوردگی CREVICE
فولادهای ضد زنگ دوبلکس (به عنوان مثال ، 2205) مقاومت در برابر خوردگی شکاف برتر را در مقایسه با نمرات آستنیتی (304 ، 316) به دلیل حضور فاز فریتیک نشان می دهد. فولادهای ضد زنگ آستنیتی مستعد ابتلا به خوردگی موضعی در محیط های Crevice هستند ، در حالی که نمرات دوبلکس محافظت از خوردگی مؤثر را حفظ می کند.
مقاومت در برابر خوردگی استرس (SCC) مقاومت
استحکام بالا و ریزساختار دوتایی - ساختار فولادهای ضد زنگ دوبلکس مقاومت SCC خود را نسبت به انواع آستنیتی افزایش می دهد. نمرات آستنیتی آسیب پذیری قابل توجهی در برابر کلرید {{2} scc ناشی از SCC نشان می دهد ، در حالی که فولادهای ضد زنگ دوبلکس به طور موثری در برابر این مکانیسم شکست مقاومت می کنند.
تأثیر گرما - تحت تأثیر جوشکاری بر مقاومت در برابر خوردگی آرنجهای استیل ضد زنگ مواد مختلف
304 فولاد ضد زنگ
در طول جوشکاری 304 آرنج استیل ضد زنگ ، منطقه آسیب دیده-}} (HAZ) مستعد حساسیت می شود و منجر به خوردگی بین دانه ای می شود. این امر در درجه اول زمانی اتفاق می افتد که درجه حرارت بالا باعث بارش کاربید ، کاهش میزان کروم در مرزهای دانه و در نتیجه به خطر انداختن مقاومت در برابر خوردگی شود.
316 فولاد ضد زنگ
محتوای مولیبدن در 316 آرنج استیل ضد زنگ مقاومت در برابر حساسیت را افزایش می دهد. با این وجود ، خوردگی موضعی ممکن است در هنگام جوشکاری هنوز در HAZ ایجاد شود. اجرای روشهای جوشکاری مناسب و POST- درمان های جوش برای این درجه ضروری است.
2205 فولاد ضد زنگ دوتایی
جوشکاری 2205 آرنج استیل ضد زنگ دوبلکس می تواند نسبت های فاز را در HAZ تغییر دهد ، که به طور بالقوه بر عملکرد خوردگی تأثیر می گذارد. با وجود این ، آلیاژ مقاومت در برابر خوردگی برتر را در مقایسه با نمرات آستنیتیک حفظ می کند. حفظ مقاومت در برابر خوردگی بهینه نیاز به کنترل دقیق پارامترهای جوش و عملیات حرارتی جوش {3} دارد.
تغییر مقاومت در برابر خوردگی در سراسر مواد آرنج استیل ضدزنگ
تفاوت معنی داری در مقاومت در برابر خوردگی در بین نمرات آرنج استیل ضد زنگ وجود دارد ، که در درجه اول توسط ترکیب شیمیایی ، شرایط محیطی ، تیمارهای سطح و فرآیندهای جوشکاری اداره می شود. آرنج های نوع 304 متناسب با محیط های عمومی است اما حساسیت به کلرید را نشان می دهد. درجه 316 مقاومت کلرید برتر را ارائه می دهد و آن را برای تنظیمات دریایی و اسیدی مناسب می کند. درجه 2205 دوبلکس استحکام بالایی را با مقاومت در برابر خوردگی استثنایی ترکیب می کند ، و در شرایط بسیار خورنده به ویژه مؤثر است.
توصیه های درخواست
انتخاب مواد باید با محیط های خدمات خاص تراز شود. برای برنامه هایی که خواستار مقاومت در برابر خوردگی بالا هستند ، آرنج های استیل 316 یا 2205 توصیه می شود. اجرای تیمارهای بهینه شده سطح و روشهای جوشکاری باعث افزایش عملکرد خوردگی می شود. آزمایش خوردگی میدانی برای تأیید عملکرد مواد در شرایط عملیاتی واقعی توصیه می شود.
منابع
1.asm International. فولادهای ضد زنگ: خواص ، انتخاب و برنامه ها.
2. انجمن چین برای خوردگی و محافظت. خوردگی و محافظت از فولاد ضد زنگ.
3. مطبوعات اقیانوس. خوردگی و محافظت از مواد مهندسی دریایی.
4. مطبوعات صنعت شیمیایی. کتابچه راهنمای فناوری درمان سطح.
5. مطبوعات صنعت متالورژی. خواص و کاربردهای فولاد ضد زنگ دوبلکس.
6. مطبوعات صنعت ماشین آلات. فناوری جوشکاری فولاد ضد زنگ.
7. مجله جوش. تأثیر گرما - تحت تأثیر جوشکاری در مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ.
8. مجله تحقیقات مواد فلزی. درمان سطح استیل و مقاومت در برابر خوردگی.
