Korrosionsversagensanalyse von Edelstahl

Korrosionsversagensanalyse von Edelstahl

1. Spannungskorrosion:

Edelstahl erzeugt Spannungskorrosion in einem korrosiven Medium, das Sauerstoffchloridionen enthält. Das Versagen der Spannungskorrosion macht etwa 45% aus.

Gemeinsame Schutzmaßnahmen:

Angemessene Materialauswahl, die Auswahl spannungskorrosionsbeständiger Materialien sind hauptsächlich hochreiner austenitischer Chrom-Nickel-Stahl, austenitischer Chrom-Nickel-Stahl mit hohem Siliziumgehalt, hochchromhaltiger Ferrit-Stahl und ferritisch-austenitischer Zweiphasenstahl. Unter diesen weist ferritisch-austenitischer Duplexstahl die beste Beständigkeit gegen Spannungskorrosion auf. Kontrollspannung: Reduzieren Sie während der Montage die Spannungskonzentration so weit wie möglich und stellen Sie sicher, dass das Teil, das mit dem Medium in Kontakt kommt, die minimale Restspannung aufweist, verhindern Sie Kollisionen und Kratzer und halten Sie sich strikt an die Schweißprozessspezifikation.

Befolgen Sie strikt die Betriebsregeln: Kontrollieren Sie streng die Rohstoffzusammensetzung, die Durchflussrate, die mittlere Temperatur, den Druck, den pH-Wert und andere technologische Indikatoren. Fügen Sie Korrosionsinhibitor hinzu, soweit die Prozessbedingungen dies zulassen. Bei Verwendung von Chrom-Nickel-Edelstahl zum Auflösen von aeroben Chloriden sollte der Massenanteil an Sauerstoff auf weniger als 1,0 × 10 –6 reduziert werden. In der Praxis wurde nachgewiesen, dass in dem Wasser, das Chlorionen mit einem Massenanteil von 500,0 × 10 & supmin; & sup6; enthält, eine Mischung aus Nitrat mit einem Massenanteil von 150,0 × 10 & supmin; & sup6; und Natriumsulfit mit einem Massenanteil von 0,5 × 10-6 können einen guten Effekt erzielen.

2. Locherosionsversagen und vorbeugende Maßnahmen

Schlüssellochkorrosion tritt normalerweise in stationären Medien auf. Das Loch entwickelt sich normalerweise entlang der Schwerkraft- oder Querrichtung. Sobald das Loch gebildet ist, beschleunigt es automatisch auf die Tiefe. Der Oxidfilm auf der Oberfläche des rostfreien Stahls wird in einer wässrigen Lösung gelöst, die Chloridionen enthält, was zur Bildung kleiner Vertiefungen mit einer Öffnung von 20 nm bis 30 nm auf dem Grundmetall führt. Solange das Medium eine bestimmte Menge an Chlorionen enthält, kann sich der Korrosionskern zu Korrosionslöchern entwickeln.

Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen: Fügen Sie Edelstahl Molybdän, Stickstoff, Silizium und andere Elemente hinzu oder erhöhen Sie den Chromgehalt, während Sie diese Elemente hinzufügen. Reduzieren Sie den Gehalt an Chlorionen im Medium. Der Korrosionsinhibitor kann die Stabilität des Passivierungsfilms erhöhen oder die Repassivierung des beschädigten Passivierungsfilms erleichtern. Nehmen Sie einen externen Kathodenstromschutz an und verhindern Sie die Locherosion.

3. Lochfraß

Aufgrund des Vorhandenseins nichtmetallischer Einschlüsse in unterschiedlichem Maße in Metallmaterialien bilden diese nichtmetallischen Verbindungen unter der Korrosionswirkung von Cl-Ionen bald Lochfraßkorrosion. Unter der Wirkung des Blockierens von Batterien wandern Cl-Ionen außerhalb der Grube in die Grube, während Metallionen innerhalb der Grube mit positiven Ladungen in die Grube wandern. In Edelstahl ist das Material mit Mo hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit besser als das Material ohne Mo. Je mehr Mo-Gehalt zugesetzt wird, desto besser ist die Korrosionsbeständigkeit.

4. Spaltkorrosion

Der Mechanismus der Spaltkorrosion ist der gleiche wie bei der Lochfraßkorrosion, die durch die Anreicherung von Cl-Ionen aufgrund der Wirkung von verschlossenen Batterien im Spalt verursacht wird. Diese Art von Korrosion tritt im Allgemeinen in den Rissen von Flanschdichtungen, Überlappungsverbindungen, Schrauben und Muttern sowie in den Rissen von Wärmeaustauschrohren und Rohrplattenlöchern auf. Die Risskorrosion hängt eng mit der Konzentration der statischen Lösung in den Rissen zusammen. Sobald eine Risskorrosionsumgebung vorliegt, ist die Wahrscheinlichkeit, Spannungskorrosion zu induzieren, sehr hoch.

Anwendbare Bedingungen für zwei Arten von rostfreiem Stahl in chlorhaltiger wässriger Lösung

Edelstahl Typ 1 304

Dies ist der billigste und am weitesten verbreitete austenitische Edelstahl (wie Lebensmittel, Chemikalien, Atomenergie und andere Industrieanlagen). Geeignet für allgemeine organische und anorganische Medien. Zum Beispiel Salpetersäure mit einer Konzentration <30%, einer="" temperatur="" ≤="" 100="" °="" c="" oder="" einer="" konzentration="" ≥="" 30%,="" einer="" temperatur=""><50 °=""> Verschiedene Konzentrationen von Kohlensäure, Ammoniak und Alkoholen bei Temperaturen ≤ 100 ° C. Schlechte Korrosionsbeständigkeit in Schwefelsäure und Salzsäure; Es ist besonders empfindlich gegen Spaltkorrosion durch chlorhaltige Medien (wie Kühlwasser).

2 Edelstahl 304L.

Korrosionsbeständigkeit und Verwendung sind grundsätzlich die gleichen wie bei Typ 304. Aufgrund des geringeren Kohlenstoffgehalts (≤ 0,03%) sind die Korrosionsbeständigkeit (insbesondere die interkristalline Korrosionsbeständigkeit einschließlich der Schweißzone) und die Schweißbarkeit besser, was für Halbschweißungen oder Vollschweißungen verwendet werden kann -geschweißtes PHE.

Edelstahl Typ 3 316

Geeignet für allgemeine organische und anorganische Medien. Zum Beispiel natürliches Kühlwasser, Kühlturmwasser, Enthärtungswasser; Karbonat; Essigsäure und Natronlauge mit einer Konzentration <> Lösungsmittel wie Alkohol und Aceton; Verdünnte Salpetersäure (Konzentration <20% =,="" verdünnte="" phosphorsäure="" (konzentration=""><30% =="" usw.).="" sollte="" jedoch="" nicht="" für="" schwefelsäure="" verwendet="" werden.="" da="" sie="" etwa="" 2%="" mo="" enthält,="" ist="" die="" korrosionsbeständigkeit="" in="" meerwasser="" und="" anderen="" chlorhaltigen="" substanzen="" medien="" sind="" besser="" als="" typ="" 304,="" der="" typ="" 304="" vollständig="" ersetzen="">

4 Edelstahl 316L

Korrosionsbeständigkeit und Verwendung sind grundsätzlich die gleichen wie bei Typ 316. Aufgrund des geringeren Kohlenstoffgehalts (≤ 0,03%) sind auch die Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit nach dem Schweißen besser, was für halbgeschweißtes oder vollgeschweißtes PHE verwendet werden kann.

Edelstahl Typ 5 317

Geeignet für Bedingungen, die eine längere Lebensdauer als Typ 316 erfordern. Da die Gehalte an Cr, Mo und Ni geringfügig höher sind als die des Typs 316, ist die Beständigkeit gegen Spaltkorrosion, Lochfraßkorrosion und Spannungskorrosion besser.

Edelstahl AISI 904L oder SUS 890L

Dies ist ein kostenintensiver austenitischer Edelstahl mit Preis- und Korrosionsbeständigkeit. Seine Korrosionsbeständigkeit ist besser als bei den oben genannten Materialien, insbesondere geeignet für allgemeine Schwefelsäure, Phosphorsäure und andere Säuren und Halogenide (einschließlich Cl -, F -). Aufgrund des hohen Gehalts an Cr, Ni und Mo weist es eine gute Beständigkeit gegen Spannungskorrosion, Lochfraßkorrosion und Risskorrosion auf.

7 Avesta 254 SMO überlegener Edelstahl

Dies ist ein hochkohlenstoffarmer Edelstahl, der durch Erhöhen des Mo-Gehalts vom Typ 316 modifiziert wurde und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß und Spaltkorrosion aufweist. Er eignet sich für Medium, das Salzlösung und anorganische Säure enthält und bei Typ 316 nicht verwendet werden kann.

8 Avesta 654 SMO überlegener Edelstahl

Dies ist ein hochkohlenstoffarmer Edelstahl mit einem höheren Cr-, Ni-, Mo- und N-Gehalt als 254 SMO, der eine bessere Beständigkeit gegen Chloridkorrosion als 254 SMO aufweist und in kaltem Meerwasser verwendet werden kann.

9 rs-2 (OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb) Edelstahl;

Dies ist ein inländischer Cr-Ni-Mo-Cu-Edelstahl. Die Lochfraß- und Schlitzkorrosionsbeständigkeit entspricht Typ 316, und die Spannungskorrosionsbeständigkeit ist besser. Kann für konzentrierte Schwefelsäure unter 80 ° C (Konzentration von 90 ~ 98%), jährliche Korrosionsrate ≤ 0,04 mm / a verwendet werden.

10 Incoloy 825 (S),

Dies ist ein Ni (40%) - Cr (22%) - Mo (3%) überlegener Edelstahl. Incoloy ist eine eingetragene Marke der internationalen Nickel Co. Geeignet für verschiedene Konzentrationen von Schwefelsäure bei niedriger Temperatur; In Lösung von Natronlauge (wie NaOH) mit einer Konzentration von 50% bis 70% hat es eine gute Korrosionsbeständigkeit und erzeugt keine Spannungsrisskorrosion. Es ist jedoch empfindlich gegenüber Chlorid-induzierter Spaltkorrosion. Darüber hinaus ist die Stanzleistung nicht sehr gut, so dass es sich nicht um ein übliches Plattenmaterial handelt.

11 31 legierung

Modifiziert durch 904L (erhöhter Mo, N-Gehalt), Standard 6% Mo überlegener Edelstahl (31% ni-27% cr-6,5% mo-32% Fe). Die Korrosionsbeständigkeit in vielen Medien ist besser als 904L; In Schwefelsäure mit einer Konzentration von 20% ~ 80% und einer Temperatur von 60 ~ 100 ~ überschreitet die Korrosionsbeständigkeit sogar c-276.

12 33 Legierung

Es handelt sich um einen vollständig austenitisierten Edelstahl auf Chrombasis mit einer Korrosionsbeständigkeit, die mit der einiger Ni-Cr-Mo-Legierungen wie Inconel 625 vergleichbar ist. In saurem und alkalischem Medium (einschließlich Salpetersäure, einer Mischung aus Salpetersäure und Flusssäure) hat es Gute Beständigkeit gegen lokale Korrosion und Spannungsrisskorrosion. Die Korrosionsbeständigkeit in konzentrierter Salpetersäure ist viel besser als 304L. Zum Beispiel ist es für Schwefelsäure geeignet, deren Konzentration größer als 96% ~ 99% ist, deren Temperatur weniger als 150 ° C beträgt und deren Schwefeloxidgehalt weniger als 200 mg / l beträgt. Heißes Meerwasser; eine stark ätzende Siedelösung mit einer Konzentration ≤ 50%; Phosphorsäure mit einer Konzentration von ≤ 85% und einer Temperatur von ≤ 150 ° C. Es ist jedoch nicht für reduktive Medien (wie verdünnte Schwefelsäure usw.) geeignet. Der Preis ist ähnlich wie bei c-276.

13 C - 2000 Legierung

Eine Legierung auf Nickelbasis, die in den 1990er Jahren zu einem ähnlichen Preis wie c-276 entwickelt wurde, weist eine der besten Korrosionsbeständigkeiten aller dieser Materialien auf. Bei mittlerer Konzentration von Schwefelsäure, verdünnter Salzsäure und Siedetemperatur weisen Phosphorsäure mit einer Konzentration von weniger als 50% und heiße Chloride eine bessere Korrosionsbeständigkeit als c-276 und c-22 auf und zeigen die Tendenz, die c-22-Legierung zu ersetzen. Bei einer Schwefelsäurekonzentration ≥ 70% ist die Korrosionsbeständigkeit jedoch nicht so gut wie bei c-276.

14 bis 59 Legierung

Im Vergleich zu c-2000 war die chemische Zusammensetzung im Wesentlichen dieselbe, außer dass der Gehalt an Ni ohne Cu und W geringfügig höher (59%) und niedriger in Fe war. Es ist eines der besten Korrosionsbeständigkeits-, Wärmestabilitäts-, Stanz- und Schweißbarkeitsmaterialien in Legierungen auf Nickelbasis. Seit seiner Vermarktung im Jahr 1990 ist es in Schwefelsäure, Salzsäure, Flusssäure und vielen anderen Medien, die Chlor, Sauerstoff und niedrigen pH-Wert enthalten, weit verbreitet.

Tabelle der Materialauswahl basierend auf Temperatur und Chlorionengehalt

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