Korozija zavarenih spojeva od nehrđajućeg čelika: uzroci, prevencija i savjeti za dizajn spojeva

Dva mjeseca nakon što je serija od 304 mijeha od nehrđajućeg čelika postavljena u obalni hotel, male smeđe mrlje pojavile su se duž zavarenih šavova. Osnovni metal i dalje je izgledao čist. Dobavljač je inzistirao da je materijal originalan 304, a laboratorijski test je pristao. Problem nije bio stupanj legure. Unos topline zavara i odsutnost pasivizacije nakon zavarivanja stvorili su stanje korozije. Dobra vijest je da se korozija zavara može kontrolirati prije nego što serija napusti tvornicu. Vi samo trebate znati koji su mehanizmi u igri i što navesti.

Zašto područja zavara postaju slaba točka

Var nije samo mehanički spoj. To je toplinski događaj koji mijenja mikrostrukturu dijela od nehrđajućeg čelika preko uskog pojasa. Tri učinka čine tu traku najvjerojatnijim mjestom za početak korozije.

Zona utjecaja topline i osjetljivost

Kada osnovni metal dosegne otprilike 450–850°C tijekom zavarivanja, krom i ugljik mogu se spojiti u kromove karbide duž granica zrna. Područje neposredno uz zavar, poznato kao zona utjecaja topline (HAZ), može postati osiromašeno kroma koji inače tvori zaštitni oksidni film. Ovo stanje se naziva senzibilizacija. Nehrđajući čelik tipa 304 skloniji je tome nego 316 ili 316L, jer molibden dodaje otpornost, a stupanj s ekstra niskim udjelom ugljika ograničava taloženje karbida.

Oštećen pasivni sloj i oksidni kamenac

Toplina zavarivanja oksidira površinu. Obojena ljuska koja se pojavljuje u blizini zavara nije bezopasna: nalazi se iznad zone osiromašene kromom gdje je pasivni film degradiran. Osim ako se kamenac ne ukloni, površina se ne može u potpunosti repasivirati, a ispod oksida se može stvoriti lokalna korozijska stanica.

Zaostalo vlačno naprezanje

Brzo zagrijavanje i hlađenje ostavlja zaostalo vlačno naprezanje koncentrirano oko zavara. Kada je prisutna okolina bogata klorom, ovaj stres stvara dodatni rizik. Pukotine uzrokovane korozijom naprezanja mogu se razviti kao fine grane, ponekad bez jake vidljive hrđe, što ih čini posebno opasnim u plinskim ili vodenim sustavima. Sigurnosna evidencija valovitih cijevi od nehrđajućeg čelika, uključujući kako zavarivanje i kontrola korozije utječu na njih, pokrivena je u našem članak o sigurnosnim pitanjima CSST-a .

Uobičajeni mehanizmi korozije u zavarenim spojevima

Kvarovi na terenu rijetko se pojavljuju odjednom. Obično počinju s jednim mehanizmom koji stvara hrapavost, a zatim drugi mehanizam preuzima. Donja tablica prikazuje tipične mehanizme s njihovim uzrocima i praktičnim kontrolama.

Pitting je najvidljivija početna točka u vodi koja sadrži kloride. Može se produbiti u pukotinu ako kamenac ili prljavština stvaraju prazninu. Interkristalna korozija je klasični rezultat senzibilizacije, a pucanje uslijed korozije na napon je mehanizam koji uzrokuje iznenadna curenja kada su druga dva već oslabila stijenku. U našoj vlastitoj tvornici sva četiri tretiramo kao pokazatelje kvalitete zavarivanja, a ne kao zasebne materijalne probleme.

Protokoli obrade nakon zavarivanja

Sam odabir legure nije dovoljan. Zavar koji nije očišćen i pasiviran i dalje će korodirati mnogo brže od istog osnovnog metala s pravilno obnovljenom površinom. Standardni slijed je mehaničko čišćenje, dekapiranje i pasiviranje.

• Mehaničko čišćenje uklanja kamenac i grubi oksid brušenjem ili četkanjem. Za cijevi s tankom stijenkom mora biti dovoljno nježan da ne smanji debljinu stijenke.
• Dekapiranje koristi mješavinu dušične/fluorovodične kiseline za otapanje sloja osiromašenog kromom i izlaganje čistog metala. Ovo je najvažniji korak kada je kamenac težak.
• Pasivacija obnavlja oksidni film. Pasivacija limunskom kiselinom sigurnija je alternativa dušičnoj kiselini i obuhvaćena je ASTM A967.

Kod valovitih cijevi od nehrđajućeg čelika, geometrija nabora otežava uklanjanje kamenca nego kod ravnih ploča. Naše proizvodne linije koriste automatizirane kupke za čišćenje i dekapiranje tako da tretman doseže cijelu unutarnju i vanjsku površinu, a ne samo područja dostupna žičanom četkom.

Određivanje zavarenog nehrđajućeg čelika za praktične primjene

Najbolji način da se smanji rizik od korozije zavara je uskladiti leguru i geometriju dijela sa stvarnim okruženjem instalacije. Mijeh opće namjene 304 može služiti za suhu unutarnju vodu ili plinske vodove, ali obalni zrak, bazeni i industrijske kuhinje povećavaju razinu klorida. U tim slučajevima, 316L je sigurniji izbor.

Odaberite pravu leguru za okruženje zavara

Za spajanje kuhinjskog plinskog uređaja, crijevo je izloženo pari, sredstvima za čišćenje i lokalnoj vlazi. 316L valovito fleksibilno crijevo za prirodni plin sa zaštitnim poklopcem nudi otpornost na koroziju i mehaničku zaštitu. Zbog toga preporučujemo višu razinu molibdena kada je mjesto ugradnje u blizini mora ili u ugostiteljskom području s visokom vlagom.

316L valovito fleksibilno crijevo za prirodni plin za kuhinjsku upotrebu Ovo valovito plinsko crijevo od 316L s kućištem od nehrđajućeg čelika i gumenom unutarnjom cijevi otporno je na koroziju i mehanička opterećenja, što ga čini prikladnim za vlažna kuhinjska okruženja u blizini mora. Pogledajte proizvod →

Odaberite strukturu koja izbjegava koncentracije naprezanja

Oblik mijeha raspoređuje kretanje i toplinsko širenje preko mnogo malih zavoja umjesto da forsira deformaciju u jedan kratki zavar. Sama stijenka mijeha mora biti čvrsta, ali geometrija smanjuje lokalno naprezanje koje može dovesti do pucanja uslijed korozije. Kada primjena ima zahtjeve za otpornost na plamen, vanjska obloga također treba biti ocijenjena za savijanje i toplinu. Naša valovita plinska cijev otporna na plamen dizajnirana je za ovu kombinaciju, sa strukturom koja štiti jezgru od nehrđajućeg čelika, a vanjski sloj stabilan pri normalnom kretanju uređaja.

Valovito vatrootporno crijevo od nehrđajućeg čelika za plin Ova valovita plinska cijev otporna na plamen ima žuti PVC premaz koji je otporan na vatru, UV zračenje i habanje, osiguravajući siguran i dugotrajan dovod plina u zahtjevnim primjenama. Pogledajte proizvod →

Provjerite stanje površine za krugove tople i hladne vode

Krugovi tople i hladne vode unose kisik, temperaturne promjene, au nekim regijama i otopljeni klorid. Propuštanje na spoju grijača vode nije samo problem održavanja: ono može oštetiti opremu ispod točke kvara. Dokazani način zaštite spoja je odabir fleksibilne veze od nehrđajućeg čelika s priključkom koji se može podesiti ključem i potpuno dekapiranom i pasiviziranom površinom. Proizvodimo valovitu cijev od nehrđajućeg čelika s ključem za tu svrhu, a to je čest izbor za retrofit i OEM projekte. Mijehovi od nehrđajućeg čelika također nude dug radni vijek koji smanjuje opterećenje okoliša ponovnim zamjenama, kao što je objašnjeno u ovaj pregled ekoloških prednosti mijeha od nehrđajućeg čelika .

Valovita cijev od nehrđajućeg čelika 304 s ključem Ova valovita cijev od nehrđajućeg čelika 304 otporna je na visoke temperature i tlak, a uključeni ključ omogućuje jednostavnu instalaciju i održavanje, idealno za sustave tople vode. Pogledajte proizvod →

Suština

Korozija zavara u nehrđajućem čeliku rezultat je zajedničkog djelovanja topline, stanja površine i okoliša. Praktičan odgovor za kupca nije jednostavno tražiti "nehrđajući čelik". Potrebno je navesti stupanj legure, obradu zavara i završnu obradu površine te imati dokaze u izvješću o inspekciji. Kada su ti detalji dosljedni, vijek trajanja zavara od nehrđajućeg čelika može ispuniti očekivanja koja postavlja osnovni metal.

Ako nabavljate zavarene valovite cijevi od nehrđajućeg čelika ili plinska crijeva, pitajte proizvođača o postupku dekapiranje i pasiviranja i kako provjerava zonu pod utjecajem topline. To su pitanja koja sprječavaju pojavu smeđih mrlja mjesecima kasnije.