不銹鋼減震波紋管補(bǔ)償器晶蝕問題

在產(chǎn)品使用過程中，管道內(nèi)過流某些腐蝕介質(zhì)時(shí)晶粒間界可能先行被腐蝕。這種沿著金屬晶界發(fā)生腐蝕的局部破壞，引起的管道接頭波紋補(bǔ)償器出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，稱為晶間腐蝕。

主要出現(xiàn)在不銹鋼、鎳、鋁和銅合金材質(zhì)加工而成的伸縮接頭、補(bǔ)償器、波紋管等產(chǎn)品中。晶界是金屬中各種溶質(zhì)元素偏析或金屬化合物(如碳化物和σ相等)沉淀析出的有利區(qū)域。

在這種體系中，若材料的晶界區(qū)域溶解速度遠(yuǎn)大于晶粒本體，則將發(fā)生晶間腐蝕。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，不銹鋼濕態(tài)腐蝕失效事例中，晶間腐蝕類型約占9.5%。 　　

當(dāng)波紋管、伸縮器、補(bǔ)償器等金屬材料發(fā)生晶間腐蝕時(shí)，其特點(diǎn)是在宏觀上金屬的外形尺寸幾乎不變，有時(shí)，表面仍保持金屬光澤，但其強(qiáng)度和延性下降。受冷彎或受工藝流體(特別是含固體粒子時(shí))的劇烈沖擊，或受強(qiáng)烈的機(jī)械碰撞后，表面出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重者呈現(xiàn)酥脆，稍加外力，晶粒即行脫落，同時(shí)失去金屬聲。

在微觀上進(jìn)行斷面金相檢查時(shí)，可看到晶界或其毗鄰區(qū)域發(fā)生局部腐蝕，甚至晶粒脫落，腐蝕沿晶界均勻發(fā)展引起一下兩種腐蝕變化： 1.晶間變化引起不銹鋼波紋補(bǔ)償器滲水：因?yàn)槭覝貢r(shí)碳在奧氏體中的溶解度很小，約為0.02%～0.03%，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如(CrFe)23C6等。數(shù)據(jù)表明，波紋管補(bǔ)償器鉻沿晶界擴(kuò)散的活化能力162～252KJ/mol，而鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散活化能約540KJ/mol，即:鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散速度比鉻沿晶界擴(kuò)散速度小，波紋管補(bǔ)償器內(nèi)部的鉻來不及向晶界擴(kuò)散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部，而是來自晶界附近，結(jié)果就使晶界附近的含鉻量大為減少，當(dāng)晶界的鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低到小于12%時(shí)，就形成所謂的“波紋管補(bǔ)償器貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質(zhì)作用下，波紋管補(bǔ)償器就會(huì)失去耐腐蝕能力引起波紋管壁滲水、爆裂。 　　

2.晶間腐蝕引起不銹鋼波紋補(bǔ)償器波紋管開裂：對(duì)于不銹鋼波紋管來說，通常產(chǎn)生晶間腐蝕是由于其敏化或成分不合格所致。對(duì)鉻鎳系奧氏體不銹鋼波紋管，其敏化溫度范圍為400～900℃;對(duì)鉻系鐵素體不銹鋼，其敏化溫度在925℃以上;對(duì)鉻錳氮系奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，如果波紋管其中的鐵素體呈連續(xù)網(wǎng)絡(luò)狀分布，則具有晶間腐蝕敏感性。焊接接頭的熱影響區(qū)，即離熔合線3～5mm處，因?yàn)樵馐苊艋膮^(qū)域很窄，倘若發(fā)生腐蝕，則看上去好似一條沿著焊縫與基體金屬相熔合處的溝槽，這種晶間腐蝕即所謂的“波紋管刀狀腐蝕”即補(bǔ)償器波紋管開裂。 　　

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