מבוא ל-Intergranular Corrosion

קורוזיה אינטרגרנרית (IGC) היא צורה של קורוזיה מקומית המתקפה את גבולות הדגנים של מתכת או ⁇ תוך השארת את הבבואה הגדולה יחסית לא מושפעת.התקפה סלקטיבית זו יכולה להוביל לאובדן קטסטרופלי של יושרה מכנית, לעתים קרובות ללא נזק משטח ברור עד שקורה. IGC הוא מסוכן במיוחד בטמפרטורה גבוהה וקורוזיבי כגון סביבות, ציוד גרעיני, בניגוד לשבר פתאומי, אשר עלול להיות במעקב פתאומי, אשר עלול להיות מתואם, אשר עלול להיות תחת מגבלות אזוריות, אשר עלול להיות מקוטב.

ההשפעה הכלכלית של IGC היא משמעותית. קטסטרואק כשלים בפיאצ'ינג, מחליפי חום וכלי לחץ ייחסו להתקפה בין-גרפית, מה שמוביל לייצור זמן, תיקונים יקרים, וסיכוןי בטיחות.הבנת המנגנונים, שיטות זיהוי ואסטרטגיות למניעת קורוזיה בין-גרנרית חיונית למהנדסים, למתכת, ולאנשי תחזוקה הפועלים עם רכיבים מתכתיים קריטיים.

מה זה Intergranular Corrosion?

קורוזיה בין-גרפית היא התקפה אלקטרו-כימית מקומית המתרחשת באופן מועדף בגבולות דגנים של מתכת.בחומרים פוליקריסטלליין, גבולות דגנים הם אזורים של אנרגיה גבוהה שבו קיים חוסר התאמה אטומי.גבולות אלה יכולים להיות שונים מבחינה כימית או מיקרו-מבנהית מהפנים של דגנים עקב תהליכים מתכתיים שונים, כגון טיפול, ריתוך, או חשיפה.

מנגנון הה קורוזיה בדרך כלל כרוך היווצרות של תא גליאני בין אזור גרגר לבין הפנים.אם גבול גרגר הופך להיות מבויש בתוך אלמנט עובר (למשל, כרום) או מועשר בגורם תוקפני, הוא הופך לאודי יחסית למשטח הדגנים, המוביל לפירוק מועדף.

פיזור IGC מצורות אחרות של קורוזיה הוא קריטי.בניגוד לבור, אשר מייצרת חללים דיסקרטיים, IGC יכול להפיץ כרשת של סדקים בסדר לאורך גבולות דגנים.בניגוד לסדקים בלחץ הלחץ (SCC), IGC אינו דורש לחץ רבילי ליזום, למרות שהוא יכול להאיץ את התהליך.

הסיבות והמכניזם של קורוזיה אינטרגרנרית

Sensitization: הגורם העיקרי בפלדות ללא סטטינים

(התוצאה הידועה ביותר של IGC היא רגישות, תופעה המתרחשת בפלדות אל-חלד אוסטיאנית וכמה ⁇ אחרות.כאשר חומרים אלה מחוממים בטווח הטמפרטורה של כ-450-850 מעלות צלזיוס (840-1560 מעלות צלזיוס) - לעתים קרובות במהלך התחממות מקומית, הקלה בלחץ, או קירור איטי - כרום פחמימות (CLTF:023irreas de CLT2C)

גורמים המשפיעים על רגישות כוללים:

  • (FLT:0) תוכן קרבון: גבוה יותר רמות פחמן להגדיל את כמות הפחמימות כרום שיכול להקדים. נמוך פחמן ציונים (למשל, 304L, 316L) פחות נוטה לרגישות.
  • (ב) ⁇ :0) קדש וזמן: (ב) 1 (הדרגה של חישה) תלויה בזמן שהושקע בטווח החישה.
  • (ב) ⁇ :0) מרכיבים: FLT:1 aloris המכילים titanium או niobium (למשל, 321, 347) יוצרים תחלואה מעדיפים באופן מועדף עם אלמנטים אלה, שמירה על כרום בפתרון מוצק.

Alloy Structure and Microstructural Effects

לא רק פלדות אל-חלד רגישים. ⁇ מבוסס ניקל (למשל, Alloy 600, Alloy 800) יכול לעבור חישה באמצעות chromium carbide או משקעים אחרים בין-מתכתיים.סגסוגת אלומיניום, במיוחד אלה ב 2xxx (אל-Cu) ו 7xxx (אל-Zn-Mg) סדרה הם גם נוטה IGC בשל היווצרות של מחזורי מגנזיום או מחזורי של מחלות, אשר דווחודות.

גורמים סביבתיים

סביבות מסוימות תוקפניות במיוחד כלפי מבנים מיקרו-מחושים.בפלדות אל-חלד, פתרונות חומציים המכילים כלורידים, סולפטים, או nitrates יכולים לקדם חומצות IGC. Oxidizing כגון חומצה חנקית או חומצה chromic הם מזיקים במיוחד ל- pHssside נירוסטה או סגסוגת מים רגישים (למשל, אווירה ימית, גם סגסוגת מים רגישים).

מתח מכני ואפקטים משולבים

בעוד IGC יכול להתרחש ללא מתח החל, לחץ רבילי (residual או מיושם) מאיץ את ההתקפה ויכול להוביל לדיכוי מתח corrosion (IGSCC) הלחץ פותח את סדקים גבול דגנים, המאפשר תקשורת קורוזית לחדור עמוק יותר ומונע החלמה.

שיטות זיהוי ובדיקה

מכיוון ש- IGC לעתים קרובות יוזם תת-קרקעי, זיהוי דורש טכניקות מיוחדות.בדיקה חזותית עשויה להראות "מקודש" או "מכחול" מראה על משטחים מלוטשים לאחר הגרד, אך בשירות, נזלת משטחים קטנים או סדקים דקים עשויים להיות הרמזים היחידים גלויים.זיהוי אמין בדרך כלל כרוך בשיטות ניסוי הרסניות או לא הרסניות.

בדיקת מיקרוסקופי

השיטה הישירה ביותר היא הכנה מתכתית ואחריו אופטית או סריקה מיקרוסקופית אלקטרונים (SEM) Etching עם רדיאטנים מתאימים (למשל, חומצה oxalic עבור פלדות אל-חלד) מגלה התקף גבול דגנים.העומק וההמשכיות של ההתקפה ניתן לכמת. SEM עם דגימות רנטגן דיספרסיביות (EDS) לזהות chumomal deromial או מסגרת בהפרדה.

בדיקות Corrosion סטנדרטיות

כמה בדיקות תקן ASTM ו- ISO משמשים כדי להעריך את הרגישות של IGC:

  • (FLT:0ASTM A262:FLT:1 Practices forזיהוי רגישות להתקפה בין-גרפית בפלדות אל-חלד אוסטיים.כולל את החומצה החמצן וכו'h (Practice A), מבחן חומצה ferric sulfate-sulfate-sulfuric acid test (Practice B), מבחן החומצה החנקנית (Practice Cice), ו-co-C-co-C-Creic acid test) sulfate (Ric acid test (Ric acid test).
  • (FLT:0)ASTM G28: שיטות מבחן 1:1 כדי לזהות רגישות לקורוזיון בין-גרנרי ב wrought, ניקל עשיר, כרום-נושא ⁇ .
  • (FLT:0ASTM G110:FLT:1 תרגול להערכת עמידות קורוזיה בין-גרפית של ⁇ אלומיניום שניתן לטיפול בחום על ידי ⁇ in sodium chloride + מימן peroxide פתרון.
  • (FLT:0) ISO 3651-1:FLT:1 Determination of Resistance to intergranular corrosion of נירוסטה פלדות - חלק 1: Austenitic ו-ferritic-austenitic (duplex) נירוסטה פלדות - בדיקת קורוזיה בחומצה חנקתית.

בדיקות אלה בדרך כלל כרוכות חשיפת דגימה למדיום קורוזי למשך זמן מוגדר ולאחר מכן להעריך את עומק ההתקפה או ירידה במשקל.התוצאות מדריך בחירה חומרית ואת כישורי טיפול חום.

שיטות אלקטרו-כימיקליות

טכניקות אלקטרוכימיות, כגון מבחן ה- אלקטרו-כימי אלקטרו-כימי של אלקטרו-כימי (DL-EPR) משמשות כדי לכמת את מידת הרגישות. שיטה זו מודדת את זרם התגובה שזרמי כאשר המתכת מקוטבת חזרה לפוטנציאל פסיבי; תגובה גבוהה יותר מעידה על רגישות חמורה יותר.

בדיקה לא הרסנית

עבור בדיקה שדהית, טכניקות כגון בדיקות עכשוויות של דיודי, בדיקות קוליות ופליטה אקוסטית יכול לפעמים לזהות IGC אם הוא הפיק סדק משמעותי.עם זאת, בשלב מוקדם IGC קשה לזהות שימוש לא הרסני באופן קבוע של דגימות או קופונים עדות שנחשפו בתהליך הוא לעתים קרובות מומלץ עבור ניטור.

אסטרטגיות מניעה ובקרה

הדבקה בין-גרנרית דורשת שילוב של בחירה חומרית, בקרת טיפול בחום, ניהול סביבתי ושיטות עיצוב.אסטרטגיות הבאות מוכחות יעילות ביישומים תעשייתיים.

בחירתו של Low-Carbon או Stabilized

עבור פלדות אל-חלד אוסטנטי, מניעת פשוטה ביותר היא לציין ציונים נמוכים פחמן (למשל, 304L, 316L) עם תוכן פחמן מקסימלי של 0.03%.ציונים אלה מתנגדים לרגישות במהלך ריתוך וצמצום הלחץ כי פחמן אינו זמין כדי ליצור תעשיות Cr-rich.coms, ייצוב ציונים (למשל, 321 עם NRGL, עם סגסוגת מזון , עם סגסוגת כימית, עם NRGL) עם 529.

טיפול ב-Hick Treatment

אם מרכיב היה רגיש, פתרון טיפול חום נשימה יכול לשחזר התנגדות קורוזיה על ידי פירוק כרומוזום carbides והפצת כרום באופן אחיד.עבור פלדות אל-חלד, זה כרוך חימום ל 1040-1120 ° C (1900-2050 ° F) ואחריו קירור מהיר (הקנצ'ינג) כדי למנוע קירור מחדש של carbides.

תרגולים

במהלך הרינג, האזור המושפע החום נמצא בסיכון לרגישות.בנוסף לשימוש בחומר בסיס פחמן נמוך ומתכות ממלאות, טכניקות כגון קלט חום נמוך, קירור מהיר, ודימום רב-פס יכול להפחית את הזמן בילה בטווח הרגישות. Post-weld חום (PWHT) יכול להיות מיושם על כלי שיט גדולים ועוצב כדי להגן על חומרים אימפולסיביים, עם זאת, ייתכן כי אם כי אם כיפת חום ראשונית (PWHT) יכול להיות מיושם על כלי שיט גדול ו- , כדי למנוע אימפולסים, עם זאת, כדי לבצע טיפול חום.

מצעים ו Linings

בידוד של המתכת מהסביבה הקורטוזיבית יכול למנוע IGC גם אם חומר הבסיס הוא רגיש. אורגני ציפויים, ציפויים, ו clading עם ⁇ עמיד יותר קורוזיה הם נפוצים כורים כימיים וטנקים אחסון.עם זאת, כיסוי מלא הוא קריטי; כל פגם בציפוי יכול להוביל להתקפה מרוכזת יותר.

בקרת הסביבה

הפחתת ריכוז של מינים אגרסיביים (כלוריידים, חומצות, חמצון) בתהליך נוזל יכול להוריד באופן דרסטי את הסיכון של IGC. שבו שינויים סביבתיים אינם אפשריים, בקרת pH, הסרת חמצן, והשימוש מעכבים (למשל, nitrates עבור פלדה קלה בסביבות מסוימות) ניתן לשקול.

עיצוב וניהול מתח

מאחר שהלחץ מאיץ את IGC וגורם IGSCC, העיצוב צריך למזער הן מתחים חיים והן יישומיים בריידיות.טיפולי חום מתחים לאחר יצירת או בידוד להפחית את הלחץ השונה.הימנעות מהפרעות חדות, מסדקים, ואזורים ממריצים שבהם מינים קורוזיים יכולים להתרכז עוד יותר להפחית את הסיכון הנכון ניקוז וניקוי הגישה עוזר לשמור על מצבים סביבתיים אחידים.

דוגמאות לכישלונות בעולם

כמה כישלונות בעלי פרופיל גבוה בתעשייה היו קשורים לקורוזיה בין-גרידית.לדוגמה, קרע קטסטרופלי של צינור פלדה אל-חלד במפעל כוח גרעיני בשנות השמונים היה במעקב כדי לרגישות באזור החום המושפע של לחות נישה משולבת עם מים עתירי מים המכילים חמצן ו chlorides גבוהים.

מקרים אלה מדגישים את החשיבות של הסמכה חומרית יסודית, אימות טיפול חום, ובדיקה סדירה, במיוחד עבור ציוד העובר ריתוך או נחשף לסביבות אגרסיביות בטמפרטורות גבוהות.

תקנים והערות

מתרגלים צריכים להתייעץ עם ההפניות הבאות להדרכה מפורטת:

  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • [01:0] [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [ה]]: [ה]], [ה], [ה], [ה]], [ה], [ה]], [ה], [ה]]], [התחילה] של [ה], [ה], [התחילה] [ה]]] [התחילה] [ה] [ה]] [ה]] [ה'], [ה']

מסקנה

קורוזיה אינטרגרנורית היא מנגנון כשל רציני שיכול לפשרה את השלמות של רכיבי מתכת בסביבות שירות אגרסיביות.שורש גורם - רגישות, כימיה סגסוגת, וגורמים סביבתיים - הם מבינים היטב, ומגוון של שיטות זיהוי קיים כדי לזהות חומרים רגישים לפני שכשלונות קטסטרופליים מתרחשת.מניעה יעילה תלויה בבחירת רמת ⁇ הנכונה (פחמן נמוך או מייצב), לשלוט על טיפול ותהליכי נשימה, תוך כדי שילוב של תהליכי בקרה חמורים יותר של תפקודים קריטיים, תוך כדי שיפור, תוך כדי שיפור של תפקודים של תפקודים של תפקודים קריטי, תוך כדי בקרה וניהול של תפקודים קריטיים של תפקודים של תפקודים של תפקודים, תוך כדי בקרה וניהול של תפקודים של תפקודים של תפקודים של תפקודים קריטי, תוך כדי בקרה.