Svetsning är en viktig formningsprocess för att montera 316 värmerör av rostfritt stål till olika industriella värmeanordningar. Under hög-temperatursvetsning kommer svetsfogen och dess närliggande värme-påverkade zon att uppleva snabb uppvärmning och ojämn kylning. När temperaturen håller sig inom sensibiliseringsområdet 450 grader till 850 grader under en viss period, fälls kromkarbid ut kontinuerligt längs materialets korngränser. Detta fenomen leder till lokal kromutarmning vid korngränserna, vilket förstör kontinuiteten hos den passiva ytfilmen. När de väl exponerats för kloridhaltiga, sura eller fuktiga frätande medier, kommer de krom{10}}bristiga korngränserna att bli föredragna korrosionskanaler, vilket resulterar i intergranulär korrosion som sprider sig inåt längs korngränserna. Sådan dold korrosion kan inte upptäckas genom konventionell utseendeinspektion och kommer så småningom att orsaka rörsprickor och penetrationsläckage. Många tillverkare ignorerar risken för svetssensibilisering och använder slumpmässiga svets- och kylmetoder, vilket leder till frekventa tidiga fel på svetsade värmerör. Därför är standardiserad svetsparameterkontroll och rimlig värmebehandling efter-svetsning nödvändiga för att begränsa intergranulär korrosion och bibehålla den inneboende anti{15}}korrosionsprestandan hos 316 värmerör av rostfritt stål.
Grundorsaken till intergranulär korrosion ligger i kromkarbidutfällning inducerad av termiska svetscykler. Under svetsning värms basmaterialet nära svetsen till en hög temperatur över 1000 grader, krom är helt upplöst i austenitmatrisen för att bilda en enhetlig fast lösning. Om kylningshastigheten är för långsam efter svetsning kommer materialet att stanna länge i sensibiliseringstemperaturzonen. Överskott av kolatomer kombineras med krom för att bilda kromkarbid och fälls ut vid korngränserna, vilket förbrukar kromelement nära korngränserna. Som ett resultat är kromhalten vid korngränserna för låg för att bilda en tät passiv film. I korrosiva miljöer bildas mikrogalvaniska celler mellan korngränser och korninteriörer, vilket utlöser kontinuerlig anodisk upplösning längs korngränserna och orsakar irreversibla intergranulära korrosionsskador.
Den här studien sammanfattar tre effektiva tekniska sätt att undvika-inducerad intergranulär korrosion genom svetsning: optimerade svetsprocessparametrar, snabb forcerad kylning och målinriktad värmebehandling efter-svetslösning. För det första används svetsparametrar med låg värmeinmatning för att förkorta uppehållstiden för den värme-påverkade zonen i sensibiliseringstemperaturområdet. Liten ström, kort svetstid och smal svetssträng används för att minska det totala termiska påverkansområdet. Intermittent segmenterad svetsning ersätter kontinuerlig lång-svetsning för att undvika kumulativ värmekoncentration, vilket effektivt begränsar utfällningen av kromkarbid vid korngränserna. Samtidigt appliceras argongasskydd på både inre och yttre sidor av svetsen för att förhindra hög-temperaturoxidation och ytförkolning av svetsmetallen.
För det andra genomförs forcerade snabbkylningsåtgärder omedelbart efter svetsning. Komprimerad ren luft eller cirkulerande kylvatten används för att snabbt kyla den svets- och värmepåverkade zonen-, så att materialet passerar genom 450 grader –850 graders sensibiliseringstemperatur på kortast tid. Denna metod hämmar utfällningen av kromkarbid ur perspektivet av kinetisk reaktion, vilket är den mest ekonomiska och bekväma anti-sensibiliseringsåtgärden som är lämplig för -satsvis bearbetning av värmerör på plats. Överdriven snabb nedkylning bör dock undvikas för att förhindra kvarstående termisk svetsspänning och kallsprickdefekter.
För det tredje används lösningsglödgningsvärmebehandling för uppvärmningsrör som appliceras under svåra korrosiva arbetsförhållanden. De svetsade komponenterna värms upp till 1050 grader –1100 grader och hålls varma under en viss tid för att helt lösa upp den utfällda kromkarbiden tillbaka i austenitmatrisen och kyls sedan snabbt till rumstemperatur. Denna process återställer den likformiga fördelningen av kromelement inuti materialet och eliminerar helt den krom-utarmade korngränsstrukturen, vilket i grunden löser den dolda risken för intergranulär korrosion.
Metallografisk observation och intergranulära korrosionstestresultat visar att värmerör med låg värmeinmatningssvetsning och forcerad kylning inte har någon kromkarbidutfällning vid korngränserna efter svetsning och klarar den intergranulära korrosionsinspektionsstandarden. Däremot visar prover med hög värmetillförsel och naturlig långsam kylning uppenbar korngränskorrosion efter accelererad korrosionstestning. Fältanvändningsdata indikerar att standardiserad svets- och värmebehandlingskontroll minskar den intergranulära korrosionsfelfrekvensen hos svetsade värmerör med mer än 75 %. Sammanfattningsvis kan kontroll av svetsvärmetillförsel, accelerera efter-svetskylning och utföra lösningsvärmebehandling vid behov effektivt förhindra intergranulär korrosion av 316 värmerör av rostfritt stål. Dessa processspecifikationer eliminerar svets-inducerade materialsensibiliseringsdefekter, säkerställer den strukturella enhetligheten och anti-korrosionsstabiliteten hos svetsade delar, och ger en pålitlig teknisk garanti för den långsiktiga-säkra driften av industriell svetsad värmeutrustning.
