На ком специфичном прагу концентрације сумпорне киселине за плашт од нерђајућег челика 316 од 1,2 милиметра захтева накнадно-жарење вара да би се спречила интергрануларна корозија у електричним урањајућим грејачима?

Заваривање монтажних прирубница и фитинга на плашт од нерђајућег челика 316 мора да се уради за производне инжењере и особље за обезбеђење квалитета задужено за електричне потопне грејаче за употребу у сервису сумпорне киселине. Заваривање генерише топлоту која може да изазове преосетљивост, формирање хром карбида на границама зрна у -зони захваћеној. 316 осетљивошћу губи отпорност на корозију и постаје подложна интергрануларној корозији која првенствено напада границе зрна стварајући брз губитак материјала и могући квар грејача. Дебљина зида омотача контролише темпо хлађења након заваривања и потребу за накнадним-жарењем. У овом раду смо одредили праг концентрације сумпорне киселине који захтева накнадно жарење -завара да би се избегао напад интергрануларне корозије у омотачу од 1,2 мм 316.

Сензибилизација и механизам интергрануларне корозије у 316
Када се нерђајући челик 316 загрева у температурном опсегу од 450 степени до 850 степени (опсег сензибилизације), карбиди хрома имају тенденцију да се таложе на границама зрна. Ова преципитација доводи до тога да региони близу граница зрна буду осиромашени хромом и на тај начин имају мањак 12% хрома потребног за производњу пасивног филма. У корозивном окружењу, ове зоне исцрпљивања хрома су првенствено кородиране, што доводи до напада на границу зрна и на крају до уклањања материјала. За плашт са танким зидовима дебљине 1,2 мм брзина хлађења након заваривања је брза јер је топлотна маса минимална и топлота се брзо распршује. Танак зид ће се охладити са температуре заваривања на испод 450 степени у секунди и провести мало времена у опсегу сензибилизације. За омоте са-стинама (више од 3 мм) брзина хлађења је спорија, што повећава опасност од сензибилизације. Међутим, за зид од 1,2 мм, брзина хлађења је генерално довољно брза да се избегне сензибилизација под конвенционалним условима заваривања са гасним волфрамовим луком. Није само дебљина зида кључна, већ је и садржај угљеника у 316 материјалу. Нискоугљенични 316Л (мак 0,03% Ц) је посебно отпоран на сензибилизацију независно од дебљине зида. Стандард 316 (макс. 0,08% угљеника) може бити осетљив ако се хлади преспоро.

Критична концентрација сумпорне киселине за детекцију преосетљивости
The intergranular corrosion of sensitised 316 is especially severe at certain concentrations of sulphuric acid. The Strauss test (ASTM A262 Practice E) is a test for sensitisation using boiling 16% sulphuric acid with copper sulphate. The most susceptible concentration of sulphuric acid to intergranular assault in service is between 10 and 40% at temperatures over 50°C. Below 10 % the acid is not active enough to target grain boundaries preferentially. Above 40% acid it becomes oxidising and repassivates the surface obscuring sensitisation. 1.2 mm 316 sheath in sulphuric acid. For 60-80°C the concentration threshold for the risk of intergranular corrosion is around 15-25%. A sensitised sheath may live for years without obvious attack below 15 per cent. At >25% киселине, оксидациона тенденција киселине може спречити интергрануларни напад, али удубљење постаје брига. Сензибилизовани омотач у опсегу од критичних 15-25% може да изгуби материјал брзином од 0,5-2,0 мм/годишње дуж граница зрна, пробијајући зид од 1,2 мм за неколико месеци. Дакле, за апликације са концентрацијом сумпорне киселине између 15% и 25% на температурама преко 50 степени, топлотно жарење након заваривања се препоручује, осим ако материјал није 316Л.

Матрица захтева за жарење за заварене омотаче од 316
Табела у наставку даје препоруке за жарење након -завара 1,2 мм 316 омотача према концентрацији сумпорне киселине, радној температури и специфичном степену 316 који се користи. Склоп за заваривање се загрева на температуру од 1050 степени у трајању од 15 минута и брзо се хлади (гашење водом или принудни гас).

Концентрација сумпорне киселине Радна температура 316 степена Потребно је накнадно жарење? Алтернативна препорука
Мање од 10 процената температуре 316 или 316Л Није дозвољено стандардно заваривање
10 – 15% Испод 60 степени 316Л Не пожељно 316Л
10 – 15% <60°C 316No, however 316L recommended Good without annealing
10 – 15% 60 – 90 степени 316Л Без Опрез против напада
10 – 15% 60 – 90 степени 316 Да Жарење или употреба 316Л 15 – 25% Испод 50оЦ 316Л Не прихватљиво 316Л 15 – 25%Табела 11.2.2.1.2. Састав и примена 316 и 316Л СС на повишеним температурама Било која температура Било која 316 Н/А Преосетљивост није доминантан режим квара; Питтинг је доминантан
Преко 40% Било која температура Било која 316 Није применљиво Оксидирајућа киселина; интергрануларни напад није вероватан
За критични опсег концентрације од 15-25% на температурама преко 50 степени, ако се користи стандард 316, потребно је жарење након заваривања омотача од 1,2 мм 316. Али жарење даје додатну маргину сигурности чак и са 316Л. Ако се жарење не изврши, зона причвршћења заварене прирубнице може развити интергрануларну корозију која продире кроз танки зид за 3 до 12 месеци, изазивајући одвајање прирубнице или цурење омотача.

Практична разматрања о жарењу омотача са танким зидовима
Разматрају се практичне потешкоће након{0}}жарења цеви од 1,2 мм од 316. Ако склоп није правилно заштићен, висока температура од 1050 степени може омогућити оксидацију жице унутрашњег отпора. Жарење треба да се врши у пећи са контролисаним окружењем коришћењем аргона или дисоцираног амонијака да би се избегла оксидација. Алтернативно, зона завара може се локално жарити индукционим загревањем без загревања целог грејача. МгО изолација у грејачу се шири другачије од челика и може да разбије плашт, тако да није могуће жарење у пећи за грејаче који су претходно били обложени МгО изолацијом. Због тога се жарење мора обавити након заваривања, али пре заваривања или локализовано само на подручју завара. Инжењери би требало да одреде да свако заваривање обављено на 316 омотача који ће се користити у 15 до 25 процената сумпорне киселине треба да буде праћено локализованим индукционим жарењем зоне -захваћене топлотом. Жарена зона треба да се протеже најмање 10 мм са обе стране вара. Правилно жарење се може проверити помоћу феритног мерача или подношењем узорка завареног споја за АСТМ А262 Працтице Е тестирање. Снабдевач који не може да изврши накнадно-жарење или тестирање за верификацију понуде неће бити ангажован за услуге сумпорне киселине у опсегу критичних концентрација. Цена једног интергрануларног корозионог квара, који је обично неочекиван и без упозорења, знатно је већи од цене доброг процеса жарења. За нове инсталације, избор 316Л, уместо стандардног 316, елиминише потенцијал сензибилизације за зидове од 1,2 мм у свим условима осим у најекстремнијим и топло се препоручује за било коју употребу сумпорне киселине изнад 10% концентрације.