Kako izbjeći kaustično pucanje ugljičnog čelika i čelika niske legure?

Kaustično pucanje, također poznato kao alkalna krhkost, je pucanje metala i legura u alkalnim otopinama zbog vlačnih naprezanja i korozivnih medija. To je vrsta stresa korozije pucanja (SCC). Kaustično pucanje tlačnih posuda uglavnom se javlja u pari i drugim mjestima sklonim ponovljenom isparavanju i koncentraciji ili u visokotemperaturnim posudama u dodiru s kaustičnom sodom. Može se pojaviti u opremi ugljičnog čelika, niskolegiranog čelika, feritnog čelika i austitičnog nehrđajućeg čelika u dodiru s kaustičnom sodom. Alkali kaustične nesreće pucanja također su se dogodile u tlačnim posudama visokonaponskog autoclappera, sustavu povrata otpadne topline petrokemijske industrije, Al2O3 isparivača elektrolitskih aluminijskih poduzeća, tlačnim posudama klor-lužina kemijskih postrojenja, tvornicama papira i nuklearnim elektranama uzrokovanim koncentracijom Na+ Pa kako se dogodi kaustično pucanje?


Mehanizam alkalijske kaustične pucanja još nije u potpunosti razumio, na primjer, granice zrna Ferit ili interkristalni karbide su preferencijalno otopljeni, ljudi još uvijek koriste klasičnu Teoriju SCC objasniti fenomen pucanja u alkalnom okruženju. Općenito govoreći, pojava alkalijske kaustične krekiranje ugljičnog čelika i čelika s niskom legurom zahtijeva tri uvjeta:

equation

1. Veće koncentracije laћi. NaOH mora biti veći od 5% u niskougljičnom čeliku na temperaturi vrenja.

2. Viša temperatura. Alkali kaustično krekiranje ima širok temperaturni raspon, korozija alkalijskog naprezanja ugljičnog čelika obično se javlja u 50 ~ 80 ° C ili iznad, a oko 60 ° C je najniža kritična temperatura, koja se odnosi na koncentraciju lužina.  Najvjerojatnije će izazvati alkalnu lomljivu temperaturu je u blizini točke vrenja otopine.

3. Veći vlačni stres. Prema teoriji, SCC mehanizam niskougljičnog čelika u toplo koncentriranoj otopini lužina pripada interkristalnoj anodičnom otapanju, a SCC potencijal leži u rasponu transformacije aktivacijskog passivationa. Kada je lokalni NaOH veći od 10%, zaštitni oksidni film metala će se otopiti i dalje reagirati s bazom. Jednadžba je:


Kaustična krekiranje su uglavnom intergranularne i bifurcate. Međutim, transgranularna pucanje također može doći do. Na primjer, krekiranje morfologija austenitičkog nehrđajućeg čelika u 50% NaOH rješenje nema nikakve veze s toplinskom obradom, ali je transgranularna pucanje. Proizvodi od korozije su labavi, porozni, neslojeviti magnetski oksidi, a vodena otopina je alkalna. Dokle god postoji 10 ~ 20mg · l-1 NaOH u vodi kotla ili izmjenjivača topline, lokalno ponovljeno isparavanje može dovesti do koncentracije lužina u sedimentu ili pukotina, što uzrokuje lokalnu koroziju lužina. Alkalijelom lomljivost pucanja može biti uzrokovana kada alkalije korozije i vlačnog stresa postoje istovremeno. Teorija je da dio korozije H+ raspršuje u metal uzrokujući lomljivost vodika. Stoga, alkalilom lomljivost pucanja može biti vodik-inducirana pucanja, ili to može biti anode otopljene ili mješoviti pucanja. Kako onda izbjeći kaustično pucanje?


  • Izbor materijala

S obzirom na snagu, plastičnost i osjetljivost alkalije na lomljivost, spremnik od ugljičnog čelika može se koristiti za punjenje kaustične sode. U najvišoj temperaturi od 46 °C kaustičnorješenje okoliš, također možete odabrati 0,20% C sedativni ugljikov čelik. Međutim, kada je kaustična temperatura prelazi 46 °C, ugljični čelik zavarivači moraju biti toplinski obrađeni nakon zavarivanja kako bi se izbjegla alkalijska krhkost. Dodavanje Ti i drugih legura elemenata ugljikovog čelika i odgovarajuće toplinske obrade također može učinkovito spriječiti kaustično pucanje. Na primjer, čelični uzorak koji sadrži 0,73% Ti (0,105% C) izoliran je na 650 ~ 750 ° C, a zatim peć se hladi kako bi se produžilo vrijeme prijeloma od 150h do 1000h.

 

  • Smanjeni rezidualni stres

Preostali stres je glavni faktor alkalijske lomljivosti, pa je poželjno usvojiti mjere procesa zavarivanja kao što su niska linija energije, predzagrijavanje prije zavarivanja, pravilan zavarivanje slijed, smjer i čekić štrajk između slojeva kako bi se smanjila broj i duljina zavarivanja šavova što je više moguće i smanjiti zavarivanje preostali stres zavarenih zglobova. Hladno formiranje i post - zavarivanje toplinske obrade kako bi se uklonili stres je učinkovita mjera za sprečavanje kaustičnog pucanja.

Minimizirajte preostali unutarnji stres tijekom proizvodnje i montaže, kao što su pogrešna strana, deformacija kuta i spriječite praznine itd.. Zakovica struktura također može poduzeti neke mjere kao što su jedinstveni raspored zakivanje rupa kako bi se izbjeglo prekomjerno zakivanje pritisak. U praksi, obradak se zagrijava na unaprijed određenu temperaturu i održava dovoljno dugo da se smanji preostali stres na prihvatljivu razinu. To ovisi o vremenu i temperaturi, a obično ga ohladiti sporije kako bi se izbjeglo nove stresove. Nakon zavarivanja, temperatura de-stresnog gnječenja ugljičnog čelika ičelik niske leguresmije biti niža od 620 °C, a vrijeme izolacije izračunava se prema 1h / 25mm (debljina). Sljedeća tablica prikazuje često korišteni raspon temperature toplinske obrade čelika nakon zavarivanja, a vrijednost tvrdoće može se koristiti kao kriterij učinka toplinske obrade.

Materijal

Temperatura

Tvrdoće

Ugljični čelik

593-648

200

Cr-0.5Mo (cr-0.5Mo)

593-718

225

1-1/4Cr-0.5Mo

704-746

225

2-1/4Cr-1Mo

704-760

241

5Cr-1Mo (2009.)

704-760

241

 

  • Dodatak inhibitora korozije

Najčešće korišteni inhibitori korozije su Na3PO4, NaNO3, NaNO2, Na2SO4 itd. Doza se može odrediti prema eksperimentalnim rezultatima, na primjer, omjer NaNO3/NaOH je veći od 0.4, a Na2SO4/NaOH je veći od 5 kako bi se spriječilo kaustično pucanje.

 

Osim toga, smanjenje radne temperature, kao što je isprekidana upotreba spiralnog grijanja, održavanje temperature ≤46°C ili u dizajnu kako bi se smanjila ili spriječila lokalna koncentracija porasta lužine ili ponovljene koncentracije isparavanja učinkovite su mjere za sprečavanje krhkosti lužina.