Kỹ thuật

Tại sao thép không gỉ austenit trở nên không đáng tin cậy?

5

Tại sao thép không gỉ austenit trở nên không đáng tin cậy?

Nguồn
Hướng dẫn cơ bản về thép không gỉ Austenit – Tuolian
[PDF] Thép không gỉ: Giới thiệu về luyện kim và ăn mòn của chúng …
ELI5: Tại sao một số thép không gỉ là từ tính và các … – Reddit
Reddit
Cơ chế đo lường thép không gỉ Austenitic của yaang …
Linkedin
Thép không gỉ Austenitic, mặc dù được sử dụng rộng rãi vì khả năng chống ăn mòn và độ dẻo tuyệt vời, nhưng có thể trở nên không đáng tin cậy trong một số điều kiện nhất định do một số lỗ hổng cố hữu.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ tin cậy

1. Nứt ăn mòn ứng suất (SCC)

Thép không gỉ Austenit đặc biệt dễ bị nứt ăn mòn do ứng suất, đặc biệt là trong môi trường giàu clorua. Hiện tượng này xảy ra khi ứng suất kéo xuất hiện cùng với các tác nhân ăn mòn, dẫn đến sự hình thành các vết nứt có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của vật liệu. Nguy cơ SCC tăng cao trong các ứng dụng như xử lý hóa chất và giàn khoan dầu ngoài khơi.
2. Nhạy cảm
Nhạy cảm đề cập đến sự hình thành cacbua crom tại ranh giới hạt khi thép không gỉ austenit được nung nóng đến nhiệt độ cao (trên 900 °C). Quá trình này làm cạn kiệt crom ở các khu vực xung quanh, khiến chúng dễ bị ăn mòn hơn. Thép nhạy cảm có thể hỏng sớm trong môi trường ăn mòn, đặc biệt là axit. Xử lý nhiệt thích hợp và sử dụng hợp kim carbon thấp hoặc ổn định có thể giảm thiểu vấn đề này.
3. Sự hình thành pha Sigma Ở nhiệt độ cao (600-900 °C), thép không gỉ austenit có thể trải qua quá trình kết tủa pha sigma, ảnh hưởng xấu đến độ dẻo và khả năng chống ăn mòn của nó. Sự hiện diện của lưu huỳnh và phốt pho có thể đẩy nhanh quá trình này, dẫn đến giảm hiệu suất.
4. Khả năng hàn
kém Thép không gỉ Austenitic thường có hàm lượng cacbon cao, làm phức tạp quá trình hàn. Hàn không đúng cách có thể dẫn đến các vấn đề như nhạy cảm và tăng tính nhạy cảm với vết nứt ở các khu vực bị ảnh hưởng nhiệt. Vì vậy, việc lựa chọn kỹ thuật và vật liệu hàn là điều cần thiết
5. Các yếu tố môi trường
Mặc dù thép không gỉ austenit thường có khả năng chống gỉ, nhưng nó có thể bị ăn mòn trong môi trường có độ ẩm cao hoặc tiếp xúc với nước mặn. Sự cố của lớp oxit crom bảo vệ trong những điều kiện này có thể dẫn đến ăn mòn rỗ và kẽ hở, làm giảm thêm độ tin cậy

Kết luận

Để đảm bảo độ tin cậy của thép không gỉ austenit trong các ứng dụng khác nhau, điều quan trọng là phải xem xét các yếu tố như điều kiện môi trường, lựa chọn vật liệu thích hợp và thực hành bảo trì. Kiểm tra thường xuyên và tuân thủ các hướng dẫn được khuyến nghị có thể giúp giảm thiểu rủi ro liên quan đến nứt ăn mòn do ứng suất, nhạy cảm và các lỗ hổng khác vốn có trong loại vật liệu này.

Tại sao thép không gỉ austenit trở nên không đáng tin cậy?
Bạn quan sát thấy sự cố thường xuyên hoặc sự cố thảm khốc ở cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp như bên dưới.
Sự cố ở nhiệt độ thấp của thép không gỉ austenit:
Ăn mòn rỗ clorua hoặc nứt ăn mòn ứng suất clorua: Do nước bốc hơi trên 60 độ C dẫn đến nồng độ clorua tăng trên bề mặt, dẫn đến mất lớp màng thụ động do phân cực anot. Sau khi lớp màng bị mất, crom cố gắng hình thành lớp màng thụ động dưới lớp lắng đọng khi có oxy/CO2/H2S tạo thành crom oxit/crco3/Cr2S3 nhưng lớp màng mới hình thành này quá yếu nên khi hình thành sẽ hòa tan ngay trong HCl gây ra tình trạng giống như bão dưới lớp lắng đọng bằng cách tạo ra và phá vỡ lớp màng ngay lập tức, khiến lớp màng mỏng đi nhanh hơn do ăn mòn điện hóa (tốt nhất là ăn mòn dưới lớp lắng đọng do clorua đóng vai trò là cực dương (kích thước nhỏ) và nhu cầu cao về các electron được giải phóng trên cực âm (kích thước lớn hơn) do sự hiện diện của chất oxy hóa (oxy, H2S, Co2 trong nước) bên ngoài lớp lắng đọng làm cực âm (diện tích lớn hơn). Kết quả là sự lan truyền tia lửa nhanh hơn dưới lớp lắng đọng) gây rò rỉ lỗ kim. Điều này xảy ra ngay cả khi thép không gỉ austenit được ủ trong dung dịch mà không có bất kỳ sự phân hủy luyện kim nào của vật liệu như nhạy cảm hóa, làm việc nguội hoặc ứng suất hoặc giòn sigma và do đó nó là thảm họa.
Tuy nhiên, nếu ASS không được ủ trong dung dịch và làm việc nguội hoặc ứng suất trong quá trình vận hành và vị trí ứng suất vượt quá ngưỡng giới hạn của thép không gỉ, hãy thay đổi austenit thành martensit, trong trường hợp đó, sau khi hòa tan lớp màng thụ động, hydro từ HCl đi vào martensit (cực kỳ giòn và không có độ dẻo) gây ra giòn hyrogen giải phóng tất cả các cation kim loại bằng cách phá vỡ liên kết kim loại của chúng bằng cách trung hòa các electron bị các ion clorua bắt giữ tạo thành clorua kim loại hòa tan chuyển thành oxit kim loại / sunfua / cacbonat dưới dạng sản phẩm ăn mòn (gỉ) và quá trình nứt tiến triển theo hướng xuyên hạt theo hướng có độ cứng cao dẫn đến nứt kiểu sét điện và hiện tượng này được gọi là nứt ăn mòn ứng suất clorua thông qua phân cực catốt bởi hydro mới hình thành.

Tất cả các loại thép không gỉ austenit bao gồm ferritic/duplex/martensitic và bao gồm cả thép không gỉ siêu austenit đều có thể bị ăn mòn rỗ nhưng có khả năng chống chịu khác nhau do số lượng PREN khác nhau, chủ yếu phụ thuộc vào mức độ của Cr, MO và Nitơ.
Thép không gỉ austenit cũng bị ảnh hưởng do sự thoái hóa luyện kim do sự cạn kiệt cục bộ của crom ở nhiệt độ cao trong quá trình đúc trên ac hoặc làm nguội chậm trong khuôn chuyển đổi ferit delta thành pha alpha prime, pha sigma, nhạy cảm hóa (crom cacbua & nitrua), HTHA gây cạn kiệt crom dẫn đến mất độ bền (độ dai) & sigma, tấn công chọn lọc vào vùng crom cạn kiệt gây ra giòn 475C, giòn sigma, HTHA, tấn công theo đường dao Axit polythionic SCC, v.v. sẽ đề cập trong bài đăng tiếp theo.
mahendra.

Image preview

(St.)

0 ( 0 bình chọn )

NGUYỄN QUANG HƯNG BLOG

https://nguyenquanghung.net
Kỹ sư cơ khí, bảo dưỡng, sửa chữa, tư vấn, thiết kế, chế tạo, cung cấp, lắp đặt thiết bị, hệ thống.

Ý kiến bạn đọc (0)

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *