Coroziunea sudurilor din oțel inoxidabil: cauze, prevenire și sfaturi pentru proiectarea îmbinărilor

La două luni după ce un lot de 304 burdufuri din oțel inoxidabil a fost instalat într-un hotel de coastă, au apărut mici pete maro de-a lungul cusăturilor de sudură. Metalul de bază încă părea curat. Furnizorul a insistat că materialul este 304 autentic și un test de laborator a fost de acord. Problema nu a fost calitatea aliajului. Aportul de căldură de sudare și absența pasivării post-sudare au creat condiția de coroziune. Vestea bună este că coroziunea sudurii poate fi controlată înainte ca un lot să iasă din fabrică. Trebuie doar să știți ce mecanisme sunt în joc și ce să specificați.

De ce zonele de sudură devin punctul slab

O sudură nu este doar o îmbinare mecanică. Este un eveniment termic care modifică microstructura unei piese din oțel inoxidabil pe o bandă îngustă. Trei efecte fac din acea bandă locul cel mai probabil pentru începerea coroziunii.

Zona afectată de căldură și sensibilizare

Când metalul de bază atinge aproximativ 450–850°C în timpul sudării, cromul și carbonul se pot combina în carburi de crom de-a lungul granițelor. Zona imediat de lângă sudare, cunoscută sub numele de zona afectată de căldură (HAZ), se poate epuiza din cromul care formează în mod normal filmul de oxid protector. Această condiție se numește sensibilizare. Oțelul inoxidabil de tip 304 este mai predispus la acest lucru decât 316 sau 316L, deoarece molibdenul adaugă rezistență, iar calitatea cu conținut scăzut de carbon limitează precipitarea carburilor.

Strat pasiv deteriorat și scară de oxid

Căldura de sudare oxidează suprafața. Scara colorată care apare în apropierea sudurii nu este inofensivă: se așează deasupra unei zone sărăcite în crom unde filmul pasiv a fost degradat. Dacă nu se îndepărtează acest depuneri, suprafața nu se poate repasiva complet și se poate forma o celulă de coroziune locală sub oxid.

Tensiune reziduală de întindere

Încălzirea și răcirea rapidă lasă tensiunile reziduale de tracțiune concentrate în jurul sudurii. Atunci când este prezent un mediu bogat în clor, acest stres creează un risc suplimentar. Fisurarea prin coroziune sub tensiune se poate dezvolta ca ramuri fine, uneori fără rugină vizibilă puternică, ceea ce o face deosebit de periculoasă în sistemele de gaz sau apă. Dosarul de siguranță al țevilor ondulate din oțel inoxidabil, inclusiv modul în care sudarea și controlul coroziunii îl afectează, este acoperit în articol despre considerente de siguranță CSST .

Mecanisme comune de coroziune în îmbinările sudate

Eșecurile câmpului apar rareori dintr-o dată. De obicei, ele încep cu un mecanism care creează o rugozitate, apoi un al doilea mecanism preia controlul. Tabelul de mai jos prezintă mecanismele tipice cu cauzele și controalele practice ale acestora.

Sâmburele este punctul de plecare cel mai vizibil în apa purtătoare de clorură. Se poate adânci într-o crăpătură dacă scara sau murdăria creează un gol. Coroziunea intergranulară este rezultatul clasic al sensibilizării, iar fisurarea prin coroziune sub tensiune este mecanismul care provoacă scurgeri bruște atunci când celelalte două au slăbit deja peretele. În propria noastră fabrică, îi tratăm pe toți patru ca indicatori de calitate a sudării, nu ca pe probleme de material separate.

Protocoale de tratament post-sudare

Numai selecția aliajului nu este suficientă. O sudură care nu este curățată și pasivată se va coroda în continuare mult mai repede decât același metal de bază cu o suprafață restaurată corespunzător. Secvența standard este curățarea mecanică, decaparea și pasivarea.

• Curățarea mecanică îndepărtează depunerile și oxidul rugos prin șlefuire sau periere. Pentru tuburile cu perete subțire, trebuie să fie suficient de blând pentru a nu reduce grosimea peretelui.
• Decaparea folosește un amestec de acid azotic/fluorhidric pentru a dizolva stratul sărăcit de crom și a expune metalul curat. Acesta este cel mai important pas atunci când cântarul este greu.
• Pasivarea reconstruiește filmul de oxid. Pasivarea acidului citric este o alternativă mai sigură la acidul azotic și este acoperită de ASTM A967.

Pentru tuburile ondulate din oțel inoxidabil, geometria șifonată face îndepărtarea depunerilor mai dificilă decât pe o foaie plată. Liniile noastre de producție folosesc băi automate de curățare și decapare, astfel încât tratamentul să ajungă pe întreaga suprafață interioară și exterioară, nu doar în zonele accesibile unei perii de sârmă.

Specificarea oțelului inoxidabil sudat pentru aplicații practice

Cel mai bun mod de a reduce riscul de coroziune a sudurii este de a potrivi aliajul și geometria piesei la mediul real de instalare. Un burduf de uz general 304 poate servi conductele de apă uscată de interior sau gaz, dar aerul de coastă, piscinele și bucătăriile industriale împing nivelul clorurii. În aceste cazuri, 316L este alegerea mai sigură.

Alegeți aliajul potrivit pentru mediul de sudare

Pentru conectarea la un aparat cu gaz de bucătărie, furtunul este expus la abur, agenți de curățare și umiditate locală. Un furtun ondulat flexibil de gaz natural 316L cu capac de protecție oferă atât rezistență la coroziune, cât și protecție mecanică. Acesta este motivul pentru care recomandăm un grad mai mare de molibden atunci când locul de instalare este în apropierea mării sau într-o zonă cu umiditate ridicată a serviciilor alimentare.

Furtun de gaz natural flexibil ondulat 316L pentru uz în bucătărie Acest furtun de gaz ondulat 316L cu carcasă din oțel inoxidabil și tub interior din cauciuc rezistă la coroziune și la stres mecanic, făcându-l potrivit pentru mediile umede de bucătărie din apropierea mării. Vizualizare produs →

Alegeți structura care evită concentrările de stres

O formă de burduf distribuie mișcarea și dilatarea termică pe multe circumvoluții mici, în loc să forțeze deformarea într-o sudură scurtă. Peretele burduf în sine trebuie să fie sănătos, dar geometria reduce solicitarea locală care poate duce la fisurarea coroziunii prin tensiuni. Când aplicația are o cerință de ignifugare, învelișul exterior ar trebui să fie, de asemenea, evaluat pentru îndoire și căldură. Tubul nostru de gaz ondulat ignifug a fost proiectat pentru această combinație, cu o structură care menține miezul din oțel inoxidabil protejat și stratul exterior stabil în timpul mișcării normale a aparatului.

Furtun ondulat ignifug din oțel inoxidabil pentru gaz Acest tub de gaz ondulat ignifug are o acoperire galbenă din PVC care rezistă la foc, UV și uzură, oferind livrarea de gaz sigură și durabilă în aplicații solicitante. Vizualizare produs →

Verificați starea suprafeței pentru circuitele de apă caldă și rece

Circuitele de apă caldă și rece introduc oxigen, schimbări de temperatură și, în unele regiuni, clorură dizolvată. O scurgere la conexiunea unui încălzitor de apă nu este doar o problemă de întreținere: poate deteriora echipamentul sub punctul de defecțiune. O modalitate dovedită de a proteja conexiunea este de a specifica o legătură flexibilă din oțel inoxidabil cu un fiting reglabil cu cheie și o suprafață complet decapată și pasivată. Producem țeava ondulată din oțel inoxidabil cu cheie în acest scop și este o alegere comună pentru proiectele de modernizare și OEM. Burduful din oțel inoxidabil oferă, de asemenea, o durată lungă de viață, ceea ce reduce sarcina de mediu a înlocuirilor repetate, așa cum sa discutat în această prezentare generală a avantajelor de mediu ale burdufurilor din oțel inoxidabil .

Țeavă ondulată din oțel inoxidabil 304 cu cheie Această țeavă ondulată din oțel inoxidabil 304 rezistă la temperaturi și presiune ridicată, iar cheia inclusă permite instalarea și întreținerea ușoară, ideală pentru sistemele de apă caldă. Vizualizare produs →

Concluzia

Coroziunea sudurii în oțel inoxidabil este rezultatul lucrului împreună cu căldura, starea suprafeței și mediul. Răspunsul practic pentru un cumpărător nu este pur și simplu să ceară „oțel inoxidabil”. Este de a specifica calitatea aliajului, tratamentul de sudare și finisarea suprafeței și să aibă dovezi în raportul de inspecție. Atunci când aceste detalii sunt consistente, durata de viață a unei suduri din oțel inoxidabil poate îndeplini așteptările stabilite de metalul de bază.

Dacă achiziționați țevi sudate din oțel inoxidabil ondulat sau furtunuri de gaz, întrebați producătorul despre procedura de decapare și pasivare și despre cum verifică zona afectată de căldură. Acestea sunt întrebările care împiedică petele maro să apară luni mai târziu.