奥氏体不锈钢发生应力腐蚀开裂的原因与解决办法

不锈钢知识
奥氏体不锈钢制品在使用过程中有时会发生应力腐蚀开裂的情况,想要找到好的应对方法,就需要具体情况具体分析,弄明白哪些情况会导致应力腐蚀。

奥氏体不锈钢制品在使用过程中有时会发生应力腐蚀开裂的情况,想要找到好的应对方法,就需要具体情况具体分析,弄明白哪些情况会导致应力腐蚀。

奥氏体不锈钢开裂

奥氏体不锈钢开裂

第一种情况是氯化物引起的应力腐蚀开裂。相应的解决办法有以下几点。

首先是严控水质条件, 比如水质中的氯离子与氧气浓度,当两者浓度升高时,应在几个小时内尽量降下来。

其次是要尽可能防止应力集中与缝隙的形成。改善焊接工艺,比如使用管内水冷焊接法,这个办法可在管内形成压应力,管与管板连接改成内孔焊,从而降低缝隙与胀管应力。

其三在传热面的冷却侧要尽可能的防止表面附着物的生成。

其四是去除敏化区与焊接残余应力可使用在875-900 ℃进行退火处理。不过需要注意的是, 这种办法一般只能适用于小型构件,对大型构件来说,在400-600℃的温度加热时, 虽然有时能够消除部分应力,也会较好优化不锈钢材料的抗氯化物开裂性能, 但在使用这种办法前要考虑到可能因敏化而导致的各种问题。

还可以使用喷丸处理来形成压应力,这也能有效避免因敏化发生不锈钢晶间腐蚀。

此外还可通过提高钝性合金元素含量及减小含碳量,这样能够增加奥氏体不锈钢的抗开裂性能与不敏感性。

最后种办法是使用阴极保护与添加缓蚀剂的办法。经试验表明,不管是使用外加电流还是牺牲阳极的方法,均能用来保护304 不锈钢在沸腾的42% 氯化镁溶液中产生开裂。而在浓度确定情况下, 硅酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、碘化物以及亚硫酸盐对避免开裂均是有效的缓蚀剂。

第二种情况是硫化物导致应力腐蚀开裂的情况,其中硫化物主要是硫化氢和硫酸两种。

在硫化氢环境中,当不锈钢材料的屈服强度大于690MPa时, 除了蒙乃尔合金K- 500 外, 没有一种试验材料的抗开裂性能是令人满意的。NACE MR- 01- 75 标准可以认为是该环境下选用材料的最佳准则。

而在硫酸环境中发生应力腐蚀开裂时,要迅速停工,并对相关设备与管道做充氮保护,隔绝氧和水与奥氏体不锈钢的接触;此外还要打开设备或管道,对所有表面进行碱洗,中和可能生成的所有多硫酸;要使用露点温度低于-15℃的干燥空气吹扫来除去表面水;最后如条件允许,可使用低碳不锈钢、稳定化不锈钢或双相不锈钢作用应用材料。