Come evitare la fessurazione caustica dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio bassolegato?

Le crepe caustiche sono generalmente intergranulari e biforcate. Tuttavia possono verificarsi anche fessurazioni transgranulari. Ad esempio, la morfologia della fessurazione dell'acciaio inossidabile austenitico in soluzione di NaOH al 50% non ha nulla a che fare con il trattamento termico, ma è una fessurazione transgranulare. I suoi prodotti di corrosione sono ossidi magnetici sciolti, porosi, non stratificati e la sua soluzione acquosa è alcalina. Finché nell'acqua della caldaia o nello scambiatore di calore sono presenti 10 x 20 mg l-1 di NaOH, l'evaporazione locale ripetuta può portare alla concentrazione di alcali nel sedimento o nelle crepe, provocando la corrosione locale degli alcali. La rottura fragile degli alcali può essere causata quando la corrosione degli alcali e lo stress da trazione esistono contemporaneamente. La teoria è che parte della corrosione H+ si diffonde nel metallo causando infragilimento da idrogeno. Pertanto, la rottura fragile degli alcali può essere una rottura indotta dall'idrogeno, oppure può essere una rottura anodica disciolta o una rottura mista. Allora come evitare la fessurazione caustica?

• Scelta dei materiali

Considerando la resistenza, la plasticità e la sensibilità alla fragilità degli alcali, il contenitore in acciaio al carbonio può essere utilizzato per caricare la soda caustica. Alla temperatura ambiente della soluzione caustica più alta di 46°C, è anche possibile scegliere il sedativo in acciaio al carbonio allo 0,20%C. Tuttavia, quando la temperatura della caustica supera i 46°C, le saldature in acciaio al carbonio devono essere trattate termicamente dopo la saldatura per evitare l'infragilimento da alcali. Anche l’aggiunta di Ti e altri elementi di lega all’acciaio al carbonio e il corrispondente trattamento termico possono inibire efficacemente la fessurazione caustica. Ad esempio, il campione di acciaio contenente 0,73% Ti (0,105% C) viene isolato a una temperatura compresa tra 650 e 750 oC, quindi il forno viene raffreddato per estendere il tempo di frattura da 150 a 1000 ore.

• Riduzione dello stress residuo

Lo stress residuo è il fattore principale della fragilità degli alcali, quindi è consigliabile adottare misure del processo di saldatura come bassa energia di linea, preriscaldamento prima della saldatura, corretta sequenza di saldatura, direzione e colpo di martello tra gli strati per ridurre il numero e la lunghezza dei cordoni di saldatura il più possibile e ridurre lo stress residuo di saldatura dei giunti saldati. La formatura a freddo e il trattamento termico post - saldatura per eliminare lo stress sono una misura efficace per prevenire la fessurazione caustica.

Ridurre al minimo lo stress interno residuo durante la produzione e l'assemblaggio, come lato sbagliato, deformazione dell'angolo ed evitamento di vuoti, ecc. Ecc. La struttura di rivettatura può anche adottare alcune misure come la disposizione uniforme dei fori di rivettatura per evitare un'eccessiva pressione di rivettatura. In pratica, il pezzo viene riscaldato ad una temperatura predeterminata e mantenuto abbastanza a lungo da ridurre lo stress residuo ad un livello accettabile. Dipende dal tempo e dalla temperatura e di solito lo raffreddi a una velocità inferiore per evitare ulteriore stress. Dopo la saldatura, la temperatura di ricottura saliente dell'acciaio al carbonio eacciaio bassolegarenon deve essere inferiore a 620°C e il tempo di isolamento deve essere calcolato in base a 1 ora/25 mm (spessore). La tabella seguente mostra l'intervallo comunemente utilizzato della temperatura del trattamento termico post-saldatura dell'acciaio utilizzato in raffineria e il valore della durezza può essere utilizzato come criterio dell'effetto del trattamento termico.

• Aggiunta di inibitori di corrosione

Gli inibitori della corrosione comunemente usati sono Na3PO4, NaNO3, NaNO2, Na2SO4, ecc. Il dosaggio può essere determinato in base ai risultati sperimentali, ad esempio, il rapporto NaNO3/NaOH è maggiore di 0,4 e Na2SO4/NaOH è maggiore di 5 per evitare fessurazioni caustiche.