Korrosion af svejsninger i rustfrit stål: Årsager, forebyggelse og tips til samlingsdesign

To måneder efter at et parti af 304 rustfri stålbælge blev installeret på et kysthotel, opstod der små brune pletter langs svejsesømmene. Grundmetallet så stadig rent ud. Leverandøren insisterede på, at materialet var ægte 304, og en laboratorietest aftalte. Problemet var ikke legeringskvaliteten. Svejsevarmetilførslen og fraværet af passivering efter svejsningen havde skabt korrosionstilstanden. Den gode nyhed er, at svejsekorrosion kan kontrolleres, før en batch forlader fabrikken. Du behøver kun at vide, hvilke mekanismer der er i spil, og hvad du skal specificere.

Hvorfor svejseområder bliver det svage punkt

En svejsning er ikke kun en mekanisk samling. Det er en termisk begivenhed, der ændrer mikrostrukturen af ​​en rustfri ståldel over et smalt bånd. Tre effekter gør dette bånd til det mest sandsynlige sted for korrosion at starte.

Varmepåvirket zone og sensibilisering

Når basismetallet når omkring 450-850°C under svejsning, kan krom og kulstof kombineres til kromkarbider langs korngrænser. Området umiddelbart ved siden af ​​svejsningen, kendt som den varmepåvirkede zone (HAZ), kan blive udtømt for det krom, der normalt danner den beskyttende oxidfilm. Denne tilstand kaldes sensibilisering. Type 304 rustfrit stål er mere tilbøjelige til dette end 316 eller 316L, fordi molybdæn tilføjer modstand, og den ekstra-lave kulstofkvalitet begrænser karbidudfældning.

Beskadiget passivt lag og oxidskala

Svejsevarme oxiderer overfladen. Den farvede skala, der vises i nærheden af ​​svejsningen, er ikke harmløs: den sidder over en chromudtømt zone, hvor den passive film er blevet nedbrudt. Medmindre denne skala fjernes, kan overfladen ikke repassivere fuldt ud, og der kan dannes en lokal korrosionscelle under oxidet.

Resterende trækspænding

Hurtig opvarmning og afkøling efterlader resterende trækspænding koncentreret omkring svejsningen. Når et klorrigt miljø er til stede, skaber denne stress en yderligere risiko. Spændingskorrosionsrevner kan udvikle sig som fine grene, nogle gange uden kraftig synlig rust, hvilket gør det særligt farligt i gas- eller vandsystemer. Sikkerhedsregistret for korrugerede rustfrit stålrør, herunder hvordan svejsning og korrosionskontrol påvirker det, er dækket i vores artikel om CSST sikkerhedsovervejelser .

Almindelige korrosionsmekanismer i svejsede samlinger

Feltfejl opstår sjældent på én gang. De begynder normalt med en mekanisme, der skaber en ruhed, derefter tager en anden mekanisme over. Tabellen nedenfor kortlægger de typiske mekanismer til deres årsager og praktiske kontroller.

Pitting er det mest synlige udgangspunkt i kloridholdigt vand. Det kan blive dybere i en sprække, hvis kalk eller snavs skaber et hul. Intergranulær korrosion er det klassiske resultat af sensibilisering, og spændingskorrosion er den mekanisme, der forårsager pludselige utætheder, når de to andre allerede har svækket væggen. På vores egen fabrik behandler vi alle fire som svejsekvalitetsindikatorer, ikke som separate materialeproblemer.

Behandlingsprotokoller efter svejsning

Valg af legering alene er ikke nok. En svejsning, der ikke er renset og passiveret, vil stadig korrodere meget hurtigere end det samme uædle metal med en korrekt restaureret overflade. Standardsekvensen er mekanisk rensning, bejdsning og passivering.

• Mekanisk rensning fjerner løs kalk og ru oxid med slibning eller børstning. For tyndvægsrør skal det være skånsomt nok til ikke at reducere vægtykkelsen.
• Bejdsning bruger en salpeter/fluorsyreblanding til at opløse det chromudtømte lag og blotlægge rent metal. Dette er det vigtigste trin, når skalaen er tung.
• Passivering genopbygger oxidfilmen. Citronsyrepassivering er et sikrere alternativ til salpetersyre og er omfattet af ASTM A967.

For korrugerede rør af rustfrit stål gør rynkegeometrien det sværere at fjerne kalkaflejringer end på et fladt ark. Vores produktionslinjer bruger automatiske rense- og bejdsebade, så behandlingen når hele den indre og ydre overflade, ikke kun de områder, der er tilgængelige for en stålbørste.

Specifikation af svejset rustfrit stål til praktiske anvendelser

Den bedste måde at reducere risikoen for svejsekorrosion er at tilpasse legeringen og delens geometri til det faktiske installationsmiljø. En 304-bælge til almen brug kan betjene tørre indendørs vand- eller gasledninger, men kystluft, swimmingpools og industrikøkkener presser kloridniveauerne op. I disse tilfælde er 316L det sikreste valg.

Vælg den rigtige legering til svejsemiljøet

Ved tilslutning af et køkkengasapparat udsættes slangen for damp, rengøringsmidler og lokal fugt. En 316L korrugeret fleksibel naturgasslange med et beskyttende dæksel giver både korrosionsbestandighed og mekanisk beskyttelse. Det er grunden til, at vi anbefaler en højere molybdænkvalitet, når installationsstedet er tæt på havet eller i et foodservice-område med høj luftfugtighed.

316L korrugeret fleksibel naturgasslange til køkkenbrug Denne 316L korrugerede gasslange med rustfrit stålhus og gummi indvendigt rør modstår korrosion og mekanisk belastning, hvilket gør den velegnet til fugtige køkkenmiljøer nær havet. Se produkt →

Vælg den struktur, der undgår stresskoncentrationer

En bælgeform fordeler bevægelse og termisk ekspansion over mange små vindinger i stedet for at tvinge deformationen til en kort svejsning. Selve bælgvæggen skal være sund, men geometrien reducerer den lokale spænding, der kan føre til spændingskorrosionsrevner. Når påføringen har et flammehæmmende krav, skal den ydre belægning også klassificeres til bøjning og varme. Vores flammehæmmende korrugerede gasrør er designet til denne kombination, med en struktur, der holder den rustfri stålkerne beskyttet og det ydre lag stabilt under normale apparatbevægelser.

Rustfrit stål korrugeret flammehæmmende slange til gas Dette flammehæmmende korrugerede gasrør har en gul PVC-belægning, der modstår ild, UV og slid, hvilket giver sikker og holdbar gaslevering til krævende applikationer. Se produkt →

Tjek overfladetilstanden for varmt- og koldtvandskredsløb

Varmt- og koldtvandskredsløb introducerer ilt, temperatursvingninger og i nogle regioner opløst klorid. En lækage i en vandvarmerforbindelse er ikke kun et vedligeholdelsesproblem: det kan beskadige udstyret under fejlpunktet. En gennemprøvet måde at beskytte forbindelsen på er at specificere et fleksibelt rustfrit stålled med en skruenøgle-justerbar fitting og en fuld bejdset og passiveret overflade. Vi fremstiller det rustfri stålbølgerør med skruenøgle til det formål, og det er et almindeligt valg til eftermontering og OEM-projekter. Rustfri stålbælge tilbyder også en lang levetid, der reducerer miljøbelastningen ved gentagne udskiftninger, som diskuteret i denne oversigt over de miljømæssige fordele ved rustfri stålbælge .

304 rustfrit stål korrugeret rør med skruenøgle Dette 304 rustfrit stål korrugerede rør modstår høje temperaturer og tryk, og den medfølgende skruenøgle giver mulighed for nem installation og vedligeholdelse, ideel til varmtvandssystemer. Se produkt →

Bundlinjen

Svejsekorrosion i rustfrit stål er et resultat af varme, overfladetilstand og miljø, der arbejder sammen. Det praktiske svar for en køber er ikke blot at bede om "rustfrit stål". Det er at specificere legeringskvaliteten, svejsebehandlingen og overfladefinishen og at have beviserne i inspektionsrapporten. Når disse detaljer er konsistente, kan levetiden for en rustfri stålsvejsning opfylde de forventninger, som basismetallet stiller.

Hvis du køber svejsede korrugerede rustfri stålrør eller gasslanger, så spørg producenten om dens bejdsnings- og passiveringsprocedure, og hvordan den verificerer den varmepåvirkede zone. Det er de spørgsmål, der forhindrer de brune pletter i at dukke op måneder senere.