Unter welchen Umständen tritt interkristalline Korrosion in 304 Edelstahlrohren auf?

Unter welchen Umständen tritt interkristalline Korrosion in 304 Edelstahlrohren auf? 

Die interkristalline Korrosion von 304 Edelstahl wird hauptsächlich von den eigenen Eigenschaften des Materials sowie der umgebenden Umwelt und den Verarbeitungsbedingungen beeinflusst. Die spezifischen Umstände sind wie folgt: 

I. Materialfaktoren

1. Hoher Kohlenstoffgehalt: In 304 Edelstahl hat das Kohlenstoffelement eine starke Affinität zum Chromelement. Wenn der Kohlenstoffgehalt hoch ist, verbindet sich das Kohlenstoff innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs mit Chrom, um Chromkarbid (Cr₂₃C₆) zu bilden und an den Korngrenzen auszufällen. Dies führt zu einer Verringerung des Chromgehalts in der Nähe der Korngrenzen und schafft eine chromarme Zone. Wenn korrosive Medien vorhanden sind, neigt die chromarme Zone zur interkristallinen Korrosion. 

2. Ungeeignetes Verhältnis von Legierungselementen: Das Verhältnis von Legierungselementen wie Chrom, Nickel und Molybdän in 304 Edelstahl ist entscheidend für seine Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion. Wenn der Chromgehalt unzureichend ist oder die Gehalte von Elementen wie Nickel und Molybdän vom normalen Bereich abweichen, wird dies die Stabilität des Passivierungsfilms und die Korrosionsbeständigkeit des Edelstahls beeinflussen und die Empfindlichkeit gegenüber interkristalliner Korrosion erhöhen. 

II. Verarbeitungseinflussfaktoren

1. Schweißverfahren: Beim Schweißen von 304 Edelstahlrohren durchlaufen die Schweißnaht und die wärmebeeinflusste Zone einen schnellen Aufheiz- und Abkühlprozess. Während dieses Prozesses kann der Schweißwärmekreislauf bewirken, dass der Edelstahl für eine gewisse Zeitspanne im Temperaturbereich von 450 - 850°C verbleibt. Dies ist genau der Temperaturbereich, in dem Chromkarbid leicht ausfällt, was dadurch zu Chrommangel an den Korngrenzen führt und den geschweißten Bereich anfällig für interkristalline Korrosion macht. Dieses Phänomen wird auch als Schweißkorrosion bezeichnet. 

2. Kaltverformung: Wenn 304 Edelstahlrohre kaltverformt werden, beispielsweise durch Biegen und Strecken, entstehen im Material innere Spannungen und Gitterverzerrungen. Diese Defekte erhöhen die Aktivität der Korngrenzen und beschleunigen die Diffusion von Chromatomen an den Korngrenzen. Unter bestimmten Bedingungen fördert dies die Ausscheidung von Chromkarbid und erhöht dadurch die Neigung zur interkristallinen Korrosion. 

III. Umweltfaktoren

1. Spezifisches korrosives Medium: Wenn 304 Edelstahlrohre in einem korrosiven Medium mit spezifischen Ionen platziert werden, kommt es leicht zu interkristalliner Korrosion. Beispielsweise in Umgebungen mit Chlorid, Sulfat usw. werden diese Ionen die Passivschicht auf der Oberfläche des Edelstahls zerstören, insbesondere in den chromarmen Bereichen an den Korngrenzen. Die Reparaturfähigkeit der Passivschicht ist in diesen Bereichen schwächer, was es anfälliger für Erosion macht und somit interkristalline Korrosion auslöst. 

2. Temperatur und Luftfeuchtigkeit: Temperatur und Luftfeuchtigkeit haben auch signifikante Auswirkungen auf die interkristalline Korrosion. Allgemein gesprochen steigt in Umgebungen mit relativ hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit die Aktivität des korrosiven Mediums, und die Diffusionsgeschwindigkeit der Ionen beschleunigt sich, was den Prozess der interkristallinen Korrosion beschleunigt. Insbesondere wenn die Temperatur im empfindlichen Bereich von 450 - 850℃ liegt und ein korrosives Medium vorhanden ist, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit der interkristallinen Korrosion erheblich. 

Um die interkristalline Korrosion von 304 Edelstahlrohren zu verhindern, kann man 304L Edelstahl mit einem niedrigeren Kohlenstoffgehalt oder Edelstahl mit stabilisierenden Elementen wie Titan und Niob wählen. Beim Schweißen sollten geeignete Schweißtechniken und -materialien eingesetzt werden, die Schweißwärmeeingabe kontrolliert werden und die Edelstahlrohre nach der Kaltverarbeitung einer spannungsarmglühenden Wärmebehandlung unterzogen werden. Gleichzeitig sollte man bemühen, zu vermeiden, dass die Edelstahlrohre stark korrosiven Medienumgebungen ausgesetzt werden.