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浅析NSTF不锈钢水箱焊缝漏水原因及对策

2020-10-02 10:30:18

浅析NSTF不锈钢水箱焊缝漏水原因及对策

观察焊缝腐蚀水箱的外观  , 可以看到在水箱模板与模板之间焊缝外侧的模板上有棕褐色的类似铁质水箱产生的锈水。再细微观察, 发现距焊缝10mm左右的地方有很多长短不一的裂纹, 裂纹走向呈树杈状, 焊缝表面高低不平。此外, 观察水箱内部, 可以发现, 水垢满面, 清除水垢后, 可以看到焊缝线上大大小小的点状腐蚀。

上述都是腐蚀的特征。众所周知, 不锈钢抗腐蚀性能好, 但为什么会腐蚀呢?NSTF水箱耐腐蚀是因其中含铬量超过12.5%时, 氧化性活泼的铬会在钢的表面迅速与氧形成坚固、致密的富氧钝化膜, 有效隔离氧的进一步侵入, 所以能抗均匀腐蚀。但在水中, 尤其在含Cl-浓度较高的水中, 由于Cl-可在某些局部部位 (在含Cl-的水中易发生腐蚀的是焊接区域, 该区经受过高温加热后, 性能劣化, 抗腐蚀性能降低。) 对富氧钝化膜起破坏作用, 导致发生局部腐蚀。而局部腐蚀速比均匀腐蚀速度要快得多, 往往导致钝化膜失效而致使不锈钢腐蚀。

对腐蚀机理的进一步分析:304不锈钢的固溶状态为奥氏体组织, 其在焊接过程中, 特别是当焊接影响区的金属在敏化温度时, 固溶的过饱和碳向晶粒间界的扩散比铬的扩散快, 因碳含量大于0.03%, 促使晶界附近的碳化合和铬形成Cr23C6的碳化物, 降低晶界附近铬含量。而在钢中铬的扩散速度会很慢, 很难在一定温度的时间内通过扩散的方式补充晶界贫铬区减少的铬量, 当贫铬区中的铬含量被降低到12.5%以下, 晶界区电位就会下降, 在氧化性这个介质中, 钝态被转变为活态, 然而晶内仍保持钝态, 并且电位高于晶界区, 晶内与晶界就形成了微电池, 导致晶界附近的金属加快腐蚀, 造成晶间腐蚀, 导致晶粒间的结合力丧失, 材料强度近乎失效, 这种腐蚀现象比较厉害。加上不锈钢钝化膜在高浓度Cl-的水中时, 半径小、渗透力强的Cl-易穿过不锈钢钝化膜, 在小的镍层孔隙内及显微组织不均匀的部位会向基体迁移, 与金属接触后形成可溶性氯化物, 从而使不锈钢氧化膜局部遭到了破坏, 产生点蚀。在有点蚀的情况和腐蚀介质作用下, 金属表面沿晶界深入金属内部的腐蚀就形成了晶间腐蚀裂纹。此时再有应力腐蚀产生则焊缝会开裂漏水。应力腐蚀主要是在多种应力与腐蚀介质的联合作用下产生的, 引起其的应力主要有封头冷压加工应力、封头焊接时产生的焊接残余应力和通介质水承受的工作应力等。腐蚀介质主要是Cl-或Cl-与溶解氧的共存体, 其中Cl-的主要来源于焊接材料以及各种形式带入的水分 (包括结晶水、化合水、吸附水、水蒸气) 以及介质水中的Cl-。溶解氧来源于空气。金属通过拉应力会发生塑性变形, 使得金属滑移, 导致面层氧化膜破损, 与此同时又由于Cl-能很强地进入封头面层的孔隙, 使得本体金属面形成正离子被腐蚀。而当溶液中Cl-浓度较高时, 不需要溶解氧这一条件就可以造成应力腐蚀裂纹。

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通过观察水箱焊接处腐蚀漏水的实际情况与腐蚀机理的分析, 查阅相关的材料对其化学成分检验, 并对生产工艺的过程进行观察, 得出了不锈钢水箱焊接处腐蚀漏水的原因有介质环境, 材料选择, 焊接工艺, 现场管理等多方面原因。


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