Niewłaściwa obróbka cieplna jest jedną z głównych ukrytych przyczyn przedwczesnej korozji międzykrystalicznej rur grzejnych ze stali nierdzewnej 316. Jeśli podczas spawania, gięcia i-obróbki końcowej materiał pozostaje zbyt długo w zakresie temperatur uczulania od 450 do 850 stopni, węglik chromu będzie stale wytrącał się wzdłuż granic ziaren. Proces ten wyczerpuje pierwiastki chromu w pobliżu granic ziaren i tworzy strefę ubogą w chrom,-która traci zdolność tworzenia gęstej warstwy pasywnej. Po wystawieniu na działanie-zawierającej chlorki krążącej wody lub wilgotnej atmosfery przemysłowej, granice ziaren stają się preferowanymi kanałami korozji, co prowadzi do międzykrystalicznego pękania penetracyjnego rur grzewczych. Nawet jeśli gotowe produkty przejdą konwencjonalną kontrolę wyglądu i hydrauliki, wrażliwe materiały szybko ulegną zniszczeniu po-krótkim okresie użytkowania. Optymalizacja procedur wyżarzania rozpuszczającego i stabilizującej obróbki cieplnej może wyeliminować wytrącanie się węglika chromu, przywrócić równomierny rozkład chromu wewnątrz osnowy i zasadniczo zwiększyć odporność rur grzejnych na korozję międzykrystaliczną. Dlatego też znormalizowana kontrola parametrów obróbki cieplnej jest podstawową gwarancją procesu pozwalającą uniknąć uszkodzeń związanych z uczuleniem urządzeń grzewczych ze stali nierdzewnej.
Obróbka cieplna zapobiegająca-uczulaniu opiera się głównie na dwóch dojrzałych metodach technicznych: obróbce wyżarzania w roztworze stałym i kontroli szybkiego chłodzenia-po spawaniu. Ogrzewanie roztworem stałym utrzymuje stal w temperaturze 1050–1120 stopni przez wystarczający czas przetrzymywania, tak że wytrącone węgliki chromu są całkowicie rozpuszczone z powrotem w osnowie austenitu, a następnie następuje szybkie hartowanie w wodzie, aby zablokować jednolitą strukturę roztworu stałego w temperaturze pokojowej i uniknąć wtórnego wytrącania węglików podczas powolnego chłodzenia. W przypadku spawanych rur grzejnych, których nie można poddać obróbce roztworem integralnym, stosuje się ścisłą kontrolę temperatury między przejściami i wymuszone szybkie chłodzenie, aby skrócić czas przebywania w przedziale temperatur uczulania. Ponadto w przypadku stali nierdzewnej niskowęglowej-316L można zastosować wyżarzanie stabilizujące, aby jeszcze bardziej zmniejszyć ryzyko wytrącania się węglików, co jest szczególnie przydatne w przypadku rur grzewczych pracujących w-wysokiej temperaturze i warunkach pracy powodujących korozję. Nieuzasadniona temperatura przechowywania, niewystarczający czas utrzymywania ciepła i powolne tempo chłodzenia bezpośrednio doprowadzą do niekompletnej obróbki roztworu i ryzyka resztkowego uczulenia.
Tabela 1 Sklasyfikowane schematy obróbki cieplnej i standardy stosowania-uczulaczy dla rur grzewczych 316/316L
表格
| Klasa materiału | Rodzaj obróbki cieplnej | Temperatura ogrzewania | Czas trzymania | Tryb chłodzenia | Poziom ryzyka korozji międzykrystalicznej |
|---|---|---|---|---|---|
| Klasa konwencjonalna 316 | Wyżarzanie z pełnym roztworem | 1050–1120 stopni | 2–4 min na mm grubości ścianki | Szybkie hartowanie w wodzie | Nieistotny |
| Rura spawana 316 | Chłodzenie kontrolowane po spawaniu- | Maksymalna temperatura-między przejściami < 300 stopni | Brak zachowania ciepła | Wymuszone chłodzenie powietrzem | Niski |
| 316L o niskiej-gatunku węgla | Wyżarzanie stabilizujące | 870–900 stopni | 30–60 minut | Powolne chłodzenie pieca do 300 stopni, a następnie chłodzenie powietrzem | Bardzo niski |
| Uczulona, wycofana rura 316 | Leczenie roztworem wtórnym | 1100 stopni | 3 min na mm grubości ścianki | Natychmiastowe gaszenie wody | Wyeliminowany po ponownym przetworzeniu |
Przedsiębiorstwa muszą ustanowić specjalne procedury obróbki cieplnej rur grzewczych ze stali nierdzewnej, zakazać empirycznego ustawiania temperatury i losowej regulacji parametrów przechowywania. Przed okresową obróbką cieplną należy przeprowadzić kalibrację temperatury pieców grzewczych i badanie temperatury wody hartowniczej, aby zapewnić równomierne pole temperaturowe wewnątrz pieca i stabilną wydajność chłodzenia. Przedmioty obrabiane należy układać w rozsądnych odstępach, aby uniknąć układania się w stosy i nierównomiernego nagrzewania. Po obróbce cieplnej należy przeprowadzić kontrolę próbek pod kątem korozji międzykrystalicznej, stosując metodę badania na siarczanie miedzi-kwasie siarkowym. Niezakwalifikowane partie należy poddać ponownemu przetworzeniu poprzez wyżarzanie przesycające, zamiast przekazywać je do następnego procesu produkcyjnego. Wszystkie zapisy dotyczące obróbki cieplnej, w tym krzywa temperatury pieca, czas przetrzymywania, numer partii wsadu i informacje inspektora powinny być archiwizowane i powiązane z kodem identyfikowalności produktu, aby zapewnić identyfikowalność procesu w przypadku wystąpienia korozji międzykrystalicznej.
Zoptymalizowana technologia obróbki cieplnej eliminuje wewnętrzne defekty związane z uczulaniem materiału u źródła produkcji, współpracując z kontrolą niskiej-emisyjności surowca, standaryzowanym wprowadzaniem ciepła spawania i pasywacją powierzchni w celu stworzenia wielo-warstwowego-międzykrystalicznego systemu ochrony przed korozją. Ścisłe zarządzanie procesem obróbki cieplnej skutecznie pozwala uniknąć ukrytych zagrożeń jakościowych spowodowanych wyczerpaniem się chromu na granicach ziaren, znacznie poprawia-długoterminową niezawodność operacyjną rur grzejnych ze stali nierdzewnej serii 316 w korozyjnych środowiskach przemysłowych oraz zmniejsza straty spowodowane awarią partii spowodowane uczuleniem materiału.
