Austeniittisten ruostumattomien terästen perushalkeaminen
Perushalkean esittely
Austeniittisten ruostumattomien teräksien perushalkeaminen on ympäristöystävällinen vikatila, joka usein jätetään huomiotta rakennusmateriaalien määritettäessä. Tämä vikatila on yksi vanhimmista stressikorroosiohalkeilun muodoista terästä ja juontaa juurensa höyryveturien alkuaikoihin, kun se johti voimakkaasti niitattujen kattiloiden räjähdykseen.
Alkaliset olosuhteet
Monilla teollisuudenaloilla yleiset emäksiset tai erittäin alkaliset prosessit sisältävät natriumhydroksidin (NaOH), kaliumhydroksidin (KOH) ja kalsiumhydroksidin (CA (OH) 2) pitoisuudet. Korkean lämpötilan alkaliset olosuhteet (yli 50% alkali) ovat yleisiä alkalista, alumiinioksidista, jalostamoista, ydinvoimalaitoksista, massasta ja paperista, tekstiilien valmistuksesta ja tyhjennyspuhdistuksista.
Halkeamien muodostumisolosuhteet
Austeniittiset ruostumattomat teräkset ovat erittäin resistenttejä NaOH: n syövyttäville ominaisuuksille, kunnes pitoisuudet ovat noin 50% ja lämpötilat 93 astetta (199 astetta F). Tämän lämpötilan yläpuolella austenitisilla ruostumattomilla teräksillä on epävakaa passivointi, joka voi johtaa vakavaan yleiseen korroosioon. Noin 93 asteen yläpuolella tavanomaiset ruostumattomat teräkset ovat myös alttiita perushalkeamiselle.
Perushalkeamisen tunnistaminen
Epäonnistumisen perimmäisen syyn määrittäminen on monimutkainen tehtävä, etenkin perushalkeamisen suhteen austeniittisissä ruostumattomissa teräksissä. Tämä vikatila on rakeisen (rakeisen) murtuman läpi, mutta olosuhteista riippuen voi siirtyä rakeiden väliseen (rakeista rajasarjaa) halkeaman etenemiseen, etenkin korkeammissa lämpötiloissa.
Perushalkeamisen ehkäisy
Kun perushalkeamisen olosuhteet epäillään tai ne on tunnistettu perimmäiseksi syyksi, valitaan usein metallurginen ratkaisu. Kaksipuoliset ruostumattomat teräkset pidetään ensin, koska niiden kaksivaiheinen mikrorakenne, joka koostuu noin 50\/50 ferriitti- ja austeniittijyvien seoksesta. Vaikka näiden seosten yleinen korroosionkestävyys voi olla hiukan alhaisempi kuin austeniittiseoksilla, perushalkeaminen näyttää olevan vähemmän yleinen 2205, 2304 ja 2906 seoksissa.
Seokset, joilla on korkeampi nikkelisisältö, kuten 20CB, Al -6 XN, 904L, 800 ja 825 seokset, ovat kestävämpiä alkalisen korroosion ja halkeilun kuin 300 -sarjan ruostumattomat teräkset.
Nikkeli- ja nikkelipohjaiset seokset otetaan yleensä käytettäväksi vakavammissa ympäristöissä. Kaupallisesti puhdasta nikkeliseoksia 200 ja 201 ovat emäksisyyden kestävimpiä, mutta seos 200 on alttiita rakeiden väliselle korroosiolle väkevöidyssä alkalisuudessa yli 300 asteen (572 astetta F). Alloy 600 voi kärsiä alkalista halkeilusta kuumassa emäksisyydessä 150-200 asteessa (302-392 aste F), ja halkeilua voi tapahtua korkeammissa lämpötiloissa kaasunomaisissa olosuhteissa.
Nikkeli-kupari-seokset, kuten seokset 400 ja K500, ovat melko kestäviä syövyttäville ympäristöille, jotka lähestyvät nikkeli seoksen 200. Kuitenkin erittäin suurissa rasituksissa ja lämpötiloissa noin 215 astetta (419 astetta F), nämä materiaalit voivat kokea korroosiohalkeilun.
Lopuksi kattilavedessä on käytetty alkalisen materiaalin määrän vähentämistä lisäämällä fosfaatteja alkalisen halkeamisen potentiaalin vähentämiseksi.
