5 ключевых тем в области сварки и металлургии — Контроль качества и обеспечение качества в машиностроении

1. Аустенитные нержавеющие стали — механизм сенсибилизации и межкристаллитной коррозии (IGC):
• Воздействие температур в диапазоне примерно 500–800 °C способствует выделению карбида хрома Cr₂₃C₆ на границах зерен. В результате образуется зона с пониженным содержанием хрома, прилегающая к границе зерен, что снижает стабильность пассивной пленки.
• Результат: повышенная подверженность межкристаллитной коррозии (IGC).
Меры предотвращения: низкоуглеродистые марки 304L/316L или стабилизированные марки 321/347.

2. Сварка P91 — Основные металлургические параметры:
• Предварительный нагрев: 200–300 °C Междупроходная температура: 300–350 °C
• Присадочный материал: E9018-B91 Термообработка после сварки: 760 ± 10 °C Строгий контроль температурного цикла необходим для получения требуемой закаленной мартенситной микроструктуры и прочности на ползучесть. Чрезмерная закалка может негативно повлиять на высокотемпературные свойства.

3. Сварные конструкции из стали P91 — Тип IV
Трещины ползучести: — Трещины типа IV возникают преимущественно в мелкозернистой зоне термического влияния (FGHAZ). Они связаны с длительными деформациями ползучести при эксплуатации в условиях повышенных температур. Мелкозернистая зона термического влияния (FGHAZ) обладает сравнительно пониженной прочностью на ползучесть, что делает её критическим местом для разрушения/отказов из-за ползучести в сварных конструкциях из стали P91.

4. P91 VS P22/P9 — преимущество по прочности на ползучесть:
P91 — это сталь 9Cr-1Mo-V-Nb, устойчивая к ползучести, прочность которой обеспечивается за счет механизмов выделения осадков Nb/V. Более высокая прочность на разрыв при ползучести позволяет уменьшить расчетную толщину стенок при сопоставимых условиях эксплуатации. Это позволяет снизить расход материала при сохранении целостности высоконапорных ограждающих конструкций при высоких температурах.

5. SS 316 и SS 304
Устойчивость к коррозии, вызванной молибденом, и локализованной коррозии: нержавеющая сталь 316 содержит примерно 2–3 % молибдена, которого в таком количестве нет в нержавеющей стали 304. Молибден значительно повышает устойчивость к точечной и щелевой коррозии, вызванной хлоридами. Поэтому сталь 316 предпочтительнее использовать в агрессивных средах, содержащих хлориды, таких как морская вода и системы охлаждающей воды на нефтеперерабатывающих заводах.

Наиболее важные марки материалов — состав и свойства: SS 304 → 18–20 % Cr, 8–10,5 % Ni | Превосходная стойкость к общей коррозии; хорошая свариваемость.

Нержавеющая сталь 316 → 16–18 % Cr, 10–14 % Ni, 2–3 % Mo | Превосходная стойкость к точечной и щелевой коррозии, особенно в средах, содержащих хлориды. Нержавеющая сталь 321 → 17–19 % Cr, 9–12 % Ni + Ti | Стабилизированная титаном; обладает превосходной стойкостью к сенсибилизации и подходит для эксплуатации при высоких температурах.

SS 347 → 17–19 % Cr, 9–13 % Ni + Nb | Стабилизированный Nb; обладает хорошей высокотемпературной прочностью и стойкостью к сенсибилизации. P22 → 1,9–2,6 % Cr, 0,87–1,13 % Mo | Высокая прочность на ползучесть и стойкость к окислению; широко используется в высокотемпературных трубопроводах. P91 → 8–9,5 % Cr, 0,85–1,05 % Mo + V + Nb | Превосходная прочность на ползучее разрушение; используется для изготовления высокотемпературных элементов, находящихся под давлением.