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316L不锈钢微动磨蚀过程表面钝化膜自修复行为研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-12  浏览次数:28 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网宣传报道:自动焊焊接是整个生产工艺中最重要的一道工序,焊接质量的好坏是保证焊管质量的关键。微动过程钝化膜自修复

中华不锈钢网宣传报道:自动焊焊接是整个生产工艺中最重要的一道工序,焊接质量的好坏是保证焊管质量的关键。微动过程钝化膜自修复行为测试与分析发生在电解质溶液中的金属材料微动损伤行为,微动过程材料电化学性能的变化可以为解析材料微动损伤机理提供有力的依据。Swallw认为,材料在微动过程开路电位的变化代表了材料表面钝化膜在微动过程的周期性损伤与自修复行为,并测试了铝合金在微动过程自腐蚀电位的变化,Swallow认为该种铝合金在微动过程自修复所生成的钝化膜厚约为平衡态下材料钝化膜厚的1/5.本文借鉴Swallow的研究方法,对316L不锈钢微动过程钝化膜的自修复行为进行研究。用微动测试系统对材料微动过程开路电位进行定时测试,采样频率160Hz.每一循环中开路电位的最高值与最低值之差A£(A£=£kmax-£kmin)表示微动过程电位波动,A£V(£k-£kmin)代表了微动过程材料表面钝化膜自修复所生成的钝化膜厚占其平衡态下钝化膜厚的比例。£kQ为316L不锈钢在相应微动溶液体系中的自腐蚀电位,由静态动期闫建中等:316L不锈钢微动磨蚀过程表面钝化膜自修复行为研究电位极化测试测得。

  设Ad为316L不锈钢微动过程钝化膜自修复生成厚度,d为316L不锈钢自然状态表面化膜厚度,则Ad/d等价于AfV(f:kQ-£k)。根据自腐蚀电位变化测试结果,316L不镑钢微动过程表面钝化膜自修复行为如所示。

  测试结果表明,316L不锈钢在不同溶液体系微动过程早期阶段都表现出一定的自钝化行为,溶液腐蚀特性不同,材料在其中的自钝化行为也有一定的差异。分析认为,316L不锈钢在不同溶液自钝化行为的差异与其在溶液中微动损伤发展过程,尤其是缝隙腐蚀的发生发展有密切关系。如所示,316L不锈钢在腐蚀性电解质溶液中发生微动磨蚀时,不锈钢表面在微动过程都发生了缝隙腐蚀。溶液腐蚀特性的不同,微动过程发生严重缝隙腐蚀的强度及先后顺序不同。

  当微动在不同浓度盐溶液体系进行时(去离子水除外),溶液中离子在金表面的特性吸附影响了钝化膜自修复过程的进行,随溶液盐浓度的增大,氰离子影响增大。在3.5%NCt溶液中,较高的cr含量导致材料在微动初期损伤严重,并较早在微动中心区域产生缝隙腐蚀行为((a))。但高浓度盐溶液所引起的材料表面氧化膜早期迅速破坏,使微动在短时间内产生大量微动磨屑,并在微动副间富集、积塞,在微动副间起到r第三体的隔离作用。本工艺采用了对焊接过程进行控制的最佳工艺参数及管内气托装置,从而保证了稳定的背面成型和管内保护,确保了工艺过程中焊接电流、电压和焊接速度的稳定,焊接热输入量的稳定,从而确保了焊缝的内在质量。

  中华不锈钢网宣传报道:热处理众所周知,奥氏体不锈钢在焊接过程中,由于种种原因有可能使晶界上形成铬的碳化物析出造成贫铬区,因而影响耐晶间腐蚀性能,对此可以通过固溶处理(加热到1020~1100水冷)使焊接时析出的铬重新固溶到奥氏体中去,从而提高抗晶间腐蚀能力,并且可以改善含镍不锈钢的耐高温性能,提高焊缝的耐高温强度,使焊缝区性能与母材一致。我公司的产品利用原有无缝管车间的辊底炉进行固溶处理,从而确保了产品的理化性能。

  冷加工根据用户的不同要求,对焊后的管子进行冷加工变形,可改变焊缝的组织结构,大大提高不锈钢焊管的尺寸精度和内外表面质量以及钢管的理化性能,满足换热器用管的特殊要求。

  2.3工艺技术开发根据锅炉、热交换器用不锈钢焊管的技术性能要求对工艺技术进行了开发,主要是围绕提高不锈钢焊管的整体质量,特别是焊缝质量这一关键环节进行。

  2.3.1成型质量成型质量的好坏将直接造成管筒边部接头处的形状变化,从而严重影响焊缝的焊接质量。我们针对各种连续辊式成型技术对不锈钢焊管焊接质量的影响进行了对比试验研究,由此确定了适合不锈钢焊管生产的成型技术――反弯成型(W成型)法,从而达到了成型时管坯边部变形最小、成型稳定、表面擦伤少的目的,使焊管生产过程稳定,确保了焊接质量。

  2.3.2最佳工艺参数的选定焊接质量的好坏决定了不锈钢焊管的质量好坏,因此抓好焊接质量是保证产品质量的关键。

  对于不锈钢焊管生产来说,在成型质量一致的前提下,影响焊接质量的主要因素有:①电弧电流;②电弧电压;③焊接速度;④保护气体(气体种类和流量)。因此,只要选择合适的工艺参数就能找到最好的工作点,就可实现稳定的焊接,有了稳定的焊接就可保证焊管质量的稳定。

  经过对上述4个主要工艺参数的反复试验,找到了不同材质、不同规格的最佳工艺参数和允许变动的范围,严格加以控制,确保了产品质量的稳定,并为实施计算机控制奠定了基础。

  2.3.3背面成型技术为了得到良好的内表面质量,我们自行研制了管内气托装置。该装置大大加强了焊接的背面保护,使焊管背面成型稳定、光滑,内焊缝余高可控制在0.1mm左右,满足了换热器用不锈钢焊管的内表面质量要求,使生产获得可靠的保证。

  2.3.4焊管后续冷加工变形量对焊管性能的影响不锈钢焊管能否进一步进行加工,冷加工变形量大小对焊管的性能产生何种影响,这方面的研究工作国内还未很好开展。为了进一步拓宽不锈钢焊管的应用领域,推动我国不锈钢焊管的生产,我们对此课题进行了试验研究。通过试验研究找出了冷加工变形量与钢管性能之间的关系,确定了满足特殊用途换热器用不锈钢焊管的最经济的冷加工变形量。经本工艺加工的不锈钢焊管的整体性能显著提高,与无缝管不相上下,部分指标(壁厚偏差、表面质量)优于无缝管,由此扩大了不锈钢焊管的应用范围。

  3结论200t小口径不锈钢焊接钢管生产线,采用自行设计的成型、自动焊接、热处理与冷加工技术可生产出满足各种不同用户需求的中低压锅炉、热交换器用不锈钢焊管,在国内同行业中处于领先水平,可与进口产品相媲美。

  产品的各项理化性能指标均满足有关标准要求,质量优良,已批量生产使用,获用户好评。

  该小口径不锈钢焊接钢管生产线的投产,可以满足国内石化、化工及轻工等行业部分用管需要。

  (:1999一活信息采用涡流探伤仪检测焊管质量俄罗斯西西伯利亚钢铁公司焊管车间的主要产品是25mmX3mm,Y25mmX4mm,Y40mmX4mm,X4mm的水煤气管。按照rCT 3262标准的规定,每支水煤气管都须经过水压试验或用无损探伤法检测焊缝质量。

  中华不锈钢网宣传报道:由于采用水压试验法检查焊缝质量费时费力,该焊管车间通过试验研究,决定以33TM―1M―10焊缝涡流探伤仪为基础,建成1套成品管检查验收系统。采用该系统不仅可以检测到焊缝中的裂纹、未焊透、折叠等缺陷,还可根据信号自动分检正品管和废品。

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