Ăn mòn mối hàn thép không gỉ: Nguyên nhân, cách phòng ngừa và mẹo thiết kế mối nối

Hai tháng sau khi lô ống thổi inox 304 được lắp đặt tại một khách sạn ven biển, những đốm nâu nhỏ xuất hiện dọc theo đường hàn. Phần kim loại cơ bản trông vẫn sạch sẽ. Nhà cung cấp khẳng định vật liệu này là 304 chính hãng và kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã đồng ý. Vấn đề không phải là loại hợp kim. Nhiệt đầu vào của mối hàn và sự vắng mặt của hiện tượng thụ động sau hàn đã tạo ra tình trạng ăn mòn. Tin tốt là sự ăn mòn mối hàn có thể được kiểm soát trước khi lô hàng rời khỏi nhà máy. Bạn chỉ cần biết cơ chế nào đang hoạt động và những gì cần chỉ định.

Tại sao khu vực hàn trở thành điểm yếu

Một mối hàn không chỉ là một mối nối cơ học. Đó là một sự kiện nhiệt làm thay đổi cấu trúc vi mô của một bộ phận bằng thép không gỉ trên một dải hẹp. Ba tác động làm cho dải đó trở thành nơi dễ bắt đầu ăn mòn nhất.

Vùng chịu ảnh hưởng nhiệt và độ nhạy cảm

Khi kim loại cơ bản đạt khoảng 450–850°C trong quá trình hàn, crom và carbon có thể kết hợp thành cacbua crom dọc theo ranh giới hạt. Khu vực ngay bên cạnh mối hàn, được gọi là vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ), có thể bị cạn kiệt crom thường tạo thành màng oxit bảo vệ. Tình trạng này được gọi là mẫn cảm. Thép không gỉ loại 304 dễ gặp phải hiện tượng này hơn so với 316 hoặc 316L, vì molypden tăng thêm sức đề kháng và loại có hàm lượng carbon cực thấp hạn chế lượng mưa cacbua.

Lớp thụ động và vảy oxit bị hư hỏng

Nhiệt hàn làm oxy hóa bề mặt. Thang màu xuất hiện gần mối hàn không phải là vô hại: nó nằm phía trên vùng thiếu crom, nơi màng thụ động đã bị phân hủy. Trừ khi lớp cặn đó được loại bỏ, bề mặt không thể thụ động lại hoàn toàn và tế bào ăn mòn cục bộ có thể hình thành dưới lớp oxit.

Ứng suất kéo dư

Gia nhiệt và làm nguội nhanh để lại ứng suất kéo dư tập trung xung quanh mối hàn. Khi có môi trường giàu clo, sự căng thẳng này sẽ tạo ra thêm rủi ro. Vết nứt do ăn mòn do ứng suất có thể phát triển thành các nhánh nhỏ, đôi khi không có vết gỉ nặng nhìn thấy được, điều này khiến nó đặc biệt nguy hiểm trong hệ thống khí hoặc nước. Hồ sơ an toàn của ống thép không gỉ dạng sóng, bao gồm cả ảnh hưởng của việc hàn và kiểm soát ăn mòn đối với nó, được đề cập trong tài liệu của chúng tôi. bài viết về những cân nhắc về an toàn CSST .

Cơ chế ăn mòn phổ biến ở mối hàn

Lỗi hiện trường hiếm khi xuất hiện cùng một lúc. Chúng thường bắt đầu bằng một cơ chế tạo ra sự gồ ghề, sau đó cơ chế thứ hai sẽ tiếp quản. Bảng dưới đây mô tả các cơ chế điển hình với nguyên nhân và cách kiểm soát thực tế của chúng.

Rỗ là điểm bắt đầu dễ thấy nhất trong nước chứa clorua. Nó có thể đi sâu vào kẽ hở nếu cặn hoặc bụi bẩn tạo ra khe hở. Ăn mòn giữa các hạt là kết quả kinh điển của hiện tượng mẫn cảm, và vết nứt do ăn mòn ứng suất là cơ chế gây ra rò rỉ đột ngột khi hai loại còn lại đã làm tường yếu đi. Trong nhà máy của chúng tôi, chúng tôi coi cả bốn yếu tố này là chỉ số chất lượng hàn chứ không phải là vấn đề vật liệu riêng biệt.

Quy trình xử lý sau hàn

Lựa chọn hợp kim thôi là chưa đủ. Một mối hàn không được làm sạch và thụ động vẫn sẽ bị ăn mòn nhanh hơn nhiều so với kim loại cơ bản tương tự có bề mặt được phục hồi đúng cách. Trình tự tiêu chuẩn là làm sạch cơ học, tẩy rửa và thụ động.

• Làm sạch cơ học loại bỏ cặn lỏng lẻo và lớp oxit nhám bằng cách mài hoặc chải. Đối với ống có thành mỏng phải nhẹ nhàng vừa đủ để không làm giảm độ dày của thành.
• Quá trình tẩy rửa sử dụng hỗn hợp axit nitric/hydrofluoric để hòa tan lớp thiếu crom và làm lộ ra kim loại sạch. Đây là bước quan trọng nhất khi cặn nặng.
• Sự thụ động xây dựng lại màng oxit. Thụ động hóa axit citric là giải pháp thay thế an toàn hơn cho axit nitric và được quy định trong tiêu chuẩn ASTM A967.

Đối với ống thép không gỉ dạng sóng, hình dạng nếp nhăn khiến việc loại bỏ cặn khó hơn so với ống thép phẳng. Dây chuyền sản xuất của chúng tôi sử dụng bể làm sạch và tẩy rửa tự động để quá trình xử lý đạt đến toàn bộ bề mặt bên trong và bên ngoài, không chỉ những khu vực có thể tiếp cận bằng bàn chải sắt.

Xác định thép không gỉ hàn cho các ứng dụng thực tế

Cách tốt nhất để giảm nguy cơ ăn mòn mối hàn là làm cho hợp kim và hình dạng bộ phận phù hợp với môi trường lắp đặt thực tế. Ống thổi 304 đa năng có thể phục vụ đường ống dẫn nước hoặc khí đốt khô trong nhà, nhưng không khí ven biển, bể bơi và nhà bếp công nghiệp đẩy nồng độ clorua lên cao. Trong những trường hợp đó, 316L là lựa chọn an toàn hơn.

Chọn hợp kim phù hợp cho môi trường hàn

Đối với kết nối thiết bị gas nhà bếp, ống tiếp xúc với hơi nước, chất tẩy rửa và độ ẩm cục bộ. Ống dẫn khí tự nhiên mềm dẻo dạng sóng 316L có vỏ bảo vệ mang lại cả khả năng chống ăn mòn và bảo vệ cơ học. Đây là lý do tại sao chúng tôi khuyên dùng loại molypden cao hơn khi địa điểm lắp đặt gần biển hoặc trong khu vực dịch vụ thực phẩm có độ ẩm cao.

Ống dẫn khí tự nhiên mềm dẻo dạng sóng 316L dùng cho nhà bếp Ống dẫn khí dạng sóng 316L này có vỏ bằng thép không gỉ và ống bên trong bằng cao su có khả năng chống ăn mòn và ứng suất cơ học, phù hợp với môi trường nhà bếp ẩm ướt gần biển. Xem sản phẩm →

Chọn cấu trúc tránh tập trung căng thẳng

Hình dạng ống thổi phân phối chuyển động và sự giãn nở nhiệt qua nhiều vòng xoắn nhỏ thay vì buộc biến dạng thành một mối hàn ngắn. Bản thân thành ống thổi cần phải chắc chắn, nhưng hình dạng hình học làm giảm ứng suất cục bộ có thể dẫn đến nứt ăn mòn do ứng suất. Khi ứng dụng có yêu cầu về khả năng chống cháy, lớp phủ bên ngoài cũng phải được đánh giá về khả năng uốn và chịu nhiệt. Ống dẫn khí dạng sóng chống cháy của chúng tôi được thiết kế cho sự kết hợp này, với cấu trúc giúp bảo vệ lõi thép không gỉ và lớp bên ngoài ổn định dưới chuyển động bình thường của thiết bị.

Ống chống cháy bằng thép không gỉ cho gas Ống dẫn khí dạng sóng chống cháy này có lớp phủ PVC màu vàng chống cháy, chống tia cực tím và mài mòn, mang lại khả năng cung cấp khí an toàn và bền bỉ trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Xem sản phẩm →

Kiểm tra trạng thái bề mặt của mạch nước nóng và lạnh

Mạch nước nóng và lạnh đưa vào oxy, sự thay đổi nhiệt độ và ở một số vùng có clorua hòa tan. Rò rỉ trong kết nối máy nước nóng không chỉ là vấn đề bảo trì: nó có thể làm hỏng thiết bị dưới điểm hỏng hóc. Một cách đã được chứng minh để bảo vệ kết nối là chỉ định một liên kết bằng thép không gỉ linh hoạt với khớp nối có thể điều chỉnh bằng cờ lê và toàn bộ bề mặt được ngâm và thụ động. Chúng tôi sản xuất ống lượn sóng bằng thép không gỉ có cờ lê cho mục đích đó và đây là lựa chọn phổ biến cho các dự án trang bị thêm và OEM. Hộp xếp bằng thép không gỉ cũng có tuổi thọ lâu dài giúp giảm gánh nặng môi trường khi phải thay thế nhiều lần, như đã thảo luận trong tổng quan này về lợi ích môi trường của ống thổi bằng thép không gỉ .

Ống thép không gỉ 304 có cờ lê Ống lượn sóng bằng thép không gỉ 304 này chịu được nhiệt độ và áp suất cao, đồng thời cờ lê đi kèm cho phép lắp đặt và bảo trì dễ dàng, lý tưởng cho các hệ thống nước nóng. Xem sản phẩm →

Điểm mấu chốt

Ăn mòn mối hàn bằng thép không gỉ là kết quả của nhiệt, điều kiện bề mặt và môi trường phối hợp với nhau. Câu trả lời thực tế cho người mua không chỉ đơn giản là yêu cầu “thép không gỉ”. Đó là chỉ định loại hợp kim, cách xử lý mối hàn, độ hoàn thiện bề mặt và phải có bằng chứng trong báo cáo kiểm tra. Khi những chi tiết đó nhất quán, tuổi thọ của mối hàn thép không gỉ có thể đáp ứng được kỳ vọng mà kim loại cơ bản đặt ra.

Nếu bạn đang tìm nguồn cung ứng ống thép không gỉ dạng sóng hàn hoặc ống dẫn khí, hãy hỏi nhà sản xuất về quy trình tẩy rửa và thụ động cũng như cách xác minh vùng chịu ảnh hưởng nhiệt. Đó là những câu hỏi khiến đốm nâu không xuất hiện nhiều tháng sau đó.