不銹鋼因其優秀的耐腐蝕性能,目前已被廣泛用于腐蝕性介質的生產、存儲、運輸中。
然而,因其成分及金相組織原因,容易在適宜的介質中發生晶間腐蝕。因此,許多不銹鋼材標準中將晶間腐蝕敏感性檢驗作為必檢技術要求。
但是,常用晶間腐蝕方法有:10%草酸、50%硫酸-硫酸鐵、65%硝酸、10%硝酸-氫氟酸以及16%硫酸-硫酸銅五種方法……
那么,如何才能快速、準確的選擇試驗方法?
標準GB/T 21433對此進行了較為詳細解說:
1.當不銹鋼容器只規定應當檢驗而未規定具體檢驗方法時,或當訂購不銹鋼和焊接材料時并未明確這些材料用于什么不銹鋼容器時,不銹鋼材和焊接材料可先按硫酸-硫酸銅法進行檢驗。當后來用這些材料制造的不銹鋼容器與零部件確定采用其他較嚴的檢驗方法時,這些材料則應當由容器或零部件的制造單位采用較嚴的檢驗方法再進行檢驗。
2.選用10%草酸法(A法)作為其他檢驗方法(熱酸試驗)的篩選方法;
3.焊制不銹鋼容器焊接試樣一般不用硝酸-氫氟酸法(D法);
4.檢驗方法的寬嚴性
4.1由晶界貧鉻引起,嚴格順序: 硫酸-硫酸銅<硫酸-硫酸鐵<硝酸法;
4.2檢驗方法類型相同,與介質濃度有關,濃度越大,越嚴格。
5.其它選擇方法
除10%草酸法進行檢驗方法篩選外,也可通過其它方法進行選擇,如表1、表2和表3。建議優先表1,表1不能確定后,再按照不銹鋼成分、類型,介質的氧化性等信息從表2和表3中選擇。
表1 檢驗方法與不銹鋼容器所盛裝介質(依據盛裝介質選擇)
檢測方法 |
盛裝介質 |
16%硫酸-硫酸銅 |
工業乙酸 |
常溫~60℃濃度5%~50%的硝酸 |
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高溫高純水(反應堆用) |
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65%硝酸法 |
在>60℃且濃度5%~50%的硝酸中工作的0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L) |
各種溫度下的濃硝酸(50%以上)中工作的 0Cr18Ni9(304)、00Cr19Ni10(304L)或其它濃硝酸專用不銹鋼 |
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正常加氧條件下的00Cr17Ni14Mo2(316L)和00Cr25Ni22Mo2(310MoL,25-22-2)等尿素級不銹鋼 |
2 檢驗方法對不銹鋼類型的適用性(介質類型+相+狀態+Mo)
設備介質類型 |
介質能快速溶解的晶界組織 |
不銹鋼的類型 |
可適用的標準熱酸檢驗方法 |
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貧鉻區 |
含鉬鋼中產生的σ相 |
穩定化鋼產生的σ相 |
硫酸- 硫酸銅 |
硫酸- 硫酸鐵 |
硝酸 |
硝酸- 氫氟酸 |
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弱氧化性介質 |
溶解 |
— |
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奧氏體 |
不含鉬非穩定化鋼 |
√ |
√ |
√ |
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含鉬非穩定化鋼 |
√ |
√ |
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√ |
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不含鉬穩定化鋼 |
√ |
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含鉬穩定化鋼 |
√ |
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√ |
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鐵素體 |
非穩定化鋼 |
√ |
√ |
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穩定化鋼 |
√ |
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較強氧化性介質 |
溶解 |
— |
溶解 |
奧氏體 |
不含鉬非穩定化鋼 |
√ |
√ |
√ |
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含鉬非穩定化鋼 |
√ |
√ |
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√ |
|||||
不含鉬穩定化鋼 |
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√ |
√ |
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含鉬穩定化鋼 |
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√ |
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鐵素體 |
非穩定化鋼 |
√ |
√ |
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穩定化鋼 |
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√ |
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強氧化性介質 |
溶解 |
溶解 |
溶解 |
奧氏體 |
不含鉬非穩定化鋼 |
√ |
√ |
√ |
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含鉬非穩定化鋼 |
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√ |
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|||||
不含鉬穩定化鋼 |
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√ |
√ |
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|||||
含鉬穩定化鋼 |
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√ |
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鐵素體 |
非穩定化鋼 |
√ |
√ |
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穩定化鋼 |
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√ |
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注:1.雙相不銹鋼和奧氏體鋼類似,但用硝酸法時應慎重;
2.鐵素體不銹鋼不適用于硝酸法、硝酸-氫氟酸法;
3.10%草酸法可用作奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的各種適用熱酸檢驗方法的篩選;
4.如不能確定容器的介質類型時,可先按弱氧化性介質考慮表中檢驗方法對不銹鋼類型的適用性。
5.硫酸-硫酸銅的硫酸為16wt%,硫酸-硫酸鐵的硫酸為50wt%
6.不同測試方法的氧化性強弱:
硝酸法(0.75-1.0V SCE)>50%硫酸-硫酸鐵(0.6V SCE)>50%硫酸-硫酸銅(0.1V SCE)~16%硫酸-硫酸銅(0.1V SCE)
表3 測試方法——成分+類別 (嚴格性從寬到嚴)
晶間腐蝕測試方法 |
適用范圍 |
16%硫酸-硫酸銅 GB/T 4334(E法) ASTM A262(E法) ISO 3651-2(A法) |
>16%Cr且≤3%Mo的奧氏體不銹鋼; 16%~20%Cr且≤1%Mo的鐵素體不銹鋼; >16%Cr且≤3%Mo的雙相不銹鋼 |
35%硫酸-硫酸銅 ISO 3651-2(B法) |
>20%Cr且2%~4%Mo的奧氏體不銹鋼; >20%Cr且>2%Mo的雙相不銹鋼 |
50%硫酸-硫酸銅 ASTM A262(F法) |
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40%硫酸-硫酸鐵 ISO 3651-2(C法) |
>17%Cr且>3%Mo的奧氏體不銹鋼; >25%Cr且>2%Mo的奧氏體不銹鋼; >20%Cr且>3%Mo的雙相不銹鋼; >25%Cr且>2%Mo的鐵素體不銹鋼 |
50%硫酸-硫酸鐵 GB/T 4334(B法) ASTM A262(B法) |
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