2. Виды электрохимической коррозии в сварном соединении
Коррозия может быть общей или избирательной.
Общая электрохимическая коррозия характерна для сварных соединений из углеродистых и низколегированных сталей в водных растворах, в атмосфере и в почве.
Примеры общей электрохимической коррозии:
-
|
Равномерная коррозия |
|
Преимущественно по основному металлу |
|
Сосредоточенная в зоне термического влияния |
|
Сосредоточенная в шве |
Примеры избирательной электрохимической коррозии:
К избирательным видам электрохимической коррозии относят межкристаллитную коррозию, ножевую коррозию, точечную коррозию и коррозионное разрушение сварных соединений в напряженном состоянии.
Межкристаллитная коррозия избирательно поражает зону термического влияния.
|
Сварное соединение, пораженное межкристаллитной коррозией |
Это наиболее опасный вид коррозионного разрушения. Межкристаллитная коррозия распространяется по границам зерен в толщу металла. В результате пораженный межкристаллитной коррозией металл разрушается под действием незначительных нагрузок.
В аустенитных и высокохромистых ферритных сталях межкристаллитная коррозия обусловлена наличием структурных изменений под действием термического цикла сварки, а именно в аустенитных сталях при нагреве свыше 400 - 500о С по границам зерен выделяются карбиды, а в высокохромистых ферритных сталях при нагреве до 900о С по границам зерен из феррита выпадают карбиды и нитриды. Присутствие карбидов и нитридов по границам зерен вызывает появление системы гальванопар в металле, поэтому электрохимическая коррозия распространяется преимущественно по границам зерен.
Кроме того аналогичные изложенным явления могут быть связаны с выпадением по границам зерен сульфидов, боридов и фаз Лавеса (интерметаллидные соединения с ионной связью Fe–Mo, Fe–W, Fe–Nb).
Пути предотвращения межкристаллитной коррозии:
1. Термическая ообработка:
- аустенизация (“закалка”), нагрев до 1050-1100о С и охлаждение в воде или масле в закалочных агрегатах;
- стабилизирующий отжиг, проводится в течении 2 - 4 часов при температуре 850 - 900 о С, охлаждение на воздухе.
2. Создание высокой скорости охлаждения при сварке в области критических температур, при которых образуются карбиды.
3. Уменьшение содержания углерода в стали.
4. Создание аустенитно-ферритной структуры, с содержанием ферритной фазы до 10 % (ферритная фаза увеличивает площадь границ, а т. к. карбиды выделяются по границам зерен, то их содержание на единицу площади уменьшается).
Ножевая коррозия является разновидностью межкристаллитной коррозии.
|
Сварное соединение, пораженное ножевой коррозией |
Ширина участка на котором протекает ножевая коррозия обычно менее 1,5 мм. Ножевая коррозия связана с выделением цепочки карбидов титана и ниобия при температуре 1200о С по границам зерен в околошовной зоне. Дополнительное тепловое воздействие в области температур 600-700о С (например, от наложения второго шва) ведет к дополнительному образованию карбидов хрома. Это все вместе взятое обуславливает протекание межкристаллитной коррозии в узкой зоне вблизи линии сплавления, т.е. ножевой коррозии.
Точечная коррозия наблюдается в продукции химического машиностроения, при работе в растворах хлоридов. Коррозия возникает при повреждении пассивирующей пленки.
|
Сварное соединение, пораженное точечной коррозией |
Коррозионное разрушение сварочных соединений в напряженном состоянии (коррозионное растрескивание) проявляется в виде коррозионного растрескивания.
|
Коррозионное разрушение сварочных соединений в напряженном состоянии |
Считают, что наличие внутренних напряжений или напряжений от внешних нагрузок облегчает анодную реакцию (образование иона металла). При этом процесс растрескивания состоит из двух этапов:
- зарождение трещины;
- развитие трещины.
Для снижения вероятности появления коррозионного растрескивания используют:
1. Мероприятия, снижающие уровень остаточных напряжений;
2. Легируют металл шва для снижения его электродного потенциала.