Shandong Dayou Industry Co., Ltd.
Por que as cabeças compostas são sensibilizadas?
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Dec 31, 2024
Razões para a sensibilização da cabeça composta.
Causas e Implicações
Ao inspecionar uma cabeça de vaso de pressão em uma instalação de fabricação, um problema preocupante foi descoberto: numerosas substâncias finas, semelhantes a roscas apareceram na superfície interna. Após análises adicionais, incluindo estudos de tensão metalográfica e térmica, ficou claro que a cabeça, feita de um composto de aço inoxidável austenítico de múltiplas camadas, tinha sofrido sensibilização. Este fenômeno é conhecido por causar corrosão intergranular, o que pode resultar em problemas como rachaduras e derramamento de grãos durante as fases subsequentes de formação de cabeça e operacional.
Visão geral do equipamento
O recipiente de pressão em questão é um recipiente de tipo I, concebido para funcionar sob pressões que variam de 0 a 750 kPa (g) e temperaturas entre 50°C e 67°C. Ele lida com vários meios, incluindo monómero de cloreto de vinilo, peróxido, iniciadores de compostos azo e vapor. É importante destacar que o meio contém íons cloreto, que, sob condições específicas, podem hidrolizar e dissolver-se em água, formando ácido clorhídrico. Este ácido pode então agir como um agente corrosivo para o aço inoxidável austenítico, tornando-o um fator-chave no vaso; susceptibilidade à corrosão intergranular.
O navio' s design inclui um diâmetro interno de 4500mm e um volume de 150m³. Tanto o cilindro quanto a cabeça são construídos de placas compostas, com o material de base sendo aço 16MnR e o material composto sendo aço inoxidável 0Cr18Ni9. Notavelmente, a cabeça inferior e parte do cilindro estão equipados com agitadores para facilitar o processo de mistura. A cabeça tem uma espessura de 30 + 3mm, enquanto o cilindro' a espessura varia, sendo 28+3mm na parte do agitador e 16+3mm sem o agitador.
A cabeça é de forma elíptica padrão com um diâmetro interno de 4500 mm. É composto por uma placa normalizada de 16MnR de 30 mm de espessura e uma placa de solução sólida 0Cr18Ni9 de 3,1 mm de espessura, que foram ligadas explosivamente. O processo de ligação inclui uma etapa de tratamento térmico para aliviar as tensões de explosão, garantindo a integridade do material composto.
Estado da corrosão
As medições de espessura por ultra-som não revelaram afinamento significativo do cilindro ou cabeça, indicando que a corrosão uniforme não era um problema importante. No entanto, as inspeções de penetração descobriram vários sinais de danos localizados. Enquanto nenhuma rachadura foi observada na parede interna do cilindro, pequenas linhas foram visíveis na cabeça superior e grandes áreas de linhas finas e densas apareceram na cabeça inferior. Estas são suspeitas de ser micro-rachaduras, especialmente concentradas na área da borda reta para a transição de arco da cabeça.
Análise das causas da sensibilização
Uma revisão mais detalhada da cabeça' os processos de formação e tratamento térmico oferecem uma visão das causas fundamentais da sensibilização. O processo de fabricação começa com a preparação do material em branco e a soldagem sob medida, seguido pelo primeiro tratamento térmico (600±20°C durante 80 minutos, com resfriamento do forno a 480°C e resfriamento a ar). Isto é seguido pela moldagem à prensa de tambor, um tratamento térmico intermediário (idêntico ao primeiro) e, em seguida, a formação de filação. Finalmente, um último tratamento térmico é conduzido, onde a cabeça é mantida a 980°C por 30 minutos e, em seguida, rapidamente refrigerada a 400°C dentro de 22 minutos.
O tratamento térmico inicial é projetado para eliminar tensões de soldagem, enquanto o tratamento intermediário aborda tensões residuais de deformação. O tratamento térmico final visa resolver as tensões residuais e eliminar a sensibilização causada por tratamentos térmicos anteriores, restaurando o material ao seu estado de solução sólida.
O aço inoxidável austenítico, como o 0Cr18Ni9, é propenso à sensibilização quando exposto a temperaturas entre 540°C e 845°C. Durante esta faixa de temperatura, o carbono na fase austenita pode se combinar com ferro e cromo, formando precipitados nos limites do grão. Isso esgota o teor de cromo no limite do grão, criando uma região vulnerável à corrosão - um estado conhecido como sensibilização. De fato, o material 0Cr18Ni9 é particularmente suscetível à sensibilização após apenas 10 minutos a 650°C.
Neste caso, o material de revestimento foi exposto a temperaturas de 600±20°C durante 80 minutos durante dois ciclos de tratamento térmico, levando a uma sensibilização grave. O processo de formação de filação subsequente e as condições operacionais - particularmente em áreas de alta tensão como a transição de arco da cabeça - criaram um ambiente onde fissuras e corrosão intergranular são mais propensas a ocorrer.
O tratamento térmico final, que envolve manter a cabeça a 980°C por 30 minutos e resfriá-la rapidamente a 400°C, foi projetado para reverter o processo de sensibilização, visando restaurar o aço inoxidável ao seu estado original de solução sólida.
Conclusão
Ao inspecionar uma cabeça de vaso de pressão em uma instalação de fabricação, um problema preocupante foi descoberto: numerosas substâncias finas, semelhantes a roscas apareceram na superfície interna. Após análises adicionais, incluindo estudos de tensão metalográfica e térmica, ficou claro que a cabeça, feita de um composto de aço inoxidável austenítico de múltiplas camadas, tinha sofrido sensibilização. Este fenômeno é conhecido por causar corrosão intergranular, o que pode resultar em problemas como rachaduras e derramamento de grãos durante as fases subsequentes de formação de cabeça e operacional.
Visão geral do equipamento
O recipiente de pressão em questão é um recipiente de tipo I, concebido para funcionar sob pressões que variam de 0 a 750 kPa (g) e temperaturas entre 50°C e 67°C. Ele lida com vários meios, incluindo monómero de cloreto de vinilo, peróxido, iniciadores de compostos azo e vapor. É importante destacar que o meio contém íons cloreto, que, sob condições específicas, podem hidrolizar e dissolver-se em água, formando ácido clorhídrico. Este ácido pode então agir como um agente corrosivo para o aço inoxidável austenítico, tornando-o um fator-chave no vaso; susceptibilidade à corrosão intergranular.
O navio' s design inclui um diâmetro interno de 4500mm e um volume de 150m³. Tanto o cilindro quanto a cabeça são construídos de placas compostas, com o material de base sendo aço 16MnR e o material composto sendo aço inoxidável 0Cr18Ni9. Notavelmente, a cabeça inferior e parte do cilindro estão equipados com agitadores para facilitar o processo de mistura. A cabeça tem uma espessura de 30 + 3mm, enquanto o cilindro' a espessura varia, sendo 28+3mm na parte do agitador e 16+3mm sem o agitador.
A cabeça é de forma elíptica padrão com um diâmetro interno de 4500 mm. É composto por uma placa normalizada de 16MnR de 30 mm de espessura e uma placa de solução sólida 0Cr18Ni9 de 3,1 mm de espessura, que foram ligadas explosivamente. O processo de ligação inclui uma etapa de tratamento térmico para aliviar as tensões de explosão, garantindo a integridade do material composto.
Estado da corrosão
As medições de espessura por ultra-som não revelaram afinamento significativo do cilindro ou cabeça, indicando que a corrosão uniforme não era um problema importante. No entanto, as inspeções de penetração descobriram vários sinais de danos localizados. Enquanto nenhuma rachadura foi observada na parede interna do cilindro, pequenas linhas foram visíveis na cabeça superior e grandes áreas de linhas finas e densas apareceram na cabeça inferior. Estas são suspeitas de ser micro-rachaduras, especialmente concentradas na área da borda reta para a transição de arco da cabeça.
Análise das causas da sensibilização
Uma revisão mais detalhada da cabeça' os processos de formação e tratamento térmico oferecem uma visão das causas fundamentais da sensibilização. O processo de fabricação começa com a preparação do material em branco e a soldagem sob medida, seguido pelo primeiro tratamento térmico (600±20°C durante 80 minutos, com resfriamento do forno a 480°C e resfriamento a ar). Isto é seguido pela moldagem à prensa de tambor, um tratamento térmico intermediário (idêntico ao primeiro) e, em seguida, a formação de filação. Finalmente, um último tratamento térmico é conduzido, onde a cabeça é mantida a 980°C por 30 minutos e, em seguida, rapidamente refrigerada a 400°C dentro de 22 minutos.
O tratamento térmico inicial é projetado para eliminar tensões de soldagem, enquanto o tratamento intermediário aborda tensões residuais de deformação. O tratamento térmico final visa resolver as tensões residuais e eliminar a sensibilização causada por tratamentos térmicos anteriores, restaurando o material ao seu estado de solução sólida.
O aço inoxidável austenítico, como o 0Cr18Ni9, é propenso à sensibilização quando exposto a temperaturas entre 540°C e 845°C. Durante esta faixa de temperatura, o carbono na fase austenita pode se combinar com ferro e cromo, formando precipitados nos limites do grão. Isso esgota o teor de cromo no limite do grão, criando uma região vulnerável à corrosão - um estado conhecido como sensibilização. De fato, o material 0Cr18Ni9 é particularmente suscetível à sensibilização após apenas 10 minutos a 650°C.
Neste caso, o material de revestimento foi exposto a temperaturas de 600±20°C durante 80 minutos durante dois ciclos de tratamento térmico, levando a uma sensibilização grave. O processo de formação de filação subsequente e as condições operacionais - particularmente em áreas de alta tensão como a transição de arco da cabeça - criaram um ambiente onde fissuras e corrosão intergranular são mais propensas a ocorrer.
O tratamento térmico final, que envolve manter a cabeça a 980°C por 30 minutos e resfriá-la rapidamente a 400°C, foi projetado para reverter o processo de sensibilização, visando restaurar o aço inoxidável ao seu estado original de solução sólida.
Conclusão
A sensibilização de cabeças compostas em vasos de pressão, particularmente aqueles feitos de aço inoxidável austenítico de camadas múltiplas, é uma questão crítica que pode impactar significativamente o vaso' desempenho e longevidade. Compreender os processos de tratamento térmico
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