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手动蝶阀资料

不锈钢蝶阀常见腐蚀原因及解决方法

  • 作者:正瑞阀门
  • 发布时间:2020-03-26 00:00:00
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  不锈钢蝶阀也会发生腐蚀,不锈钢不代表永远不生锈,针对不同介质选择不同材质不锈钢,本文分析不锈钢蝶阀常见腐蚀原因及解决方法-浙江正瑞阀门有限公司

       一、不锈钢腐蚀性实验

  不锈钢蝶阀多用于防腐蚀和高温介质的外壳条件,在不同的介质外壳中选择不锈钢材料,感觉到不同的不锈钢材料的耐腐蚀性能随介质和温度而不同。 选择适合案例媒体的材料。
  材质为CF8M的不锈钢59-627在使用中发生了锈。 奥氏体不锈钢经正常热处理后,室温下组织为奥氏体,耐蚀性良好。 为了分析不锈钢59-627的生锈原因,在此基础上进行了抽样分析。

  1 试验方法

  取样不锈钢材质进行化学成分分析(判断是否符合标准要求)、金相组织检查、热处理工艺试验及 SEM 分析。

  2 试验结果及分析

不锈钢手动蝶阀

  2.1 化学成分

  化学成分分析结果及标准成分见《表 1》。

《表 1》 化学成分分析结果 / %
成分CSiMnPSCrNiMo
CF8M0.081.51.50.040.0418~219~122~3
蝶阀0.100.600.610.0240.00918.059.711.45

  2.2、金相分析

  从发生锈蚀现象的蝶阀中切出金相试样,研磨后用氯化铁水溶液腐蚀,用Neophot-32金相徽镜观察分析,金相组织由与奥氏体不锈钢不同的析出物构成。 理论上奥氏体不锈钢经正常热处理后,应获得均匀的奥氏体组织。 组织中出现的另一种析出物是哪个组织,有σ相和碳化物两种判断。 尽管σ和碳化物形成条件不同,但蝶阀具有共同的特点,对奥氏体不锈钢晶界腐蚀具有敏感性。
  首先采用噪声法进行σ相的鉴定。 使用碱性红血盐水溶液(红血盐10g   氢氧化钾 10g水100ml ),试样用该试剂煮沸2~4 min后,铁素体呈黄色,碳化物被腐蚀,奥氏体呈光亮色,σ相由褐色变为黑色。 将用上述方法从蝶阀切出的试样在碱性红血盐水溶液中煮沸4分钟后,在显微镜下观察,析出物保持原形形态,蝶阀未见明显变化。 因此决定采用热处理的蝶阀法进一步进行面部分析。
CF8不锈钢微观结构
CF8不锈钢微观结构

  2.3热处理不锈钢试验分析

  σ相是铁铬原子比例大致相等的金属间化合物。不锈钢化学成分、铁素体、冷变形、温度变化对σ相形成有影响。不锈钢染色法试验、不锈钢显微镜下析出相的变化不明显,用不锈钢热处理法鉴定σ相。 根据不锈钢相关资料,σ相通常以500~800℃的长期时效形成。 这是因为在高温下时效对于铬的扩散是有利的。 当在更高的温度下加热σ相时,开始溶解,溶解完成至少在920℃以上。 在比σ相高的稳定温度下加热可以除去。 形成蝶阀相所需的时间长,但去除σ相一般只要短时间加热即可。 根据该理论,蝶阀制定了热处理工艺,观察了组织中析出相能否消除。不锈钢是将从蝶阀切下的试样加热至940℃,保温30 min、不锈钢,用Neophot-32蝶阀金相显微镜进行观察分析。不锈钢热处理后试样中的析出相蝶阀不消失,保持原形,证明了该组织中的析出相不是σ相的可能性。

  2.4 SEM分析

  钢中出现的σ相用不锈钢染色的方法有时不能判别其显色,用不锈钢-627用SEM的分析方法判别。蝶阀是σ相为铁和铬的化合物,已知铬含量为42%~48%,因此不锈钢通过EDS定性定量分析测定未知相的构成元素及其含量,确定了未知相。

  对基体和析出相进行的微区定量分析结果见《表 2》。

《表 2》 EDS 定量分析结果 / %
成分FeCrNiMoSiMn
基体70.46316.36510.2111.2390.4661.257
析出相56.90833.6293.6814.8350.0400.907

        EDS 分析结果表明,析出物的含铬量为 33.6%,明显高于基体中的 Cr 含量 16.3%,而 σ 相的含铬量是 42%~48%,因而否认析出相为 σ 相。综合染色试脸、热处理试验的结果,认为不锈钢蝶阀组织中的析出相不是 σ 相。经 SEM 观察析出相为一种共晶组织,是以铬为主的碳化物。

  不锈钢蝶阀的材料为镍铬奥氏体不锈钢,这种材料一般都在固溶状态下使用。在室温状态下,其组织为奥氏体,蝶阀奥氏体不锈钢在广泛的腐蚀介质中特别是大气中具有良好的抗腐蚀能力。

        三、不锈钢腐蚀的解决方法如下:

  ① 综合上述各项试验的结果,可判定蝶阀材料组织中析出相不是 σ 相,故蝶阀的锈蚀现象不是由 σ 相引起的。

  ② 通过 SEM 观察,确认蝶阀的组织中析出相是以铬为主的碳化物,这种共晶组织沿晶界分布。EDS 分析结果表明这种分布在晶界上的碳化物铬含量明显高于基体。这种碳化物是 M23C6 型。随碳化物的析出,又得不到铬的扩散补充时,以碳化铬的形式沿奥氏体晶界析出,在碳化物周围形成贫铬区,从而奥氏体不锈钢晶界易被腐蚀。所以沿晶界析出的碳化物是造成蝶阀锈蚀的主要原因。

  ③ 经固溶处理后的奥氏体不锈钢,由于在高温加热时大部分碳化物被溶解,奥氏体中饱和了大量的碳与铬,并因随后的快速冷却而固定下来,使材料有很商的耐腐蚀性。因此应严格控制热处理工艺,固溶处理时将工件加热至高退,使碳化物充分溶解,然后迅速冷却,得到均一奥氏休组织。固溶处理后,如果采用缓慢冷却,在冷却过程中碳化铬将沿晶界析出,从而导致材料耐腐蚀性能降低。


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