超高純度鐵素體不銹鋼管及其焊接接頭有產生晶間腐蝕的傾向,其腐蝕機理與奧氏體不銹鋼管晶間腐蝕一樣,仍可以用公認的貧鉻理論來解釋。熱處理對超高純度高鉻鐵素體不銹鋼管(008Cr27Mo)晶間腐蝕率的影響見表4-8。從表中可知:該鋼從1100℃水淬與普通高鉻鐵素體不銹鋼管不同,腐蝕率很低,不產生晶間腐蝕,晶界上沒有高鉻鐵、氮化物析出;而在1100℃空冷的,腐蝕率很高,晶界上析出大量的高鉻碳和氮化物,有晶間腐蝕。經1100℃×30min水淬,然后分別進行15min保溫和900min的水淬的試件,晶界上均有高鉻碳、氮化物析出,但腐蝕率比1100℃空冷的試樣低,且沒有晶間腐蝕。說明晶界上析出的高鉻碳、氮化物與晶間腐蝕沒有相對關系。腐蝕介質為硫酸鐵-硫酸溶液。
無論普通純度高鉻鐵素體型不銹鋼,還是超高純度的鐵素體型不銹鋼,其焊接接頭的晶間腐蝕傾向都與其合金元素的含量有關。
選用與母材金屬化學成分相同或不同的焊接材料焊接時,要嚴格保護好焊接熔池,防止空氣中氮氣侵入熔池,以免增加焊縫金屬中C、N、O的含量,導致晶間腐蝕的產生。
選用與母材金屬化學成分不同的焊接材料焊接時,要嚴格控制焊接材料中的碳、氮含量和提高鉻元素含量,以提高焊接接頭抗腐蝕能力。
超高純度鐵素體不銹鋼管熔焊的方法有氬弧焊、等離子弧焊和真空電子束焊。采用這些焊接方法主要目的是使焊接熔池能得到良好的保護,使焊接熔池表面不受污染。
采取的工藝措施如下:
1)增加熔池保護(如采用雙層氣體保護),用氣體透鏡,增大噴嘴直徑,適當增大氬氣流量;或者采取在焊槍后面加保護氣罩的辦法,延長焊接熔池的保護時間。
2)焊接時要采用提前送氬氣,滯后停氣的焊接設備,使焊縫始、末端均在有效氣體保護范圍內。
3)提高氬氣純度,用高純度氬氣進行施焊,以減少氮和氧的含量,提高焊縫金屬的凈化程度。
4)提高焊工操作技能,填充焊絲時不允許焊絲始、末端離開保護區。
5)焊縫背面要通氬氣保護,最好采用通氬氣的銅墊板,以減少過熱,增加冷卻速度。
6)盡量減少熱輸入,多層焊時控制層間溫度低于100℃。