304薄壁管焊接连(lian)接晶间腐蚀

       304薄壁管优异的综合性能能广泛应(ying)用在不(bu)同(tong)领域，304不锈(xiu)钢(gang)具有可焊性，针对焊接连接，304不锈钢在使用过程(cheng)中焊缝的晶间腐蚀一直是(shi)讨论的热点。本文就304薄壁管焊(han)接连接晶间腐蚀产生的原因和避免方法展开讨(tao)论。        腐蚀机理(li)
       奥(ao)氏体不锈(xiu)钢在焊接状态下，焊缝(feng)热影响区温度在450℃~850℃区间时，由于碳原子活动能力(li)加强，超过溶解度的(de)碳原子将(jiang)向晶界扩散，碳和铬结合成Cr23C6等碳化物(wu)，并沉淀于晶界。而(er)晶粒内部铬的扩散速度相(xiang)当慢，来不及向晶界补充，致(zhi)使靠(kao)晶界的晶粒表层产生“贫铬”现象，使晶界金属钝化(hua)作用大(da)大降低，从而降低了晶界的(de)抗腐蚀能力。在腐蚀介质的作用下，最易引起晶间腐蚀。

       腐蚀条件
       由上述焊缝产生晶间腐蚀(shi)的机理，归纳奥氏体不锈钢只有(you)在以下三个客观条件时才会产生晶(jing)间腐蚀。①在450℃~850℃的焊缝热影响区敏化温度范围内；②在敏化温度范围内缓(huan)慢冷却(que)，从而有充分的碳原子向晶(jing)界(jie)扩散；③有腐(fu)蚀介质(zhi)作用(yong)。
       如(ru)能够改变或(huo)回(hui)避这三个或其中之一的(de)工况条件，才可(ke)以克服所(suo)谓的晶间腐(fu)蚀倾向(xiang)。

       避免晶间腐蚀方法
       承插焊连接在现场施工时，针对304薄壁管，应采用(yong)小电(dian)流(liu)、快速度(du)的施焊原则。下图所示为(wei)304不锈钢不(bu)同碳含量的时间(jian)一温度一敏化曲线，当时间在(zai)曲线右边时则发生合(he)金的敏化，即在晶界形成了网状碳化铬。从图(tu)中(zhong)可以看出(chu)，含0.062%碳(tan)的304不锈钢在750℃时3分钟就开始敏化；含有(you)0.030%碳的304L不(bu)锈钢在595℃保持8小时才开始敏化。由(you)于(yu)当今(jin)冶炼技术和设备的现代化，不锈钢(gang)中含碳量和其他硫、磷等杂质也大为减少，304进(jin)口材(cai)的实际碳含量在(zai)0.04%～0.06%，远(yuan)低(di)于标准(zhun)规(gui)定的0.08%（国标0.07%），同样按图中的曲线，含0.04%的不锈钢，在持续50分钟后才(cai)有可能敏化。        按照晶间腐蚀机理，氩弧焊升温快，冷却也快，焊缝热影响(xiang)区小，即抗晶间腐蚀的效(xiao)果好，所以(yi)氩弧焊最受304薄壁管青睐的连接方式。
       对接连接的应(ying)用尽管比较普遍，并且工艺也十分成熟，但在(zai)304薄壁管手工电弧焊时，随(sui)着焊接能量的增加，焊缝晶粒粗(cu)大化，晶(jing)界贫铬层(ceng)也增加，晶间腐蚀也严重。在奥氏(shi)体不(bu)锈钢(gang)的手工电(dian)弧焊时，焊接电流和(he)焊接速度是至关(guan)重要(yao)的。在实际生(sheng)产中(zhong)，应在兼顾(gu)焊缝成形与工作效率的情况(kuang)下，通过提高焊(han)接速(su)度、减少焊接电流，以维持(chi)较低线能量，目的也是(shi)为了避免敏化温度区间可能引起的不利(li)情况。
       奥氏体不锈(xiu)钢在(zai)焊接过程中，焊(han)缝金属会析出少量的δ铁素体，这是正常现象。根据有关研究，当铁素(su)体含(han)量在5%~10%时(shi)，可防止热裂纹，提高抗晶间腐蚀能力。另外，δ铁素体的热膨胀系数比奥氏体小，在(zai)凝固过程(cheng)中，δ铁素体的体积收缩率(lv)可(ke)在一定程度上缓和奥氏体的膨胀(zhang)，故焊缝(feng)中的δ铁素(su)体还有降低焊后残余应力的作用。当然，在控制焊接线能量的同时，也可以控制焊缝金属中铁素体的含量。        综上所述，根据晶间腐(fu)蚀机(ji)理和(he)产生的条件，选用大(da)钢(gang)厂304料生(sheng)产(chan)的不锈钢管材，严(yan)格按(an)照焊接安装的施工要求，采用小电流、快速度的焊接工艺评定标(biao)准，对焊拟维持较低的线能量，就可以避免(mian)焊接接头产生晶间腐蚀。

参(can)考资料：明珠，缪德(de)伟，裘维平—关于(yu)304薄壁管焊接连接晶间腐蚀的(de)研究与探讨