Badania korozji międzykrystalicznej: ASTM A262 i uczulenie

Problem: uczulenie

Gdy austenityczna stal nierdzewna przebywa przez pewien czas w zakresie około 450–850 °C — najczęściej w strefie wpływu ciepła obok spoiny — węgiel migruje do granic ziaren i wydziela się jako węglik chromu. Metal bezpośrednio obok każdej granicy traci chrom i może spaść poniżej poziomu potrzebnego do utrzymania warstwy pasywnej. Same ziarna pozostają zdrowe, ale granice tworzą ciągłą, podatną na korozję sieć. W agresywnym medium stal jest atakowana wzdłuż granic i może dosłownie tracić ziarna — korozja międzykrystaliczna.

Istnieją trzy środki obrony wynikające z konstrukcji gatunku: gatunki L (węgiel ograniczony do maksymalnie 0.03%) głodzą reakcję, gatunki stabilizowane (321 z tytanem, 347 z niobem) wiążą węgiel w nieszkodliwych węglikach, a prawidłowe wyżarzanie przesycające rozpuszcza węgliki, które się utworzyły.

Praktyki ASTM A262

ASTM A262 nie jest jednym badaniem, lecz krajobrazem praktyk, z których każda jest ukierunkowana na określone stopy i mechanizmy ataku:

Praktyka	Medium badawcze i charakter	Zazwyczaj stosowana do
A	Trawienie kwasem szczawiowym — szybkie badanie przesiewowe; klasyfikuje wytrawioną mikrostrukturę	Pierwszy filtr: dopuszczalne struktury nie wymagają dalszych badań
B	Siarczan żelaza–kwas siarkowy — wynik w postaci ubytku masy (szybkość korozji)	Gatunki zawierające molibden, takie jak 316/317, oraz gatunki stabilizowane
C	Kwas azotowy (próba Hueya) — pięć okresów wrzenia, ubytek masy na okres	Gatunki wysokochromowe; ujawnia również wpływ fazy sigma w gatunkach molibdenowych
E	Miedź–siarczan miedzi–kwas siarkowy (próba Straussa) — ekspozycja, a następnie próba zginania: pęknięcia ujawniają atak	Wykrywanie zubożenia w chrom w gatunkach takich jak 304/304L i typach stabilizowanych
F	Miedź–siarczan miedzi–50% kwas siarkowy — ubytek masy	Odlewane stopy austenityczne i gatunki wysokomolibdenowe

Europa obejmuje podobny zakres w EN ISO 3651-2, z własnymi metodami i zasadami oceny; specyfikacja powinna wskazywać jeden system i jedną praktykę, a nie tylko „badanie IGC”.

Kiedy nabywcy określają badania IGC

• Spawane urządzenia dla usług chemicznych, farmaceutycznych i spożywczych, gdzie strefy spoin są obszarem narażonym.
• Środowiska kwasu azotowego i silnie utleniające, gdzie tradycyjnie podaje się wyniki praktyki C.
• Każdy austenityczny gatunek inny niż L i niestabilizowany, który będzie spawany lub podczas wytwarzania znajdzie się w zakresie temperatur uczulających.
• Kwalifikacja materiału po podejrzanej obróbce cieplnej, prostowaniu lub naprawie.

Uczciwa interpretacja wyniku

Wynik A262 poświadcza stan badanej próbki — uczulona próbka nie przechodzi badania, nawet jeśli skład chemiczny jej gatunku jest prawidłowy, a dobrze wykonana próbka gatunku granicznego może przejść. Wartości ubytku masy są proporcjonalnymi szybkościami porównawczymi specyficznymi dla praktyki, a nie przewidywaniami trwałości eksploatacyjnej, a limity akceptacji (tam, gdzie są liczbowe) są ustalane przez specyfikację zamówienia, a nie przez samą A262. Badanie najlepiej zatem stosować jako bramkę dla stanu materiału i praktyki wytwarzania — dokładnie tych rzeczy, których certyfikat składu chemicznego nie może pokazać.