Om miljøkrakning af nikkelbaserede legeringer
Oversigt over miljøkrakning af nikkelbaserede legeringer
På grund af deres høje korrosionsbestandighed anvendes nikkelbaserede legeringer (Ni-baserede legeringer) ofte i miljøer, hvor andre metaller (såsom rustfrit stål) ikke giver tilstrækkelig korrosionsbestandighed. Selvom nikkelbaserede legeringer generelt er mere korrosionsbestandige end rustfrit stål, kan de også blive påvirket af miljømæssig assisteret revne (EAC) under visse miljøer.
Klassificering af nikkelbaserede legeringer
Nikkelbaserede legeringer er hovedsageligt opdelt i to kategorier: varmebestandige legeringer og korrosionsbestandige legeringer. Blandt dem er korrosionsbestandige legeringer opdelt i tre grundlæggende typer:
Ni-mo (nikkel molybdæn) legering
Ni-CR-Mo (nikkelchrommolybdæn) legering
Ni-CR-Fe- (MO) (Nickel Chromium Iron Molybden) Legering
Miljøkrakning af nikkelbaserede legeringer
For vandige halogenidesystemer kan nogle specifikke betingelser øge følsomheden af nikkelbaserede legeringer over for EAC, herunder:
Temperaturer over 205 grader Celsius
Høj chloridionkoncentration
Sure forhold
Tilstedeværelse af oxidanter
Tilstedeværelse af hydrogensulfid (H2S)
Høj trækspænding
Evalueringsteknikker til miljøkrakning af nikkelbaserede legeringer
Langsom belastningshastighedstest (også kendt som dvell træthedstest) kan give et mål for legeringens følsomhed over for EAC, men giver ikke altid tilstrækkelig information om revnemekanismen. Ved anvendelse af transmissionselektronmikroskopi kombineret med energidispersiv røntgenstrålespektroskopi (EDXA) kan nanoskala sekundær ionmassespektrometri (NANO-SIM'er) og atomprobetomografi, materialeskade på en mikroskopisk skala undersøges.
Specifik miljøkrakning af nikkelbaserede legeringer
Ni-Mo-legeringer: såsom legeringer B, B2 og B3, har fremragende korrosionsbestandighed i ikke-oxidering og reduktion af sure miljøer og har vist sig at være resistente over for CL-SCC.
Ni-CR-Mo-legeringer: såsom Hastelloy C, C276, C4, C22 osv. Har høj korrosionsbestandighed under både reduktion og oxidationsbetingelser på grund af tilstedeværelsen af molybdæn og krom.
Ni-CR-Fe- (MO) legeringer: såsom legeringer 600, 690, 825 og 800, er vidt brugt i en række anvendelser, såsom materialer til reaktor primære vandmiljøer.
Krakning af morfologi af nikkelbaserede legeringer
EAC-krakende morfologi af nikkelbaserede legeringer kan være intragranulær (gennem kornet), intergranulær (langs korngrænsen) eller blandet tilstand, afhængigt af miljøforhold såsom temperatur, tilstedeværelse af procesforureninger, processkemi og mikrostrukturelle ændringer. Tilstedeværelsen af disse revner betyder imidlertid ikke nødvendigvis, at EAC er fejlmekanismen, fordi andre mekanismer, såsom stressafslapning, også kan forplantes på en intergranulær måde.
Konklusion
En detaljeret fiaskoanalyse af miljøkrakning i nikkelbaserede legeringer, herunder en grundig evaluering af procesbetingelser og mulig EAC-test, kan være påkrævet for korrekt at identificere den nøjagtige fejltilstand.
