Испытания на межкристаллитную коррозию: стойкость по ГОСТ 6032 из своей лаборатории

Межкристаллитная коррозия (МКК) разрушает металл по границам зёрен — снаружи поверхность выглядит целой, а прочность уже потеряна. Поэтому испытания на стойкость к межкристаллитной коррозии — обязательный этап контроля коррозионностойких сталей и сплавов: они выявляют склонность материала к разрушению по границам зёрен и подтверждают её документально. Для продукции под технические регламенты ЕАЭС и ГОСТы такой протокол входит в комплект документов при сертификации, декларировании и приёмочном контроле.

Сертификат РБ проводит испытания на межкристаллитную коррозию в собственной аккредитованной лаборатории — без посредников и перепродажи чужих протоколов. Работаем строго по ГОСТ 6032-2017, подбираем метод под марку и структуру стали, выполняем испытание и металлографию на своём оборудовании и выдаём протокол, который принимают органы по сертификации. Это частный случай коррозионных испытаний; работаем по всей России, образцы можно прислать транспортной компанией.

Виды и причины межкристаллитной коррозии

Главная причина МКК — сенсибилизация: при нагреве в интервале примерно 500–800 °C по границам зёрен выпадают карбиды хрома, и приграничные зоны обедняются хромом. Хром формирует защитную оксидную плёнку, поэтому обеднённые участки теряют коррозионную стойкость и начинают разрушаться первыми. Чаще всего это происходит при сварке, наплавке и термообработке.

По месту и характеру выделяют несколько проявлений межкристаллитной коррозии:

• классическая МКК — разрушение по границам зёрен в объёме металла после сенсибилизации;
• ножевая коррозия — узкая зона разрушения у самого сварного шва, в перегретом приграничном участке;
• МКК зоны термического влияния — поражение участка рядом со швом, прошедшего критический нагрев.

Подвержены межкристаллитной коррозии прежде всего аустенитные нержавеющие стали, а также ферритные, ферритно-аустенитные и мартенситные — для каждой структуры в стандарте предусмотрен свой метод контроля.

Когда требуется испытание на стойкость к МКК

Проверку на стойкость против межкристаллитной коррозии назначают там, где нержавеющая сталь проходит нагрев или работает в агрессивной среде:

• при сертификации и декларировании — подтвердить стойкость коррозионностойкой стали к МКК для оценки соответствия по техническим регламентам ЕАЭС и ГОСТам;
• при контроле сварных соединений — оборудование, трубопроводы и ёмкости из нержавейки после сварки и наплавки;
• при входном и приёмочном контроле — проверить партию проката или труб перед запуском в производство;
• по техническому заданию — когда стойкость к МКК прямо заложена в требованиях заказчика или проекта.

Особенно критична проверка для химического, нефтегазового и энергетического оборудования, пищевых производств и других объектов, где нержавеющая сталь постоянно контактирует с агрессивной средой.

Методы испытаний на стойкость к межкристаллитной коррозии

Методы регламентированы ГОСТ 6032-2017 и различаются химической средой, температурой и способом оценки. Отклонения от методики искажают результат, поэтому испытание проводят строго по стандарту. Основные методы:

• АМ — кипящий раствор серной кислоты с медной стружкой; базовый метод, длительность нормирована (например, 8 часов). После выдержки образцы осматривают и анализируют металлографически;
• АМУ — та же схема, но с металлической медью в растворе вместо стружки; для традиционных коррозионностойких марок;
• АМУФ — модификация АМУ с добавлением фторид-ионов; ускоренная оценка высоколегированных сплавов;
• ВУ — серная кислота с сернокислым железом; воспроизводит более агрессивную нестандартную среду;
• ДУ — концентрированная (до 65 %) азотная кислота; для материалов, работающих в среде сильных окислителей.

Дополнительные варианты приведены в приложениях ГОСТ 6032-2017 (ДА, ДБ — рекомендуемые; ДД, ДЕ — допустимые альтернативы) и применяются по требованию технических условий. После выдержки в среде образцы проверяют на изгиб и под микроскопом — оценивают наличие и глубину разрушения по границам зёрен.

МКК нержавеющих сталей и сварных соединений

Чаще всего на межкристаллитную коррозию проверяют нержавеющие стали и изделия с ними — особенно сварные. Сварка нагревает металл до критических температур, и без контроля шов или зона термического влияния становятся очагом разрушения. Поэтому испытание на стойкость против МКК закладывают для:

• сварных соединений трубопроводов, ёмкостей и аппаратов из нержавеющей стали;
• проката, труб и фасонных изделий из коррозионностойких сталей;
• наплавок и термически обработанных деталей.

Метод и режим выбирают по марке и структуре стали — для аустенитных, ферритных и мартенситных марок они разные. Это и есть контроль склонности к межкристаллитной коррозии: по результату материал признают стойким или склонным к МКК. Если у вас нестандартная марка или требование из технического задания — подберём методику и режим под неё.

ГОСТ на межкристаллитную коррозию и контроль

Основной документ — ГОСТ 6032-2017 «Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы испытаний на стойкость против межкристаллитной коррозии» (введён 1 августа 2018 г.). Он определяет область применения, набор методов (АМ, АМУ, АМУФ, ВУ, ДУ, В, Б), требования к образцам, условия испытаний и способы оценки; метод выбирают по структуре стали — аустенитной, ферритной, ферритно-аустенитной или мартенситной.

Для импортной продукции и зарубежных заказчиков применяют также ASTM A262. Под конкретную марку и регламент набор стандартов подбираем индивидуально; в протоколе всегда указываем метод и режим испытания.

Лаборатория испытаний на МКК

Испытания на межкристаллитную коррозию принимаются для сертификации только из аккредитованной лаборатории. У компании Сертификат РБ она своя и оснащена под полный цикл по ГОСТ 6032-2017:

• термостойкие реакторы и ванны для кислотных растворов;
• печи с точной регулировкой температуры для провоцирующего нагрева;
• оборудование для подготовки шлифов и испытаний на изгиб;
• оптические и электронные микроскопы для металлографии.

Средства измерений внесены в госреестр и поверяются, методики аттестованы. Протокол вы получаете напрямую от исполнителя — без наценки посредников и с прозрачным сроком.

Пример выдаваемого протокола испытаний

Образец протокола испытаний

Смотреть весь документ (PDF)

Из нашей практики

Сложности с испытаниями нержавейки чаще возникают не в лаборатории, а при выборе показателя и документа. Несколько случаев из работы.

Коррозионная стойкость — это не долговечность. Заказчик ждал по результатам испытания срок службы, а проверка показывает стойкость к разрушению в конкретной среде: это разные показатели и разные методики. Разобрались до начала работ и подобрали то, что требовал регламент.

Каждому показателю — свой документ. Коррозионную стойкость нельзя «вписать» в чужой сертификат: под межкристаллитную коррозию оформляется отдельный протокол по ГОСТ 6032, и подменить его другим документом не получится.

FAQ

Какие стали проверяют на межкристаллитную коррозию?

Коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы — аустенитные, ферритные, ферритно-аустенитные и мартенситные, а также сварные соединения и наплавки из них. Метод по ГОСТ 6032-2017 выбирают под структуру и марку стали.

Зачем проверять сварные соединения?

При сварке металл нагревается до критических температур, по границам зёрен выпадают карбиды хрома, и шов или зона термического влияния становятся очагом межкристаллитной коррозии. Испытание показывает, склонен ли материал к разрушению после сварки.

Сколько занимают испытания на МКК?

От 5 рабочих дней. Базовые методы (АМ, АМУ) включают многочасовую выдержку в кипящем растворе и последующую металлографию; для ускоренной оценки применяют АМУФ. Точный срок называем после выбора метода под вашу марку стали.

Сколько это стоит?

Цена зависит от метода, числа образцов и марки стали. Смету считаем бесплатно и фиксируем в договоре — итоговая стоимость в процессе не меняется.