Selama pembentukan lentur, pemrosesan dingin, dan pengelasan busur argon pada tabung pemanas baja tahan karat 316, sejumlah besar tegangan tarik sisa pasti akan dihasilkan di dalam logam dasar dan zona yang terkena dampak panas las. Ketika suhu pemanasan pengelasan naik ke kisaran suhu sensitisasi 450 derajat hingga 850 derajat, kromium karbida mengendap di sepanjang batas butir, menyebabkan penipisan kromium pada batas butir. Setelah tabung pemanas digunakan dalam media korosif yang mengandung klorida-yang bersifat asam atau mikroba, batas butir menjadi saluran korosi preferensial, sehingga memicu korosi antar butir yang parah. Di bawah aksi gabungan tegangan tarik sisa dan lingkungan korosif, retakan korosi tegangan antar butir menyebar dengan cepat, yang sulit dideteksi melalui pemeriksaan permukaan konvensional dan sering kali menyebabkan kebocoran rapuh secara tiba-tiba pada kumpulan tabung pemanas. Banyak produsen hanya melakukan pendinginan alami pasca{9}}pengelasan sederhana tanpa perlakuan panas anil larutan atau penghilang stres. Bahkan jika pasivasi pengawetan diterapkan setelah pengelasan, bahaya tersembunyi dari sensitisasi batas butir dan tegangan tarik sisa tidak dapat dihilangkan secara mendasar, yang mengakibatkan seringnya kegagalan dini pada tabung pemanas yang dilas dalam kondisi kerja industri yang keras. Oleh karena itu, perumusan proses perlakuan panas yang diklasifikasikan dan terstandarisasi merupakan sarana teknis utama untuk menghilangkan sensitisasi pengelasan dan tegangan sisa, dan secara mendasar meningkatkan ketahanan korosi antar butir pada tabung pemanas baja tahan karat 316.
Perlakuan panas yang tidak tepat atau tidak adanya perlakuan panas menyebabkan dua penyebab kegagalan yang umum: penipisan kromium batas butir dan akumulasi tegangan tarik sisa. Ketika baja tahan karat berada di zona suhu sensitisasi terlalu lama selama pengelasan dan pendinginan lambat, atom karbon bergabung dengan kromium untuk mengendapkan Cr₂₃C₆ di sepanjang batas butir. Konsumsi kromium yang cepat pada batas butir membentuk lapisan kromium-yang buruk, yang potensi korosinya jauh lebih rendah dibandingkan pada bagian dalam butir. Dalam elektrolit korosif, batas butir lebih mudah larut, mengakibatkan korosi antar butir dan hilangnya gaya ikatan antar butir logam. Sementara itu, pemanasan dan pendinginan yang tidak merata selama pengelasan dan pembentukan dingin menghasilkan tegangan tarik sisa yang terkonsentrasi pada lasan, bagian bengkok, dan area penjepitan. Tegangan tarik sisa tidak hanya mempercepat inisiasi dan perluasan retakan korosi antar butir tetapi juga menimbulkan tegangan termal bolak-balik selama pengoperasian peralatan, sehingga sangat memperpendek masa inkubasi retak korosi tegangan. Untuk rakitan tabung pemanas yang dibundel dengan struktur kompleks, sensitisasi lokal dan konsentrasi tegangan sering terjadi pada celah sempit, yang menjadi posisi risiko tertinggi untuk kegagalan korosi antar butir.
Studi ini mengajukan empat strategi pengendalian perlakuan panas standar untuk meningkatkan ketahanan korosi antar butir pada tabung pemanas baja tahan karat 316 yang dilas. Pertama, klasifikasikan skema perlakuan panas berdasarkan tingkat material, mode pemrosesan, dan risiko korosi layanan. Untuk tabung pemanas baja tahan karat 316 dengan kondisi kerja air bersirkulasi biasa dan risiko korosi rendah,-anil pelepas tegangan suhu rendah diterapkan untuk menghilangkan tegangan tarik sisa yang disebabkan oleh pembengkokan dan pengelasan dingin, sehingga menghindari berada dalam kisaran suhu sensitisasi untuk waktu yang lama. Untuk lingkungan pengoperasian bersuhu tinggi-klorida, asam, dan intermiten bersuhu tinggi-dengan risiko korosi antar butir yang tinggi, baja tahan karat ultra-karbon rendah 316L lebih disukai, dan perlakuan anil solusi penuh diterapkan setelah pengelasan. Desain 316L yang sangat rendah karbon secara efektif menghambat pengendapan kromium karbida, sementara perlakuan panas larutan dapat melarutkan kembali kromium karbida yang diendapkan ke dalam matriks austenit dan mewujudkan distribusi kromium yang seragam lagi. Untuk kumpulan rakitan pemanas berukuran besar yang tidak dapat ditempatkan dalam tungku perlakuan panas integral, pemanasan induksi cepat lokal dan pendinginan air dilakukan di zona yang terkena panas las untuk mempersingkat waktu tinggal dalam interval sensitisasi.
Kedua, mengontrol secara ketat suhu anil larutan, waktu penahanan, dan parameter pendinginan cepat. Atur suhu perlakuan panas larutan baja tahan karat 316 dan 316L antara 1050 derajat dan 1120 derajat, rumuskan waktu penahanan secara wajar sesuai dengan ketebalan dinding: setiap 1 mm ketebalan dinding setara dengan 2 hingga 3 menit pelestarian panas untuk memastikan cukup relarutan endapan batas butir. Setelah pelestarian panas, pendinginan air cepat yang dipaksakan atau pendinginan gas berkecepatan tinggi harus diterapkan agar dapat dengan cepat melewati kisaran suhu sensitisasi 450–850 derajat dalam waktu singkat, mencegah pengendapan sekunder kromium karbida selama pendinginan lambat. Hindari suhu anil yang terlalu tinggi di atas 1150 derajat, yang akan menyebabkan butiran menjadi kasar dan mengurangi sifat mekanik dan ketahanan lelah pada substrat baja tahan karat. Untuk tabung pemanas berdinding tipis di bawah 2 mm, kendalikan laju pemanasan secara ketat untuk mencegah panas berlebih lokal dan deformasi tabung.
Ketiga, standarisasikan-proses anil pelepas tegangan bersuhu rendah untuk komponen yang tidak sesuai untuk perlakuan larutan. Atur suhu anil antara 300 derajat dan 400 derajat, dengan laju pemanasan lebih rendah dari 3 derajat per menit dan pelestarian panas selama 60 hingga 120 menit, diikuti dengan pendinginan lambat tungku hingga suhu kamar. Proses ini dapat melepaskan sebagian besar tegangan tarik sisa yang dihasilkan oleh pengerjaan dingin dan pengelasan tanpa menyebabkan pengendapan kromium karbida dan sensitisasi batas butir. Sebelum perlakuan panas, hilangkan minyak permukaan, lemak, dan kontaminan organik secara menyeluruh untuk menghindari karburisasi permukaan selama pemanasan suhu tinggi, yang akan menyebabkan penipisan kromium lokal dan menjadi titik sensitif korosi antar butir. Lindungi permukaan tabung pemanas dengan atmosfer pelindung inert selama perlakuan panas suhu tinggi untuk mencegah oksidasi dan dekarburisasi permukaan.
Keempat, menerapkan inspeksi-pasca perlakuan panas dan verifikasi kinerja anti-korosi-batch. Setelah perlakuan panas, lakukan pemeriksaan metalografi untuk mengamati status presipitasi batas butir, dan lakukan uji korosi antar butir sesuai dengan metode standar nasional untuk memverifikasi apakah terjadi sensitisasi. Uji tegangan sisa dengan difraksi sinar X-untuk memastikan bahwa tegangan tarik permukaan diubah menjadi tegangan-rendah atau tegangan tekan. Setelah perlakuan panas, terapkan degreasing alkali terpadu, pembersihan ultrasonik, dan pasif pengawetan untuk membentuk lapisan pasif kaya kromium-lengkap pada permukaan struktur butiran seragam. Selama operasi lapangan jangka panjang, fokuslah pada deteksi cacat arus eddy dan pengujian elektrokimia untuk semua bagian yang dilas dan dibengkokkan yang diberi perlakuan panas setiap tahun untuk memantau awal korosi intergranular dan inisiasi retak korosi tegangan. Arsipkan kurva suhu perlakuan panas, catatan penyimpanan, dan laporan uji korosi antar butir ke dalam seluruh-file kualitas hidup setiap kumpulan tabung pemanas untuk mewujudkan ketertelusuran proses dan akuntabilitas kualitas.
Data aplikasi lapangan menunjukkan bahwa tabung pemanas yang dilas yang dikenai anil larutan standar memiliki tingkat kegagalan korosi antar butir berkurang sebesar 95% dalam kondisi kerja-korosi tinggi, dan masa pakai meningkat lebih dari dua kali lipat dibandingkan dengan benda kerja yang tidak diberi perlakuan-panas-. Kesimpulannya, pemilihan skema perlakuan panas bertingkat, kontrol parameter suhu dan pendinginan yang tepat, pemrosesan perlindungan atmosfer, dan inspeksi kinerja pasca-perlakuan panas yang ketat dapat menghilangkan sensitisasi batas butir dan tegangan tarik sisa yang berbahaya dari sumbernya. Proses perlakuan panas yang dioptimalkan mengunci ketahanan korosi intergranular yang melekat pada substrat baja tahan karat 316, menghilangkan bahaya tersembunyi dari kegagalan batas butir akibat pengelasan-dan memberikan jaminan kinerja material yang andal untuk tabung pemanas yang digunakan di berbagai lingkungan industri korosif yang keras.
