¿Qué factores afectan la resistencia a la corrosión de los tubos sin costura de acero inoxidable austenítico?

La resistencia a la corrosión de los tubos sin costura de acero inoxidable austenítico se ve afectada por muchos factores, como la composición del material, la estructura organizativa, la tecnología de procesamiento y el entorno de uso. A continuación se presenta un análisis específico:

Influencia de la composición del material
La resistencia a la corrosión del acero inoxidable depende principalmente del tipo y contenido de sus elementos de aleación. Los elementos clave desempeñan las siguientes funciones:

El impacto de la estructura organizacional

• Tamaño del grano
  Cuanto más finos sean los granos, mayor será el área del límite del grano. Si hay un área pobre en cromo en el límite del grano (como cuando el contenido de carbono es alto), es probable que se acelere la corrosión intergranular.
  Una estructura de grano equiaxial fina y uniforme puede mejorar la resistencia general a la corrosión del material, mientras que los granos gruesos pueden provocar que la corrosión se extienda a lo largo de los límites del grano.
  
• Transformación de fase y precipitación
  Fase σ (compuesto intermetálico): El acero inoxidable con alto contenido de cromo y níquel (como el 310S) es propenso a precipitar la fase σ cuando permanece a alta temperatura (600~900 ℃) durante mucho tiempo, lo que consume elementos como el cromo y el molibdeno, reduce la resistencia a la corrosión y causa fragilización.
  Ferrita δ: Algunos aceros inoxidables austeníticos (como 321, 316L) contienen una pequeña cantidad de ferrita δ (≤5 %), que puede mejorar las propiedades de trabajo en caliente, pero cantidades excesivas pueden formar microceldas de corrosión y reducir la resistencia a la corrosión uniforme.
  
• Estado de la superficie
  Rugosidad de la superficie: Las superficies rugosas son propensas a medios corrosivos residuales (como Cl⁻), lo que provoca corrosión por picaduras; Las superficies lisas (como el pulido) pueden reducir la adhesión del medio y retrasar la corrosión.
  Integridad de la película de óxido: el tratamiento de decapado y pasivación puede eliminar las impurezas de la superficie, formar una película de óxido uniforme y mejorar significativamente la resistencia a la corrosión.

Impacto de la tecnología de procesamiento

• Deformación por trabajo en frío
  Los tratamientos como el doblado en frío y el estiramiento aumentarán la tensión interna del material y pueden inducir el agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC), especialmente en medios que contienen Cl⁻.
  La deformación en frío excesiva provocará un aumento en la densidad de dislocaciones, promoverá la penetración de medios corrosivos y reducirá la resistencia a la corrosión.
  
• Proceso de tratamiento térmico
  Tratamiento de la solución: El acero inoxidable austenítico necesita un tratamiento de solución a 1050~1100 ℃ para disolver completamente los carburos y enfriarlos rápidamente para evitar la precipitación de Cr₂₃C₆ en los límites del grano y prevenir la corrosión intergranular (por ejemplo, el 304 necesita asegurar que la temperatura de la solución sea ≥1050 ℃).
  Tratamiento de estabilización: El acero inoxidable que contiene titanio (como 321) o niobio (como 347) debe estabilizarse a 850~950 ℃ para que el titanio/niobio se combinen primero con el carbono, evitar el consumo de cromo y mejorar la resistencia a la corrosión intergranular.
  
• Proceso de soldadura
  Los ciclos térmicos de soldadura pueden provocar precipitados en los límites de grano en la soldadura y en la zona afectada por el calor (ZAT) (si la soldadura no está completamente penetrada o la velocidad de soldadura es demasiado lenta), lo que provoca "sensibilización" (en el rango de 600-800 °C), lo que requiere un bajo aporte de calor, un enfriamiento rápido o un tratamiento con solución posterior a la soldadura.
  La selección incorrecta del electrodo (como usar un electrodo 308L para soldar 304) puede provocar que la composición del metal de soldadura se desvíe y reduzca la resistencia a la corrosión.

Influencia del entorno de uso

• Tipo de medio y concentración
  Ácidos oxidantes (como el ácido nítrico): el contenido de cromo es clave para la resistencia a la corrosión, y los aceros inoxidables con alto contenido de cromo (como el 310S) tienen un buen desempeño.
  Ácidos reductores (como el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico diluido): se basan en el efecto sinérgico del níquel y el molibdeno. Por ejemplo, el 316L (que contiene Mo) tiene mejor resistencia a la corrosión que el 304.
  Cloruros (como Cl⁻): pueden destruir fácilmente la película de pasivación y provocar corrosión por picaduras y grietas. Cuanto mayor sea la concentración de Cl⁻, mayor será el riesgo (por ejemplo, en entornos de agua de mar se requiere acero inoxidable con un mayor contenido de molibdeno, como el 904L).
  
• Temperatura y presión
  El aumento de temperatura acelerará la cinética de las reacciones de corrosión. Por ejemplo, en ácido sulfúrico diluido a alta temperatura, la resistencia a la corrosión del 316L puede disminuir y se debe seleccionar un material de mayor aleación (como Hastelloy).
  Los entornos de alta presión pueden promover la penetración de medios corrosivos e intensificar el agrietamiento por corrosión bajo tensión (como soluciones acuosas de Cl⁻ a alta presión).
  
• Estado de estrés
  La tensión de tracción reducirá significativamente la resistencia del material a la corrosión bajo tensión, especialmente en medios que contienen Cl⁻ o hidrógeno (como las juntas de las placas de tubos de intercambiadores de calor que son propensas a la SCC debido a la concentración de tensión).
  La tensión compresiva tiene poco efecto sobre la resistencia a la corrosión y puede incluso inhibir el crecimiento de grietas.
  
• Caudal medio y desgaste
  Los medios que fluyen a alta velocidad (como la corrosión por erosión) pueden destruir mecánicamente la película de pasivación, lo que genera corrosión por desgaste y requiere una mayor dureza del material o un tratamiento de endurecimiento de la superficie (como la nitruración).
  Las áreas estancadas o de baja velocidad son propensas a la formación de depósitos y corrosión por grietas (como las juntas debajo de las bridas).

Otros factores
Corrosión influenciada microbiológicamente (MIC): en un entorno que contiene microorganismos como bacterias reductoras de sulfato (SRB), el acero inoxidable puede fallar debido a la corrosión electroquímica debajo de la biopelícula y requiere un tratamiento de esterilización.
Impurezas y contaminación: Las impurezas como limaduras de hierro y sales (como NaCl) que quedan en la superficie formarán celdas galvánicas de corrosión y acelerarán la corrosión local. Se debe evitar la contaminación durante el procesamiento y el almacenamiento.