•s-- i

KorrosionsinstitutetSwedish Corrosion Institute Rapport

v

w• 1

orrosionsinstitutetSwedish Corrosion Institute

KorrusionsinslilulrtRuslagsvagen 101. hus 25104 05 StockholmIVkfon: 08-790 9» 00

original containscolor illustrations

Kl Rapport 1991:1Oxidbetlngad korrosion i svetsar hos derostfria stålen SS 2352 och 2353

Oxide induced corrosion, on the welded stainlesssteels SS 2352 and 2353

Sune Ström & Huiqin Li

SummaryThe pitting corrosion properties of the stainless steels SS 2352 (A1SI 304L) and 2353(AISI 316L) have been investigated in welded and unwelded condition by polarizationtests in sodium chloride solutions. The two steels were TIG welded without addingwelding material and as shielding on the bottom side argon gas containing 2.26 or 99ppm oxygen was used.

The polarization tests were performed with the test material in contact with nitrogenpurged sodium chloride solutions wit h the chloride concentrations of 1000 and 5000ppm respectively. The test specimens were mounted in the so called Avesta cell duringthe tests.

The investigations showed that the Avesta cell is suitable for determination of pittingcorrosion properties for stainless steels in contact with chloride solutions, withoutinitiation of crevice corrosion.

In some tests low breakthrough potentials were received, without discovering anypitting corrosion in the specimen surfaces. However, when the results were evaluated,all current increases at potentials below 700 mV (SCE) are regarded as indication ofpitting corrosion or its initiation.

The unwelded SS 2352 steel had a critical (lowest) pitting temperature (CPT) of 5"C inthe more concentrated solution. For the same steel with weld pitting corrosion wasobtained at 5°C, which was the lowest temperature for the tests. Thus the CPT valuewas lower than 5°C, but by looking at the pitting corrosion potentials the followingconclusion could be drawn: Welding with higher oxygen content in the shielding gasimplied lower pitting corrosion resistance.

For the SS 2353 steel the CPT values were 25 and 27.5°C for material without weld, incontact with the more concentrated and the more dilute solution respectively. Weldedmaterial was all through more sensitive to pitting corrosion, and the CPT values were15-17.5, 15 and 5-10°C for welded areas which had been gas shielded with argoncontaining 2,26 and 99 ppm oxygen respectively. The result, which was obtained aftertests in the more concentrated test solution, thus showed that welding with shieldinggas containing maximum about 30 ppm oxygen does not substantially affect the pittingcorrosion properties.

1

Post treatment of the welding areas increased the pitting corrosion resistance. Acidpickling implied the highest pitting corrosion resistance with 15°C as CPT value for the2353 steel in the more concentrated solution. Steel brushing implied an obviousincrease to the pitting corrosion resistance compared to untreated weld areas and thesame statement could be done for sand blasted surfaces.

Finally also pitting corrosion tests were performed on the top side of welded 2353 steel.The tests showed that the pitting corrosion resistance was essentially lower than forall the other 2353 variants.

SammanfattningGropfrätningsegenskapema hos prov av de rostfria stålen SS 2352 och 2353 med ochutan svets har undersökts med polarisaUonsförsök i natriumkloridlösningar. Stålenvar TIG-svetsade utan tillsatsmaterial och som skydd på rotsidan användes argoninnehållande 2. 26 respektive 99 ppm syre. PolarisationslÖrsöken genomfördes i dens k Avesta-cellen med provmaterialet i kontakt med kvävgasbubblade natriumklo-ridlösnlngar med kloridhaltema 1000 respektive 5000 ppm.

Undersökningarna visade att Avesta-cellen är mycket lämplig för bestämning avgropfrätningsegenskaper hos rostfria stål i kontakt med kloridlösningar. utan attspaltkorrosion initieras.

I flera av försöken erhölls låga genombrottspotentialer utan alt gropfrätning kundeupptäckas i provytoma. Vid utvärderingarna av resultaten har emellertid allaströmökningar vid potentialer under 700 mV (SCE) betraktats som indikationer pågropfrätning eller dess förstadier.

SS 2352-stålet hade en kritisk temperatur för gropfrätning (CPT) på 5°C utan svets ochprovat i den mera koncentrerade provlösningen. För samma stål med svets erhöllsgropfrätning vid 5°C. som var den lägsta temperaturen för provningarna. CPT-värdetvar således lägre än 5°C, men genom att granska gropfrätningspotentialerna kundeslutsatsen dras. att svetsning med högre syrehalt i skyddsgasen medförde lägrehäi Jighet mot gropfrätning.

För SS 2353-stålet var CPT-värdena för material utan svets 25 och 27,5°C i kontaktmed den mer koncentrerade respektive den mer utspädda lösningen. Svetsat materialvar genomgående mera känsligt för gropfråtning och CPT-värdena var 15-17.5°C. 15och 5-10°C, för svetsområden som gasskyddats med argon innehållande 2, 26respektive 99 ppm syre. Resultatet, som erhölls efter försök med den mera koncen-trerade provlösningen, visade således att svetsning med skyddsgas innehållandemaximalt ca 30 ppm syre inte nämnvärt påverkade gropfrätningsegenskapema.

Efterbehandling av svetsområdena medförde ökad härdighet. Betning gav den högstahärdigheten mot gropfrätning med CPT-värdet 15°C hos 2353-stålet i den mer kon-centrerade lösningen. Stålborstning medförde en tydlig förbättring av härdigheten motgropfrätning jämfört med icke tfterbehandlade svetsområden och samma sak gälldesandblästring.

Slutligen genomfördes också korrosionsprovningar på översidan hos svetsat 2353-stål. Försöken visade att härdigheten mot gropfrätning var väsentligt lägre än för allade övriga SS 2353-varianterna.

• I Innehåll

sid4

2 Oxidbetingad korrosion hos rostfria stål 42.1 Korroslonsmekanlsmer2.2 Litteraturuppgifter om oxidbetingad korrosion

3 Bestämning av oxidbetingad gropfrätning 53.1 Elektrokemlsk bestämning av gropfrätning3.2 Avesta-cellen3.3 Plan för korrosionsprovningen3.3.1 Provmaterialet3.3.2 Provlösningarna3.3.3 Termostateringen3.3.4 Den elektrokemiska provningstekniken3.3.5 Provningsprogrammet3.3.6 Utvärderingen

4 Resultat 94.1 Stålet SS 23524.1.1 SS 2352 utan svets4.1.2 SS 2352 med svets4.2 Stålet SS 23534.2.1 SS 2353 utan svets4.2.2 SS 2353 med svets4.2.2.1 SS 2353 med svets. Rotsidor utan efterbehandling.4.2.2.2 SS 2353 med svets. Rotsidor med efterbehandling.4.2.2.3 SS 2353 med svets. Provning på översidan.4.3 Frätgropamas lokalisering.

5 Diskussion 115.1 Korrosionsprovning av oxidbetingad korrosion hos svetsat rostfritt stål5.2 Avesta-cellen som "verktyg" för gropfrätningsprovning5.3 Avvikande fenomen vid gropfråtningsprovning5.4 Gropfråtningsegenskaper hos SS 2352-stålet5.5 Gropfråtningsegenskaper hos SS 2353-stålet5.6 Förslag till fortsatt provning

6 Slutsatser 13

7 Referenser 14

Tabeller 1-16 15Figurer 1-11 20

Reg nr: 64 187 Datum: 1991-09 16

Inledning

i

Oxldbetlngad korrosion hos svetsat rostfritt stål har tidigare uppmärksammats avKorrosionsinstitutet genom en erfarenhetsinventering 11). Rapporten (1) sammanfattarde svenska och utländska erfarenheterna samt behandlar normer och rekommen-dationer, efterbehandling av oxiderade svetsar och alternativa fogningsmetoder. Enligtrapportenbedömdesdet viktigt att utvecklaenlaboratoriemetodsomgerreproducerbararesultat vid bestämning av oxidbetingad lokal korrosion.

Vid de ramprogramsdiskussioner som startade under 1987 på Korrosionsinstitutetväcktes tanken att genom experimentella insatser undersöka den oxidbetingadekorrosionen hos rostfria stål. Resultatet blev att ett 2-årigt projekt startades 1988 medtiteln "Oxidbetingad korrosion vid svetsar i rostfritt stål". Följande personer utsågs tillledamöter 1 den rådgivande arbetsgruppen för projektet:

Allan Karlsson. Avesta Sandvik Tube (ordf)Elisabet Alfonsson, Avesta ABLeif Karlsson. ESABNils Stenbacka. AGA InnovationJuri Tavast. ABB Stal

Enligt ramprogramsbeskrivningen var syftet med projektet att fastställa sambandetmellan kvarvarande svetsoxid och lokal korrosion genom accelererade laboratorieförsökmed svetsade rostfria stål i kloridlösningar. Efter första mötet med den rådgivandearbetsgruppen preciserades tre huvudområden för uppgiften, nämligen:

att fastställa dagens kunskapsnivå om oxidbetingad korrosion genom enlitteraturstudie

att utveckla en reproducerbar provningsmetod och

att studera inverkan av O2-halten i skyddsgasen på härdigheten motgropfrätning samt att undersöka effektiviteten hos olika oxidborttag-ningsmetoder.

Oxidbetingad korrosion hos rostfria stål

2.1 KorrosionsmekanismerDå oxidbetingad korrosion hos rostfritt stål förs på tal avses med "oxid" den högtem-peraturoxid som uppkommit genom stark upphettning av stålet, exempelvis genomsvetsning. Högtemperaturoxiden kan vara utarmad på krom på grund av direktförångning av krom vid upphettningen (2). Den kan också vara anrikad på krom (3).I fallet med "avkromnlng" av ytan kan nedsatt korrosionshärdighet väntas, men dettagäller också då oxiden är anrikad på krom. Skälet till detta är att högtemperaturoxidenInnehåller porer och andra defekter, som gör att det korrosiva mediet kan tränga nedtill ett underliggande skikt. Detta underliggande skikt är utarmat på krom enligt (2) och(3). vilket Innebär försämrad korrosionshärdighet. Med "oxidbetingad korrosion "menas fråtnlng 1 en yta, som fått nedsatt korrosionshärdighet på grund av tidigarehögtemperaturoxidation. Korrosionen kan vara av två olika typer, nämligen jämnkorrosion och lokal korrosion. Jämn korrosion förekommer i starkt sura miljöer.Exempelvis angrips stålet SS 2343 av jämn korrosion i högtemperaturoxideradeområden, då stålet kommer i kontakt med 96-procentlg svavelsyra vid 25°C. Då oxidenlossnat på grund av bortfrätning av det kromutarmade skiktet minskar korrosionen,eftersom stålet är passivt i denna miljö. Den andra korrosionstypen Innebårpunktfrätnlng (gropfrätning) eller ibland spaltkorrosion. Exempel på detta är SS 2333-

• W

i

iA

stål i kontakt med bräckt vatten, som angrips av gropfrätning och där områden medhögtemperaturoxid år mest känsliga. I detta fall avstannar inte gropfrätningen utanfortsätter ned 1 stålet långt under ytskiktet.

Vid resonemang om dessa korrosionsmekarjsmer med arbetsgruppen bestämdes attarbetsuppgiften skulle Inriktas mot gropfrätning. Denna korrosionstyp är ju betydligtallvarligare för ett stål än den jämna korrosionen.

2.2 Litteraturuppgifter om oxidbetingad korrosion

En datorsökning genomfördes med sökorden corrosion, weld, stainless och pitting.Sökning gjordes också genom att utelämna ordet pitting samt att ta med ordet oxide.Dessa förändringar tillförde dock inte undersökningen några nya referenser. Totalterhölls cirka 350 referenser från databaserna Metadex, Compendex och Weldsearch.då utgivningsåren begränsades till 1984-1989. Äldre referenser av intresse ansågsvara medtagna i referens (1).

En genomgång av referensemas rubriker och Ullhörande "abstract" visade att ingenpublikation speciellt behandlade oxidbetingad korrosion i svetsat rostfritt stål. Inteheller oxldborttagningsmetoder och deras inverkan på korrosionen fanns med. Ensammanfattning av resultaten av litteraturgenomgången ges enklast i följande trepunkter.

a) Många publikationer behandlar stålet SS 2377 (Avesta 2205 eller SAF2205) och

- värmepåverkan vid svetsning- "pitting index" (Cr+3Mo+16N)- Ar/O2-atmosfär vid svetsning och gropfrätning- svetselektrodval, olika tråddiameter vid TIG-svetsning- stråckenergier och "interpass"-temperaturer- kvävets effekt på gropfrätnlngshärdigheten

b) Ett 60-tal andra rostfria stål behandlas plus några få ruckellegeringar ochzirkonium. Tre grupper rostfria stål kan särskiljas:

- superaustenitiska stål (ex 22Cr-25Ni-6.5Mo-lCu-O.15N)- superferriter (t ex 29Cr-4Mo)- superduplexa stål (t ex 25Cr-6Ni-3.3Mo)

c) Följande korrosionsprovningsmetoder har använts:

- CPT-bestämning i FeCl3-lösning- Ep-bestämning i NaCl-lösningar av olika halter, temperaturer ochmed olika tillsatser (syror, kvävgas- eller luftbubbling)

- kemisk gropfråtningsprovning 1 kloridlösningar av olika halter, tempe-raturer och med olika tillsatser av oxidationsmedel

- provningarvid förhöjt tryck, 80- 180°C. 26O°C med eller utan polarisering- provning i kloridlösning med svavelvätetillsats

3 Bestämning av oxidbetingad gropfrätning

3.1 Elektrokemisk bestämning av gropfrätning

Vid resonemang med arbetsgruppen om korrosionsprovningsmetoder för oxidbeting-ad gropfrätning bestämdes att en elektrokemisk metod skulle användas. Elektroke-miska metoder utnyttjas ofta vid gropfråtningsbestämningar på grund av sin snabbhetoch för att de kan genomföras under väldefinierade och reproducerbara betingelser.Bestämning av genombrottspotential vid anodisk polarisering är den vanligastemetoden. Då denna metod används finns emellertid en komplikation som beror på

i

I4

spaltkorrosion. Detta innebär att ett genombrott, dvs kraftig strömökning erhålls vidlägre potentialer ån vad som motsvarar gropfrätning. Uppkomsten av dennaspaltkorrosionspotential medför att gropfrätning respektive spaltkorrosion inte kanstrderas separat. Dessutom beror spaltkorrosionspotentialen på flera faktorer somhar med spaltens karakteristika att göra. Flera försök har gjorts i syfte att elimineraspalteffektema så att bara gropfrätning kan undersökas vid anodisk polarisering. Ensådan teknik beskrivs i (4) och (5). där en särskild mätcell används för gropfrätnings-testema. Mätcellen. kallad Avesta-cellen, är också användbar för svetsat material.

Det bestämdes att Avesta-cellen skulle användas för de elektrokemiska försöken.

3.2 Avesta-cellen

Avesta-cellen. FIG 1. bygger på principen att låta högrent vatten ersätta kloridlösning-en i spaltområdet mellan provkupong och hållare. Detta åstadkoms genom att dethögrena vattnet pumpas in i en liten cirkulär kammare i cellens botten, från vilketvattnet passerar in i mätcellen via ett filtrerpapper. Flödet genom filtrerpapperet kanjusteras med en fixerskruv och flödeshastigheten mätas med en flödesmätare. Enligtreferenserna (4) och (5) påverkas inte sammansättningen av provlösningen nämnvärt.Provningar kan genomföras i kloridlösningar med halter ned Ull under 1000 ppmräknat som klorid.

Måtcellen består av ett inre rum för provlösning med lock och botten av PTFE-plast ochen cylindrisk vägg av glas. Cylindern omges av en yttre cylinder och mellan dessa kanvatten eller annat medium cirkulera för termostatering av provlösningen. Cellens lockhar genomföringar med glasisolerat termoelement, mot elektrod av platina, gasinloppoch utlopp samt kapillär för vätskeförbindelse till referenselektroden. Referenselektro-den var av typen mättad kalomelelektrod och förvarades i en särskild behållare medsamma provlösning som i mätcellen.

3.3 Plan för korrosionsprovningen

Vid undersökningens detaljplanering preciserades ett flertal faktorer, nämligen prov-material och provutförande, miljöer för provningarna samt den elektrokemiskaprovningstekniken. Dessutom bestämdes hur resultaten skulle utvärderas. Dessafaktorer Inklusive provningsprogrammet beskrivs var för sig i de följande avsnitten.

3.3.1 Provmaterialet

Två vanliga rostfria stålsorter undersöktes, nämligen stålen SS 2352 och 2353. Dåstålen måste utsättas för någon form av högtemperaturbehandling. borde båda stålenha samma materialtjocklek så att likartade betingelser erhölls vid värmning ochsvalning. Plåt av tjockleken 1,50 mm anskaffades med ytutförandet 2D. De kemiskasammansättningarna anges i TAB 1.

För att framkalla en högtemperaturoxid på stålen diskuterades två alternativ, näm-ligen svetsning respektive ugnsbehandling. Svetsning bedömdes som mera relevantmed hänsyn till hur stålen används och valdes därför. För att undersöka oxidbetingadkorrosion bör svetsoxiden kunna definieras på något sätt. I detta fall valdes att definieraoxiden med svetsningsparametrar och skyddsgasens sammansättning. Svetsningmed MIG- eller TIG-metoden kräver skyddsgas, men bara TIG kan komma ifråga omsvetsning skall ske utan tillsatsmaterial. Att svetsa utan tillsatsmaterial bedömdes gebästa reproducerbarheten. Således valdes TIG-svetsning utan tillsats, dvs TIG-uppsmältning med svetsautomat. Svetsens rotsida skyddades med argon med be-stämda syrehalter och TAB 2 redovisar svetsningsparametrama. Svetsens ovansidavar också gasskyddad, men då svetsen svalnade kom den i kontakt med syr, rarförkraftig oxidation blev följden.

Provplåtamas dimension var 300x150x1.50, och TIG-uppsmältningen genomfördesså att ett långsgående svetsområde bildades på plåtamas mitt. Efter svetsningspro-ceduren bestämdes att materialet skulle korrosionsprovas på rotsidan och med

w

i

I,

orienterade försök även på översidan med enbart SS2353-stålet. Materialet skulle delsprovas med enbart avfetlade ytor. dels med betade, stålborstade respektive blästradeytor. Efterbehandlade svetsornråden (betade, borstade resp blästrade) skulle bara gälla2353-stålet svetsat med 99 ppm syre t skyddsgasen. Dessutom skulle icke svetsuppsmältmaterial provas som referensmaterial med ytor slipade med 500 mesh slippapper.

Betningen genomfördes med en blandning av salpetersyra och fluorvätesyra medsalpetersyrahalten 25 och fluorvätesyrahalten 10%. Temperatur och tid var 25°C res-pektive 30 minuter. Efter betningen rengjordes ytorna med vatten och plastborste.

Stålborstningen gjordes manuellt med rostfri borste och kallt vatten medan blästringengenomfördes med kvartsfri olivinsand av typen HD 55.

Provkuponger togs fram enligt beskrivningen i FIG 2. Noteras bör att både svets ochvärmepåverkad zon kring svetsen exponeras för provlösningen. FIG 3 visar provku-pongens placering i mätcellens botten och FIG 4-6 visar foton på rotsidorna hos SS2353-stålet.

3.3.2 Provlösningarna

Provmaterialets gropfrätningsegenskaper borde, enligt önskemål från arbetsgruppen,undersökas i kloridhaltiga lösningar med rätt låga kloridhalter. Havsvatten ansågs intelika angeläget som provlösning, då havsvatten är rätt väl undersökt. Därför valdeskloridhalterna 5000 respektive 1000 ppm.

Lösningarna tillverkades genom att natriumklorid av kvalitet pro analysi löstes ijonbytt vatten. Kvävgasbubblade lösningar användes sedan vid försöken.

3.3.3 Termostateringen

För termostatering av mätcellen användes ett kombinerat värme- och kylbad avfabrikat HETO. Från detta värme- och kylbad pumpades termostaterat vatten igenomAvesta-cellens yttermantel. Temperaturen i cellen avlästes med en digitaltermometertillhörande Avesta-cellen. Med enbart kylning inkopplad kunde mätcellens temperatursänkas till +5°C. Vid mätningarna användes temperaturer i serien 5.0: 7.5: 10.0;12.5..°C.

3.3.4 Den elektrokemiska provningstekniken

Tekniken kan beskrivas med följande punkter.

Montering av provkupongen i mätcellens botten.a)

b)

0

d)

e)

0

Start av pumpen för inpumpning av jonbytt vatten i kammaren undermätcellen. Med ftxerskruven justeras vattenflödet till önskad hastighet,0.1-0.2 ml/min.

Påfyllning av provlösning i mätcell och referenselektrodens behållare samti kapillären mellan cell och behållare. Kvävgasbubblingen sätts på.

Termostatering till önskad temperatur, genom att cirkulera termostateratvatten i cellens yttermantel.

Anslutning av provkupong, motelektrod respektive referenselektrod till enpotentiostat. Potentiostat av märket Petrolite IN-4300 med dator ToshibaT 3100/20 användes.

Mätning av korrcsionspotentialen efter 60 minuter.

Start av potentialsvepet från -300 mV (SCE) i anodisk riktning medhastigheten 20mV/min. Då strömtätheten 1.5eller2,0mA/cm uppnåddes

reverserades svepet. Då strömtätheten efter reversertng av spänningensjönk under 10 jiA/cm eller lägre avslutades potentialsvepet.

3.3.5 Provningsprogrammet

Provningen genomfördes erJigt följande program.

i

iKloridhaltppm

50001000

50001000

Provmaterial2352gr 2 25 100

2353gr 2 25 100

2353-100be bo bl

2353-rågebe bo bl obeh

Beteckningarna vid stålsortsnumren har följande betydelse: gr=grundmaterial: 2.25resp 100 = halten syre i skyddsgasen hos de svetsområden som undersöks; be. bo ochbl = betade, stålborstade respektive blästrade svetsområden; obeh = obehandlatsvetsområde och råge = svetsens ovansida. Ett plus anger att kritisk gropfråtnings-temperatur bestämdes, medan ett minus innebar att provning inte genomfördes.

Provningen genomfördes på så sätt att den kritiska gropfrätningstemperaturen (CPT)bestämdes för SS 2353-stålet. Denna temperatur anger den lägsta temperatur därgropfrätning uppstår, och 2-4 provkuponger av samma slag provades som regel vidvarje temperatur. Ju högre CPT-väi de ett material har desto härdigare mot gropfrätningär materialet. Att bestämma CPT gav ett resultat med mindre spridning ån att vid entemDeraturbestämmagropfrätningsegenskapernaurpolarisationskuivomasförlopp.

Förstålet SS 2352 var det emellertid inte möjligt att bestämma CPT för svetsat material,eftersom CPT var lägre än 5°C. Istället provades detta stål vid några olika temperaturer,vareftergropfrätningsegenskapema bestämdes genom data från polarisationskurvor-na.

En gästforskare från University of Science and Technology i Beijing, Mrs Huiqln Li.genomförde hela det experimentella arbetet. Hennes vistelse i Sverige finansierades avFN-organet UNID0. som på så sätt hjälpt till att finansiera forskningsprojektet.

3.3.6 Utvärderingen

Provningsresultatet utvärderades genom att för varje provning bedöma huruvidagropfrätning uppstått. Detta kunde som regel avgöras genom att granska denpolarlsatlonskurva som registrerats från respektive försök, I polarisationskurvan finnstvå kriterier på gropfråtning utläsbara. nämligen låg genombrottspotential och lång-sam eller fördröjd minskning av korrosionsströmmen efter reverseringen av potenti-alsvepet. FIG 7 och 8 visar typiska kurvor för provningar med respektive utangropfråtning. FIG 7. som visar fallet då gropfrätning inte uppstått antyder engenombrottspotential på över 1000 mV. Genombrottspotentialen lndikerar transpas-siv korrosion. Reverseringen av svepet gav en omedelbar minskning av strömmen inästan samma "spår" som vid ökande potentialsvep. I FIG 8 visas fallet medgropfrätning. Här var genombrottspotentialen oftast lägre - som regel 400-1000 mVberoende på lösningens ktoridhalt. temperatur och vilket stål som provas.Genombrottspotentialen är i detta fall engropfrätningspotential. I flera fall var det docksvårt att avgöra om gropfrätning uppstått genom att bara granska polarisationskur-vans utseende. Då granskades provkupongen i mikroskop för att upptäcka eventuellafrätgropar. FIG 9 visar SS 2352 utan svets, provat vid 7.5°C och med kloridhalten 1000ppm. Den vita fläcken till vänster på bilden bedöms vara en frätgrop.

3

4.1

Resultat

Stålet SS 2352

Detta material provades i osvetsat utförande och i svetsat utförande vid några olikatemperaturer.

t*

k

4.1.1 SS 2352 utan svets

Provningar genomfördes i kontakt med lösningen med 1000 ppm klorider ochtemperaturerna 10. 7.5 respektive 5*C. Resultatet redovisas i TAB 3. där försök 4resulterade 1 spaltkorrosion.

Om spaltkorrosion uppkommer i ett försök innebär det att försöket i fråga misslyckats.E lo samt EI00 i ett sådant försök är spaltkorrosionspotenUaler. där E10 betyder poten-tialen vid strömtätheten 10 uA/cm2. och El0B potentialen vid 100 uA/cm2. Sådanapotentialer är alltså inte Jämförbara med gropfrätningspotentialer. som har högrevärden för samma material och miljö.

Vid provningarna 1.2 och 3 redovisade i TAB 3 var strömstyrkoma maximalt 75 u A.vilket innebar att E100-vårdena inte kunde anges.

SS 2352 utan svets provades också i kontakt med lösningen med 5000 ppm klorider,och TAB 4 redovisar några resultat. Resultaten visar att CPT är 7.5°C i lösningen medkloridhalten 1000 ppm och troligen 5°C 1 lösningen med kloridhalten 5000 ppm. Värdet5°C är osäkert på grund av att provningarvid 2.5°C eller lägre temperaturer inte kundegenomföras av apparativa skäl.

4.1.2 SS 2352 med svets

Provningar genomfördes med 2352-stålet i svetsat utförande vid 5. 10. 15. 20respektive 25°C. I samtliga provningar noterades gropfrätning. och TAB 5-7 redovisarresultatet.

Som framgår av tabellerna minskar gropfrätningspotentialema något med ökandetemperatur, om samma material och miljö betraktas. Detta är ett normalt fenomen.Dessutom kan man se att gropfrätningspotentialema vid samma temperatur succes-sivt ändrar sig då olika material Jämförs. Om Euw-värdena jämförs, fås följande sam-manställning:

Syrehalt i skydds-gasen, ppm O2

»C

22699

22699

101010

252525

Gropfrätnings-potential E100(medelvärde). mV

320299245

287263190

Gropfrätningspotentialema vid konstant temperatur minskar alltså med ökandesyrehalt i skyddsgasen. Eftersom en lägre potential motsvarar lägre gropfråtningshår-dighet. kan man se att högre syrehalter vid svetsning ger lägre gropfrätningshärdighet.En motsvarandejämförelse med samma resultat kan också göras vid 15 eller 20°C. meddata från TAB 5-7. Resultatet visar också att E1110- eller EU)-värdena vid 10°C var någotlägre för 2352-stålet svetsat med 2 ppm syre i skyddsgasen, än motsvarande vårdenför osvetsat stål.

4.2 Stålet SS 2353

Detta stål provades dels utan svets, dels i svetsat utförande med respektive utanefterbehandling av svetsområdena.

i

i

4.2.1 SS 2353 utan svets

Provningar genomfördes i kontakt n.ed båda provlösningama. dvs med kloridhaltema1000 respektive 5000 ppm. Tabell 8 visar resultatet från provningarna i den merautspädda lösningen, och TAB 9 provningarna i den mera koncentrerade.

CPT-värdet är 27.5*0 i kontakt med lösningen med kloridhalten 1000 ppm och 25*Ci lösningen med kloridhalten 5000 ppm. I flera av försöken (nr 3 .9 .10 .13 .14 och 15)saknas E -värdena, skyddspotentialen efter passivering. beroende pä att stromstyr-koma under hela försöken var mycket låga. Eftersom strömtåtheten 10 uA/cm1 inteuppnåddes förrän vid 1000 mV. eller ännu högre potentialer, reverserades inte svepet.E_ kunde därför inte bestämmas.

4.22 SS 2353 med svets

Provningar genomfördes enbart med den mera koncentrerade provlösningen förutomför svetsens översida som provades med båda lösningarna. Resultatredovisningendelas upp i tre avsnitt, nämligen 4.2.2.1 -provningar på rotsidan utan eflerbehandling.4.2.2.2-provningar på rotsidan med efterbehnndlade svetsområden och 4.2.2.3-provningar på översidan utan efterbehandlr.de sveisområden.

4.2.2.1 Rotsidor utan efterbehandling

TAB 10-12 redovisar resultaten. För stålet 2353 svetsat med 2 ppm syre i rotskydds-gasen årCPT 17.5 eventuellt 15°C. Resultatet från försök 3 i TAB 10. som genomfördesvid 15°C är nämligen osäkert. El0. Eluo- och E^-värdenas storlek indikerar gropfrät-ning. men inga frätgropar kunde iakttas på provytan. För 2353-stålet svetsat med 26ppm syre i skyddsgasen bedöms CPT vara 15*C. Försöken vid 15*C (nr 5-81TAB 11)indikerade nämligen gropfrätning om E10O-värdet tas som kriterium. Å andra sidankunde inga frätgropar med säkerhet fastställas vid granskning av provytoma. Iställetnoterades en lokal bortfrätning av svetsoxidskiktet. Även i denna försöksomgångkunde inte alltid E -värdena bestämmas. För försöken vid 5 och 10*C.redovisadeiTAB11. beror detta pa låga strömstyrkor under hela provningen, med lokal ökning avströmstyrkan vid ca 500 mV. Någon gropfrätning kunde inte upptäckas 1 provytomaefterförsökvid 5 respektive 10-C.FIG 10 visar polarisationskurvan för försöket vid ö̂ C.

SS 2353 svetsat med 99 ppm syre i skyddsgasen gav vid provning i lösningen med 5000ppm klorider, ett CPT-värde på 5- 10°C. Även försöket vid 5°C resulterade i en polari-sationskurva av samma typ som den i FIG 10. Inte heller i detta fall kunde någrafrätgropar upptäckas i provytan.

4.2.2.2 Rotsidor med efterbehandling

Resultaten av provningarna redovisas i TAB 13-15. CPT-vårdet för betade svetsområ-den är 15°C. dvs klart högre ån för motsvarande material som Inte behandlats eftersvetsningen.

För SS 2353 med stålborstade svetsområden erhölls vid provningarna låga genom-brottspotentialer vid alla temperaturerna, dvs 5 till 25°C. Gropfrätning kunde dockbara noteras vid 25°C. Det är rimligt att anta att begynnande gropfrätning förekommitredan vid 5 "C, på grund av storleken på E10-, Eino- respektive E -värdena. Således årCPT lika med 5°C. men liksom i övriga försök är resultatet osäkert på grund av attprovning ej genomförts vid lägre temperaturer än 5°C.

SS 2353-stålet med blästrade svetsområden gav genomgående låga vården för bådegenombrotts- och skyddspotentialerna vid alla provade temperaturer. Däremot kunde

10

iI

i,k

inte några fråtgiopar upptäckas i de grova ytorna. Med denna provningsteknik är detmöjligt att genombrottspotentialenia ^r blästrade ytor är ev. sorts spalt korrosionspo-tentialer. Begynnande spaltkorrosicn kan nämligen antas uppstå i kanterna av de

» * sandkorn som sitter kvar i stålytan efter blästringen. lAtt sandkorn verkligen fastnar* i stålytan vid blästring. har påvis ts i andn. sammanhang.) Om således genom-

brottspotentialema i TAB 15 är spalikorrosionspotentialrr. tyder resultatet på att denblästrade stålytan har högre gropTrätningspotential (gropTrätningshärdighet) ån svet-sat och icke efterbehandlat stål. Verkliga gropfrätningspotentialer skulle nämligenligga högre än de 450-585 mV. som är de uppmätta EIO-vårdena vid 5 och 10*C. Förobehandlade svetsområden av samma typ är ju E.u-värdena. d\-s gropfrätningspo-tentialema. bara 385-430 mV enligt TAB 12.

4.2^.3 översidan av provet

Som nämndes I avsnittet 3.3.5 skulle SS 2353-stålet korrosionsprovas även påöversidan. Provningar genomfördes emellertid bara på svcisområden som inte efter-behandlats. eftersom tiden och projektets ekonomiska ramar inte tillät ytterligareförsök.

TAB 16 redovisar resultatet av korrosionsprovningama. Först kan noteras att korro-sionspotentialema. som i alla försök på grundmaterial och rotsidor legat i området -10 till -140 mV. var betydligt mer negativa nämligen -200 till -330 mV. Dessutom hargenombrottspotentialema sjunkit till värden kring 0 mV. Inga frätgropar kundeemellertid upptäckas, och polarisalionskurvorna har ett speciellt utseende. Se FIG 11.En möjlig förklaring till kurvomas utseende kan vara ai t järn i oxidskiktet oxideras från2-värt till 3-vart. och att det sedan vid potentialrcvcrseringen äter reduceras till 2-värt.De låga genombrottspotentialema visar emellertid att oxidskiklet oxideras lätt. I ettandra steg är det tänkbart att gropfrätning kan initieras i eller igenom skiktet, mendetta har alltså inte påvisats experiment ellt.

4.3 Frätgroparnas lokalisering

Eftersom många av de undersökta provkupongema fått gropfrätning och praktiskttaget alla provkuponger granskats under mikroskop, är det på sin plats att nämnanågot om var i svetsområdena angreppen iakttagils. Kort uttryckt är frätgroparnasutbrt dning oregelbunden. Det innebär att i några fall observerades gropfrätning i bådesvets och värmepåverkade zoner (HAZ). I andra fall förekom frätgropama bara isvetsen. eller bara i HAZ. Hela svetsområdet tycks alltså vara lika gropfrätningskänsligtom provningen som helhet betraktas.

5.1

Diskussion

Korrosionsprovning av oxidbetingad korrosion hossvetsat rostfritt stål

Som nämndes under pkt 2.2 är oxidbetingad korrosion ett relativt ovanligt ämne ilitteraturen, även om ämnet givelvis berörs i etl antal publikationer. Några publika-tioner som förtjänar att nämnas, förutom de redan angivna referenserna 1-5. är GEdling (6). A Garner (7). R Mellström (8). J V Hansen (9) och R Ericsson (10). 1 dessaarbeten harflera av de konventionella korrosionsprovningsmetodema använts. Avesta-cellen har dock inte utnyttjats vid de korrosionsförsök som beskrivs, då cellen årrelativt ny. Att denna cell valts för provningarna i detta projekt, har redan diskuteratsi avsnitten 3.1 och 3.2. En ytterligare omständighet som talar för Avesta-cellen, år attprovning med den kan vara en reproducerbar metod för oxidbetingad lokal korrosion.Att hitta en sådan metod har nämligen ingen hittills lyckats med. enligt referens 1.

11

\ / *• 5.2 Avesta-cellen som "verktyg" för fastställande avw gropfrätningspotential

p * De gjoida undersökningarna av gropfrätning med hjälp av Avesta-cellen har varitJ h/ckade på så sått att spaltkorrosion undvikits i praktiskt taget alla försöken. Om bara

, provkupongens åtdragningsmoment var lagom stort undveks spaltkorrosion, ochgropfrätningspotentialen kunde bestämmas vid kloridhalter på 1000 ppm eller mera.

. Vid de aktuella haltema 1000 och 5000 ppm noterades emellertid vid polariseringama| variationer i strömstyrkan innan genombrottet (den kraftiga strömökningen) inträf-

I fade. Denna strömstyrkevariation vid låga potentialer var dock inte lika stor vid högrekloridhalter, som användes vid försök utanför projektets ram. Detta tyder på att

1 användning av Avesta-cellen ger mera väldefinierade polarisationskurvor vid någothögre kloridhalter. Trots dessa "variationer* vid polariseringarna erhölls en väl

i reproducerbar CPT vid våra mätningar, förutsatt att CPT inte låg lägre än 5°C. därY. termostatering var svår att genomföra.

*jr Att många av de materialvarianter som provats givit gropfrätning eller låga genom-brottspotentialer vid 5°C. innebär att Avesta-cellen som "verktyg" vid polariseringar årlämpligare för stål med högre gropfrätningshärdighet. För sådana material kan CPT-vårdena förväntas bli betydligt högre än 5°C och CPT blir då lättare att bestämma.

5.3 Avvikande fenomen vid bestämning av gropfrätnings-potential

Som redan framkommit i resultatredovisningen förekom ofta tveksamma fall vidupptagning av polarisationskurvorna. För SS 2353-stålet med svets och icke-efterbe-handlade rotsidor, visade det sig vid flera försök att genombrottspotentialerna varrelativt låga (E.^ <700 mV) utan att gropfrätning kunde upptäckas. Dessutom note-rades i några försök en lokal bortfrätning av svetsoxidskiktet men inte gropfråtning.Den enklaste ståndpunkten är att betrakta alla st römökningar vid låga potentialer somindikationer på gropfrätning eller dess förstadier oavsett om frätgropar kan iakttas iprovytan efteråt. Denna ståndpunkt innebär också att resultaten av provningarna *vSS 2353-svetsarnas översidor klassificeras som gropfrätning vid både 10 och 20°C, trotsatt fråtgropar inte upptäcktes.

5.4 Gropfrätningsegenskaper hos SS 2352-stålet

Det är väl kant att 2352-stålet, på grund av sitt låga molybdeninnehåll, har väsentligt', lägre härdighet mot gropfrätning än 2353-stålet. Våra resultat bekräftar också detta..* ' CPT för 2352-stålet utan svets är ju 5°C i kontall med lösningen med 5000 ppmj klorider.medanmotsvarandevärdeför2353-stålet är25°C. Försvetsat2352-stålerhölls™ gropfråtning vid 5°C för båda provade varianterna, nämligen de ired syrehalterna 2\ respektive 26 ppm i skyddsgasen. CPT-värdena för svetsat 2352-stål torde därför vara

,j lägre ån 5°C.

Som nämndes i avsnittet 4.1.2 har 2352 svetsat med "ren" argon som skyddsgas lägre' härdighet mot gropfrätning än grundmaterialet. Detta beror inte i första hand på att\ svetsområdet trots skyddsgasen oxideras lätt. utan snarare på att omsmältningen av! stålet gör strukturen korrosionskänsligare.

5.5 Gropfrätningsegenskaper hos SS 2353-stålet

Stålets härdighet mot gropfrätning i osvetsat utförande. Jämfört med SS 2352, harredan kommenterats i avsnitt 5.4. Det bör även tillaggas att CPT-värdet är beroendeav kloridhalten som TAB 8 och 9 visar.

När det gäller svetsat 2353-material. kan först noteras att CPT-vårdet är lägre hosmaterialet svetsat med ren argon, jämfört med osvetsat stål. För stålet svetsat med 26ppm syre i skyddsgasen, fås nära nog samma resultat när det gäller CPT som församma material med ren argon som skyddsgas. Se TAB 10 och 11. Detta talar för att

12

i

i,

2353-stålet kan svetsas med argon om syrehalterna är maximalt ca 30 ppm utan atthärdigheten mot gropfrätning påverkas negativt. Om syrehalterna däremot är ca 100ppm kan en liten sänkning av korrosionshärdigheten noteras. Som jämförelse kannämnas att referens 9 anger en kritisk syrehalt på ca 50 ppm i skyddsgasen som medföratt CPT-vårdet minskar kraftigt.

För betade svetsområden har redan ni. '.erats att CPT-värdet är väsentligt högre än förobetat material. Däremot uppnås inte samma höga CPT-värde som för osvetsatmaterial.

Stålborstning respektive blästring av svetsområden förbättrar korrosionshärdighetennågot Jämfört med obehandlade svetsområden. Denna slutsats kan dras, då E100-vär-denas storlek jämförs för de olika fallen. Däremot fås inte samma förbättring avkorrosionshärdigheten vid stålborstning respektive blästring. som vid betning. Omstålborstning och blåstringjämförs, kan konstateras att Uålborstade ytor har en aninghögre korrosionshärdighet än blästrade, om Elu0-värdena tas som kriterium. Somredan nämnts måste man emellertid komma ihåg att kvarvarande blästerkorn istålytan kan ge andra korrosionsfenomen än i övriga ytor. En mera rättvisandejämförelse mellan stålborstade och blästrade ytors korrosionsegenskaper fås troligengenom att prova materialets härdighet mot gropfrätning med flera olika metoder.

översidans härdighet mot gropfråtning är väsentligt lägre än rotsidans, om Ek- ellerE -värdena tas som kriterium. Andra provningsmetoder med längre varaktighet änpolariseringama, torde visa på samma skillnader i korrosionshärdighet. Sådana testerskulle säkert ge tydlig gropfråtning i svetsområdet.

Att översidan fått ett kraftigare oxidskikt, och därmed korrosionskänsligareytor. berorpå svetsutrustningens konstruktion. På översidan följer skyddsgasen TIG-brännaren,varför det uppsmälta området utsätts för luft innan det svalnat till lägre temperaturer.

5.6 Förslag till fortsatt provning

Följande försök föreslås ingå i ett kommande proj ekt. vilket utgör en fortsättning av detnu avslutade projektet:

1. Bestämning av härdigheten mot gropfrätning hos stålet SS 2353. som TIG-svetsas med argon med mer än 100 ppm syre i skyddsgasen. Elektrokemiskprovning med Avesta-cellen.

2. Bestämning av härdigheten mot gropfrätning hos TIG-svetsat SS 2352-och 2353-stål. Provning med alternativ metod, exempelvis saltdimma.

3. Bestämning av härdigheten mot gropfrätning hos svetsade högre legeraderostfria stål. exempelvis SAF 2304. SAF 2507, SS 2377. SS 2378 och SS2584. Provning med Avesta-cellen och eventuellt också med annan metod.

6 SlutsatserUndersökningen medger följande viktigare slutsatser:

De genomförda undersökningarna har visat att Avesta-cellen är mycket lämplig förbestämning av gropfrätningsegenskaper hos rostfria stål med svets. Spaltkorrosionhar vid användning av Avesta-cellen undvikits i praktiskt taget alhi försök, somgenomförts med natriumkloridlösningar med kloridhaltema 1000 respektive 5000ppm.

I flera av gropfråtningsförsöken visade det sig att låga genombrottspotentialer erhölls,utan att gropfråtning kunde upptäckas. Den enklaste principen i dessa fall är attbetrakta alla strömökningar vid potentialer under 700 niV som indikationer på ellerförstadier till gropfrätning.

13

'V*.

i

i,

SS 2352-stålet har en kritisk gropfrätningstemperatur (CPT) på 5°C i osvetsat utfö-rande och provat i kontakt med lösningen med 5000 ppm klorider. För samma stål medsvets år CPT visserligen lägre än 5°C. men gropfrätningsegenskapema kan bedömasmed användning av gropfrätningspotentialerna. Således ger svetsning med högresyrehalter i skyddsgasen lägre gropfrätningshärdighet.

SS-2353-stålets CPT-värde är för osvetsat material 27.5'C i kontakt med lösningenmed klorldhalten 1000 ppm. och 25°C i lösningen med kloridhalten 5000 ppm. Försvetsat material är CPT-vårdena genomgående lägre. Om "ren" argon används somskyddsgas är CPT 15-17.5°C i kontakt med lösningen med klorldhalten 5000 ppm. Isamma lösning är CPT 15 respektive 5- 10°C för svetsområden med syrehalterna 26respektive 99 ppm i skyddsgasen. Dessa resultat tyder alltså på att 2353-stålet kansvetsas med argon med syrehalter på maximalt ca 30 ppm utan att härdigheten motgropfrätning påverkas nämnvärt.

För SS 2353 med svets och efterbehandlade rotsidor fås varierande härdighet motgropfrätning. Betning av ytorna ger den högsta korrosionshärdigheten med CPT 15°C1 lösningen med kloridhalten 5000 ppm. Detta värde skall jämföras med 5-10°C försvetsar som Inte efterbehandlats.

Stålborstning av svetsområdena medför en liten ökning av härdigheten mot gropfråtning.Jämfört med icke efterbehandlat material, om genombrottspotentialvärdena betraktas.

Blästring av svetsområdena ger genombrottspotentialer som är något högre än förobehandlade svetsområden.

Översidor av svetsat SS 2353-stål visade väsentligt lägre härdighet mot gropfråtningän alla de övriga SS 2353-varianterna och till och med lägre än rotsidan för svetsat SS2352-stål då det sistnämnda stålet svetsades med 99 ppm syre i skyddsgasen.

Referenser

1. Henrikson, S: Oxidationsbetingad lokal korrosion i anslutning till svetsar1 rostfritt stål - en erfarenhetsinventering. Kl Rapport 1986:1.

2. Turner. S & Robinson, F P A: The effect of the surface oxides producedduring welding on the corrosion resistance of stainless steels. Corrosion,Vol. 45. No. 9 (1989) s 710.

3. Kearns. J R: Corrosion 85, paper No. 50.

4. Qvarfort. R: New electrochemical cell for pitting corrosion testing. Corro-sion Science. Vol. 28. No. 2(1988) s 135.

5. Qvarfort. R & Alfonsson, E: An improved cell for electrochemical pittingcorrosion testing. 1 lth Scandinavian Corrosion Congress. Stavanger(1989) F-79.

6. Edling. G: Korrosion av TIG-svetsade austenitiska rostfria stål. SvetsenArg. 38 nr 3(1979) s 61-63.

7. Gamer, A: The effect of autogenous welding on chloride pitting corrosionIn austenitic stainless steels. Corrosion-NACE. Vol. 35. No. 3(1979).

8. Mellström, R: Ytbehandlingens^nverkan på genombrottspotentialer försvetsat SS 2333 material. Sandvik. Teknisk rapport 1978-11-06.

9. Hansen, J V & Maahn. E: Beskyttelsegasdaekning og korroslonsbe-standighed efter svejsning af rustfrie stålror. Korroslonscentralen ATV,Brandby, aug 1987.

10. Ericsson, R & Schön, L & Wallén, B: Effect of some oxide removaltreatments on the corrosion resistance of 316 stainless steel. Proceedings8 NKM, Helsinki (1978) 321.

14

TABELL I. Kemiska sammansättningar i viktprocent för stålen

wStål

23522353

C

0.0130.013

Si

0.350.38

Mn

1.451.67

P

0.0300.032

S

0.0010.001

Cr

18,417.3

Ni

9.212.6

Mo

0.352.6

I

i

v

TABELL 2. Svetsningsparametrar.

Svetsautomat

StrömstyrkorSpänningarSträckenergierSkyddsgasernassammansättningpå rotsidanSkyddsgasen påöversidan

AGA TIG 300 AC/DC hos AGA Innovation Lidingö

68-70 A8.8-9.3 V0.24-0.27 kJ/mmAr 4,8 med max 2 ppm O2.Ar med 26 ppm Ot respAr med 99 ppm O,Ar 3,9

TABELL 3. Anodisk polarisation av stål SS 2352 utan svets, kloridhalt 1000 ppm.

Nrpp

Resultat

5557.57.57.510

1234567

-54-60-65-28102-77-45

122412521250535990990687

55010101030712

120012301240175300622-76

epepepspaltPPP

Beteckningarna i TAB 3 . och i övriga tabeller av samma typ, har följande betydelser.

T temperaturen i "C

Nr provningens nummer

Ek korrosionspotentialen

E10 genombrottspotentialen vid strömtätheten 10nA/cm 2

genombrottspotentialen vid strömtätheten 100 yi A/cm2

skyddspotentialen efter reversering då strömtätheten sjunkit till under 10nA/cm 2

ej punktfrätnlng

p punktfrätning

spalt spaltkorrosion förekommer

TABELL 4 . Anodisk polarisation av stål SS 2352 u tan svets. Kloridhalt 5000 pnm.

'100

pp

ep

Nr Resultat

51110

181915

3057

-114

575680650

680700654

950110140

epPP

15

TABELL 5. Anodisk polarisation av stål SS 2352 med svets ochmax 2 ppm syre i skyddsgasen. Kloridhalt 5000 ppm.Gropfrätning erhölls i samtliga försök.

Nrpp

i55101010152020252525

1413101112756134

-70-12-20-50-20-25-20-100-13-90

322

290210300300290

277

350350320320327320310240290300270

120100145721179080-108065-10

TABELL 6. Anodisk polarisation av stål SS 2352 med svetsoch 26 ppm syre I skyddsgasen. Kloridhalt 5000 ppm.Gropfrätning erhölls i samtliga försök.

Nr

551010152020252525

TABELL

1213910856134

7. ,

-10-20-2-40-37-4-10-80-8-8

360232315286250

29020C195

340370268330300300300300250240

10090

128100909030

-1006060

Anodisk polarisation av stål SS 2352 med svetsoch 99 ppm syre i skyddsgasen. Kloridhalt 5000 ppm.Gropfråtning erhölls i samtliga försök.

Nr"100 pp

101015152020252525

10117845123

-79-65-126-138-80-130

220210196190160210130170170

250240214218210230160210200

120

11011890

75

16

i

TABELL 8. Anodisk polarisation av stål SS 2353 utan svets.Kloridhalt 1000 ppm

Nr '100 ppResultat

2525

27.527,527,5

1314

111215

-65-70

-47-101-62

1240

6957741200

720780

55240

epep

PPep

TABELL 9. Anodisk polarisation av stål SS 2353 utan svets.Kloridhalt 5000 ppm.

Nr Resultat

22.522.522.5

2525

3910

52

-94-38-56

-117-125

1183

600650

134312921320

1200670

120170

epepep

PP

TABELL 10. Anodisk polarisaUon av stål SS 2353 med svets och2 ppm syre i skyddgasen. Kloridhalt 5000 ppm.

Nr'100 Resultat

151515

17.517,5

20

25

234

79

8

5

0-11-53

-66-3

-24

-23

890500900

625560

500

725

9176751000

650700

525

750

115

125125

125

120

epepep

PP

P

P

17

• w

V-TABELL 11. Anodisk polarisation av stål SS 2353 med svets och

26 ppm syre i skyddsgasen. Kloridhalt 5000 ppm.

Nr Resultat

5101010

15151515

202020

1291011

5678

234

-7-4-20-33

-30-114625

90-1520

492

360

358

356

520585490575

400407446

5072216

epepepep

P?epP?ep

PpP

TABELL 12. Anodisk polarisation av stål SS 2353 med svets och99 ppm syre i skyddsgasen. Kloridhalt 5000 ppm.

Nr '100 ppResultat

51010

1078

-60-2740

430385400

500430430

220230200

epPP

TABELL 13. Anodisk polarisaUon av stål SS 2353 med svets och99 ppm syre i skyddsgasen. Svetsområdet betat.Kloridhalt 5000 ppm.

i

Nr '100 ppResultat

101010

151515

456

789

M(max)=10jiA

-3513-15

65527

71510851200

570710575

8051185

611948850

155395

180170100

epepep*

PPP

18

TABELL 14. Anodisk polarisation av stål SS 2353 med svets och99 ppm syre i skyddsgasen. Svetsområdet stålborstat.Kloridhalt 5000 ppm.

Nr Resultat

55

1010

15

20

2525

37

CM CO

5

4

89

-66-15

-122-13

-16

-43

-56-36

570670

535605

400

428

400330

675775

590662

410

490

464356

19565

140197

175

90

136108

P?P?

P?P?

P?

P?

PP

TABELL 15. Anodisk polarisation av stål SS 2353 med svets och99 ppm syre i skyddsgasen. Svetsområdet blästrat.Kloridhalt 5000 ppm.

Nrpp

Resultat

55

1010

15

20

25

910

78

6

3

1

-25-65

-30

-20

-18

-50

585515

450470

355

305

220

665605

525535

484

375

290

120130

90170

130

120

25

P?P?

P?P?

P?

P?

P?

TABELL 16. Anodisk polarisation av stål SS 2353 med svets.Översida.

T

1010

2020

Nr

13

26

Klorid-halt.PPm

10005000

10005000

Ek

-200-275

-230-330

E10

7020

5-95

E>00

19085

1350

Epp

230155

21060

19

w

4

i

FIGUR 1. Avesta-cellen

1. Mätcell med lock2. Stativ3. Flödesmätare4. Slangpump5. Termometer6. Saltbrygga7. Pt-elektrod8. Behållare för referenselektrod9. Glasfilter för gasbubbling10. Fixerskruv för prov

20

Fräst område 0 = 25,5 ± 0,5 mm

Ej bearbetat område 0 = 10,7 ± 0,2 mm, höjd max 0,8 mm; höjden bestäms av omgivande frästa yta,som ska vara jämn.

FIGUR 2. Provkupong med kantyta 25,5 mm för Avesta-cellen.

FIGUR 3. Provkupongens placering i mätcellens botten.1 = provkupong2 = filtrerpapperstätning och3 = O-ring

21

r

k

FIGUR 4. SS 2353 svetsat med Ar 4,8 som rotskyddsgas.

FIGUR 5. SS 2353 svetsat med Ar + 25 ppm O som rotskyddsgas.

22

v*

FIGUR 6. SS 2353 svetsat med Ar + 100 ppm O2 som rotskyddsgas.

23

I- i

v

i.i

1000 -

500 J

o A

-4 -3 -2 -1 0 2 log i (mA

FIGUR 7. Typisk poiarisationskurva för ett material som uite fattpunktfrätning.

EmV

1000 J

500 J

-4 -3 -2 -1 0 2 log i (mA cm"2)

FIGUR 8. Typisk poiarisationskurva för et t material som fa t tpunktfratninn.

24

I,

FIGUR 9 SS 2352 med en frätgrop.

25

*mV

1000 -

500 •

0 .

log i (mA cm 2)

FIGUR 10 Polarisationskurva fö r SS 2353-stälet svetsat med 26 ppmsyre i skyddsgasen. K lo r idha l t 5000 ppm. Temperatur 5°C.

t

EmV

500

-2i

-1 1 log i (mA/cm2)

FIGUR 11. Polar isat ionskurva fö r SS 2353-stalet med TIG-uppsmältområde. Prov pa översida. K lo r idha l t 5000 ppm ochtemperatur 20°C.

26

KorrosionsinstitutetSwedish Corrosion Institute

Ko>l,in>\.igiT 101, hus 2S -S 104 OS S lmkho lm

T e l e f o n : OS-TWO >>S 0 0 « T e l e x : I W f ) 2 K O K K O S - T e l e f a x : 0H-!(> 7 2 70