การศึกษาอัตราการกัดกร่อนของรอยเชื่อมทิกท่อต่อชนระหว่างท่อเหล็กกล้าไร้สนิม AISI304 และ AISI316L

Abstract

เหล็กกล้าไร้สนิม AISI304 และ AISI316L เป็นโลหะสำคัญที่มีความเหมาะสมในการใช้งานอุตสาหกรรม การผลิตอาหาร เนื่องจากสมบัติความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตามการใช้งานรอยต่อที่ผ่านการเชื่อมในงานอุตสาหกรรมการผลิตอาหารอาจเป็นคำถามที่มีการศึกษาถึงผลกระทบที่สามารถทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของรอยต่อเมื่อมีการใช้งานในอุตสาหกรรมการผลิตอาหาร งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาอัตราการกัดกร่อนของรอยต่อเชื่อมท่อเหล็กกล้าไร้สนิม AISI304 และ AISI316L ในสารละลายที่กำหนดด้วยวิธีการจุ่มและไฟฟ้าเคมี ท่อไร้ตะเข็บเหล็กกล้าไร้สนิม AISI304 และ AISI316L ที่มีขนาดความยาว 60 มม. เส้นผ่านศูนย์กลาง ภายนอก 60.3 มม. และความหนาผนังท่อ 2.8 มม. ถูกกำหนดให้ใช้เป็นวัสดุฐานในการทดลองนี้ ชิ้นทดสอบ ของท่อทั้งสองถูกทำการเชื่อมด้วยตัวแปรการเชื่อมที่กำหนดและทำการเตรียมชิ้นทดสอบเพื่อการทดสอบ ความต้านทานการกัดกร่อนแบบจุ่มและวิธีไฟฟ้าเคมีในสารละลาย 3 ชนิด สภาวะการทดสอบการกัดกร่อน ประกอบด้วยระยะเวลาการทดสอบ และรูปแบบของสารละลาย หลังจากทำการทดสอบการกัดกร่อน พื้นผิวที่ผ่านการทดสอบถูกทำการศึกษาเพื่อหาคุณลักษณะของพื้นผิวและและอัตราการกัดกร่อนของชิ้นทดสอบ ผลการทดลองสามารถสรุปมีดังนี้ ผลการจุ่มทดสอบที่ระยะเวลา 30 วัน แสดงอัตราการกัดกร่อนของ รอยต่อเชื่อมสูงสุดเมื่อทำการจุ่มทดสอบในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 3.5% และมีค่าสูงกว่าน้ำสัปปะรดและน้ำส้มเท่ากับ 16 และ 27% ตามลำดับ การตรวจสอบพื้นผิวชิ้นทดสอบการจุ่ม พบว่าพื้นที่กระทบร้อนด้านเหล็กกล้าไร้สนิม AISI304 เกิดการกัดกร่อนมากกว่าโลหะเชื่อม และพื้นที่กระทบร้อนด้านเหล็กกล้าไร้สนิม AISI316L ตามลำดับ ด้วยเหตุนี้การใช้รอยเชื่อมทิกต่อชนเหล็กกล้าไร้สนิมต่างชนิดกับสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 3.5% จึงต้องระมัดระวังเป็นพิเศษ ผลการทดสอบลักษณะเดียวกันกับการทดสอบแบบจุ่มสามารถพบได้ เมื่อทำการวัดกระแสและศักย์การกัดกร่อนในเทคนิคไฟฟ้าเคมี รอยต่อเชื่อมทิกที่ใช้เทคนิคไฟฟ้าเคมีแสดงการกัดกร่อนสูงสุดที่พื้นที่กระทบร้อนด้านเหล็กกล้าไร้สนิม AISI304 และแสดงการกัดกร่อนต่ำสุดที่เหล็กกล้าไร้สนิม AISI316L

The stainless steels AISI304 and AISI316L are important metal and optimized for applying in a food industry, because of their corrosion resistance property. However, an application of the welded joints of these metals in the food industry is still questionable and is required to study for the impacts which could deteriorate the joints that and used in food industry. This research aims to study a corrosion rate of TIG welding butt joints between stainless steel tubes AISI304 and AISI316L in specified solutions using immersion and electrochemical techniques. Seamless stainless steel tubes of AISI304 and AISI316L, with 60 millimeters long, 60.3 millimeters outside diameter, and 2.8 millimeters tube wall thickness were determined to be base material for this study. Both types of stainless steel tube were welded using a specified welding process parameter, and then mechanically prepared to be tested on corrosion resistance by immersion, and electrochemical test in three types of solutions. The conditions of corrosion testing consist of test duration and solution type. After corrosion test, the tested surface was systematically investigated for surface characteristics and corrosion rate. The results of the experiment were summarized as follows. Immersion test results for 30 days showed that the corrosion rate of the welding joints was highest when the joints were immersed in 3.5% sodium chloride solution and was higher than pineapple and orange juice 16 and 27%, respectively. Surface inspection of immersion test specimen was found that the heat affected zone (HAZ) of stainless steel AISI304 was more corrosive than welding metal, and the HAZ of stainless steel AISI316L, respectively. Therefore, the precautions must be taken when using TIG welding butt joint to difference stainless steel with 3.5% sodium chloride solution. The similar results to the immersion test were found when measuring the current and the corrosion potential in the electrochemical technique were investigated. The TIG welding joint using the electrochemical technique showed the highest corrosion at the HAZ of stainless steel AISI304, and the lowest corrosion at stainless steel AISI316L.