具體腐蝕事例

1、具體腐蝕事故分析,材料選擇不當(dāng)造成的腐蝕破壞事例 事例1-1 某化工廠順酐裝置的刮板蒸發(fā)器筒體用0cr18ni12mo2ti不銹鋼制造，壁厚8 mm。該刮板蒸發(fā)器的功能是將前面降膜蒸發(fā)器底部出來的含馬來酸約85的溶液進(jìn)行第三步濃縮，使馬來酸濃縮脫水生成馬來酸酐。 刮板蒸發(fā)器筒體外的夾套內(nèi)通入溫度140170oc、壓力約2 mpa的蒸汽，以控制蒸發(fā)器內(nèi)的反應(yīng)溫度在80120oc。進(jìn)入筒體的馬來酸溶液溫度為5055，經(jīng)攪拌蒸發(fā)脫水成為馬來酸酐。 刮板蒸發(fā)器投產(chǎn)不到半年就出現(xiàn)進(jìn)料管穿孔泄漏和筒體減薄穿孔,評述 馬來酸是一種較弱的有機(jī)酸，常溫下對金屬材料的腐蝕性很小，低碳鋼也可以使用。 但是，隨溫度升

2、高馬來酸的腐蝕性明顯增加。掛片試驗(yàn)表明，當(dāng)馬來酸的溫度從50升至80 ，0cr18ni12mo2ti不銹鋼的腐蝕率增加幾十倍。 按工藝條件，蒸發(fā)器內(nèi)溫度為80120，在這樣的溫度下，馬來酸對0cr18ni12mo2ti不銹鋼的腐蝕很大。 加之加熱方式不良局部溫度更高，最先與物料接觸的筒體內(nèi)表面腐蝕減薄最嚴(yán)重。 另外，含固體雜質(zhì)的物料在攪拌時(shí)會對筒體產(chǎn)生沖刷作用，進(jìn)一步加劇了材質(zhì)的腐蝕,事例12 某廠鹵水蒸發(fā)器一效加熱室列管使用鈦合金制造，一效加熱室管間通入溫度為127147oc的蒸汽，使管內(nèi)鹵水加熱到115135oc。管內(nèi)鹵水含氯化鈉280 g/l左右，ph 5.56.5。投入運(yùn)行僅10個(gè)月，

3、就有幾十根鈦管破裂穿孔。 評述 鈦在大氣、海水和天然水中都具有優(yōu)異的耐蝕性，這是因?yàn)殁伒拟g化能力很強(qiáng)。鈦可以用于常溫下的稀鹽酸(5以下)。 同樣，鈦和鈦合金對濕氯氣、氯化物溶液，耐蝕性也非常優(yōu)良。但是，即使是中性氯化物溶液，鈦及其合金也只能在一定的溫度范圍內(nèi)使用,一效加熱室管間蒸汽溫度為127147oc，管內(nèi)鹵水溫度為115135oc。 因此鈦合金管工作在發(fā)生腐蝕的區(qū)域，破壞也就是不可避免的了,所以，在選材時(shí)溫度是一個(gè)十分重要的環(huán)境因素。在設(shè)備操作運(yùn)行中也是影響腐蝕的十分重要因素，許多設(shè)備腐蝕破壞事故發(fā)生是由于環(huán)境溫度超出了材料的耐蝕溫度范圍，必須進(jìn)行嚴(yán)格的論證,對于實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備來說，除了考慮

4、主體溫度外，還須注意以下幾點(diǎn)： 溫度不均勻，特別是在有加熱器、冷卻器的場合，這就會造成某些部位溫度高于主體溫度，局部過熱對材料的腐蝕將造成很大影響，這是不言而喻的。 溫度異常，比如在裝置開工和停工過程中常常發(fā)生超溫超壓情況，某些操作方法也可能造成局部溫度超高。 事例13 某廠一臺處理硫酸的設(shè)備，其加熱盤管選擇了316l型不銹鋼，據(jù)說是按照腐蝕圖作出的選擇。但316l型不銹鋼加熱盤管很快發(fā)生腐蝕破壞。以后改為20號合金。調(diào)查表明，當(dāng)初選材是按照硫酸溫度而不是加熱盤管表面溫度,在一般的應(yīng)用中可認(rèn)為腐蝕率小于0.5 mm/a屬耐蝕性良好,事例15 某廠從國外引進(jìn)的一套水處理裝置，硫酸系統(tǒng)的管線和閥門

5、大多數(shù)采用20號合金。在使用不長時(shí)間后，某些部位發(fā)生腐蝕泄漏。 原因是操作中水可能進(jìn)入管道使管道局部溫度升高。 評述 20號合金屬于奧氏體型鉻鎳不銹鋼，但不是美國鋼鐵學(xué)會(aisi)的標(biāo)號，它是美國腐蝕學(xué)家方坦納在1935年發(fā)展的，其中最有名的鍛材是carpenter20，鑄材是durimet20。典型成分為cr 29、ni 20、cu 3.25、mo 2.25。 這種合金材料原來是專為硫酸中使用而發(fā)展的。在室溫下對各種濃度的硫酸都是耐蝕的，按理用于上述條件是可以滿足要求的,實(shí)際使用中系統(tǒng)處于間斷操作，當(dāng)停止進(jìn)酸后，濃硫酸只殘留于管道死角處，置換時(shí)再生水可能與死角中的濃酸接觸，硫酸稀釋放出熱，

6、使該處管道局部溫度升高。 另外，在按程序進(jìn)酸時(shí)，當(dāng)閥門開啟后、由于水壓高于酸的壓力，可能使水倒流進(jìn)入酸管。濃硫酸與水混合大量發(fā)熱。 這兩種原因都可能使管道局部溫度超過了20號合金在硫酸大幅度濃度范圍內(nèi)的使用極限溫度65oc，故而產(chǎn)生腐蝕,事例16 一個(gè)碳鋼容器裝濃的乙二醇腳料，溫度150。腳料中含0.2naoh。使用不久，碳鋼容器發(fā)生嚴(yán)重的全面腐蝕，器壁減薄。 評述 碳鋼在naoh溶液中的腐蝕與堿濃度和溫度有很大關(guān)系。在常溫稀堿溶液中，碳鋼腐蝕速度很小，屬于耐蝕材料，這是因?yàn)楸砻嫔闪酥旅艿谋Ｗo(hù)膜。因此碳鋼是處理常溫稀堿溶液的常用結(jié)構(gòu)材料。 當(dāng)naoh濃度大干30，表面膜的保護(hù)性能降低，腐蝕速

7、度增大。當(dāng)naoh濃度大于50，碳鋼發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。 隨溫度升高。這過程變得更顯著。堿濃縮罐中的腐蝕和鍋爐堿腐蝕就是這類實(shí)例。 一般說來，碳鋼材料可用于處理87oc以下、濃度小于50的naoh溶液,事例17 某廠輸送35硫酸的泵，原來的材質(zhì)為20號合金。在20號合金泵損壞后，改用哈氏合金b。這是因?yàn)槿藗兌贾拦虾辖餬對中等濃度硫酸的耐蝕性很好。但哈氏合金b泵只用兩周就發(fā)生腐蝕破壞。 腐蝕原因是管路中有一個(gè)噴嘴。 評述 腐蝕圖中的硫酸是指“純硫酸”，即硫酸中不含其他雜質(zhì)。如果硫酸中含有氧化性物質(zhì)，如溶解氧、硝酸等，哈氏合金b的腐蝕率將大大增加。 這是因?yàn)楣虾辖餬的主要成分是鎳(68)、鉬(28

8、)，另有少量鐵(5)、釩(1)，不含對氧化性介質(zhì)耐蝕性好的合金元素鉻，所以哈氏合金b只是在非氧化性酸中表現(xiàn)出優(yōu)良的耐蝕性，比如在不含溶解氧的純鹽酸中，在整個(gè)濃度和溫度范圍內(nèi)哈氏合金b都是耐蝕的,實(shí)際考查一下本事例中所使用的泵，原來硫酸是經(jīng)過了一個(gè)洗滌噴嘴后才進(jìn)入泵，在經(jīng)過噴嘴時(shí)吸入了空氣。因此泵送的硫酸中含有飽和的空氣，這就使哈氏合金b泵的腐蝕行為和不含空氣的“純硫酸”中該合金的腐蝕行為有很大差別，而這一點(diǎn)在選材時(shí)被忽視了。 對于這種含有空氣的硫酸，應(yīng)選用哈氏合金c。哈氏合金c含有18的鉻，提高了對氧化性介質(zhì)的耐蝕性，使它在含氧化劑的酸中的耐蝕性優(yōu)干哈氏合金b。 這是微量成分影響腐蝕的典型例子

9、,事例1-8 蒙乃爾合金(monel屬鎳基合金，含銅30左右，含鐵最大2.5)是用于處理熱的無水氫氟酸的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備材料(所謂天然組合)。某廠氫氟酸烷基化工藝中的精制熱交換器選擇蒙乃爾合金制造管束，該設(shè)備為水平管殼式。無水氫氟酸走管程，低壓蒸汽走殼程，使無水氫氟酸受熱蒸發(fā)。僅僅使用幾個(gè)月，最后兩程的管子發(fā)生腐蝕破壞，而前四程管子的腐蝕很輕微。 蒙乃爾合金管束的腐蝕是由干氫氟酸中含有硫酸。 評述 蒙乃爾合金屬鎳基(nicu)合金，主要用于非氧化性介質(zhì)，對鹵族元素、中性水溶液、一定濃度和溫度的苛性堿溶液以及中等溫度的稀鹽酸、稀硫酸、磷酸等是耐蝕的，在所有濃度與溫度的氫氟酸也是耐蝕的,但蒙乃爾合金對氧化

10、性介質(zhì)，如濃硫酸、硝酸、氧化性鹽(如fecl3，cucl2)是不耐蝕的。 所以蒙乃爾合金在脫氧條件下，能用于各種濃度的氫氟酸，當(dāng)氫氟酸中含氧化性雜質(zhì)時(shí)腐蝕速度增大。 工業(yè)無水氫氟酸含0.001的硫酸。 這種含量的硫酸對蒙乃爾合金本來不會造成腐蝕影響，問題是在本事例的設(shè)備中，由于硫酸沸點(diǎn)高并不蒸發(fā)；氫氟酸的蒸發(fā)造成硫酸在最后兩程管子里聚集。熱的濃硫酸屬強(qiáng)氧化性介質(zhì)，造成蒙乃爾合金管的腐蝕破壞,事例19 某廠生產(chǎn)氯化鋅的方法是，將鍍鋅廠回收和其他來源的鋅用鹽酸溶解，然后用化學(xué)藥劑處理，再在濃縮槽中加熱蒸發(fā)。 濃縮槽中使用的鎳加熱管發(fā)生孔蝕，壽命很短。 于是用鐵制加熱管在濃縮槽中進(jìn)行了一個(gè)月試驗(yàn)，沒

11、有發(fā)現(xiàn)腐蝕問題。 但鋯制加熱管僅使用了6個(gè)月就發(fā)生腐蝕破壞。 經(jīng)過調(diào)查找出了原因：有的鍍鋅廠鍍鋅工藝配方中使用了氟化物，因此回收的鋅中含氟化物,評述 鋯是一種難熔金屬，雖然標(biāo)準(zhǔn)電位很負(fù)，化學(xué)性質(zhì)活潑，但由于表面易生成致密的保護(hù)性氧化膜，所以具有優(yōu)良的耐蝕性。 鋯對堿和許多酸(包括氫碘酸和氫溴酸)耐蝕性很好，但不耐王水和氫氟酸的腐蝕，因?yàn)樗鼈兡苁逛喩山j(luò)離子而溶解。 盡管鋯對濃度低于35、溫度低于100的鹽酸是耐蝕的，在本事例的工藝中耐蝕性應(yīng)無問題，但由于回收鋅中夾帶氟化物，因而很快發(fā)生腐蝕破壞,事例110 一個(gè)研究人員需要純凈的乙烯乙二醇。他設(shè)計(jì)了一個(gè)塔來蒸餾原料。塔中使用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的鋁鏈條作為

12、填料，這樣可以使分離效率高而壓降小。隨著蒸餾進(jìn)行乙烯乙二醇脫水，鋁鏈條開始消失,評述 這個(gè)事例與前而的事例正好相反。環(huán)境中的雜質(zhì)不僅不會加速金屬的腐蝕，而且能對金屬起緩蝕劑作用。 乙烯乙二醇中含有微量水對鋁的耐蝕件是必要的。這是因?yàn)闆]有水，鋁表面保護(hù)膜不能形成。在其他一些有機(jī)化合物中也有類似待征,事例111 某造紙廠漂白工段制備二氧化氯漂白液設(shè)備，使用直徑為22 mm工業(yè)純鈦管，輸送鋼瓶裝氯氣，氯氣流過僅半小時(shí)，鈦管即燒毀只剩下未燒完的鈦法蘭。 評述 這里鈦管的腐蝕破壞是出于選材不當(dāng)。 鈦及其合金是優(yōu)良的耐蝕金屬材料，持別對氯化物溶液和濕氯氣，鈦的耐蝕性能極佳。 這是因?yàn)殁佲g化后表面生成的ti

13、o2保護(hù)膜十分穩(wěn)定，具有耐氯化物的優(yōu)良特性。所以，鈦制濕氯冷卻器得到了成功的應(yīng)用,但是，鈦在無水的氧化性介質(zhì)中則是危險(xiǎn)的，因?yàn)楸仨氂兴拍芫S持鈦表面穩(wěn)定的鈍態(tài)。如果無水，鈦表面鈍態(tài)不穩(wěn)定，而鈦是十分活潑的金屬，將發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)。 比如鈦在發(fā)煙硝鞍中可能“著火”在干燥氯氣中可能“自燃”，都是激烈化學(xué)反應(yīng)的表現(xiàn)。 如果氯氣中含少量水，則鈦非常穩(wěn)定。至于需要多少水，有人認(rèn)為應(yīng)大于0.05，有人提出應(yīng)大于0.3，還有的公司規(guī)定含水量應(yīng)大于1.5。 當(dāng)溫度升高時(shí)，需要更多的水才能維持鈦的穩(wěn)定,我國鋼瓶氯氣部頒標(biāo)準(zhǔn)的水含量為0.06，這是因?yàn)闈衤葰鈱︿撈扛g性極強(qiáng)，而鋼在干燥氯氣中腐蝕率很小。所以，氯

14、氣中的水對碳鋼和鈦的腐蝕有著完全相反的影響。為了保證鋼瓶不因腐蝕而造成嚴(yán)重的破壞后果，必須規(guī)定瓶裝氯氣含水量很低。 含水量這么低的氯氣對鈦是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)殁伒拟g態(tài)極不穩(wěn)定，而且實(shí)際使用中還有流速、沖擊、摩擦等因素，很容易造成鈦發(fā)生自燃，這種事故已發(fā)生多次。所以，不應(yīng)當(dāng)使用鈦制設(shè)備處理瓶裝氯氣,事例1-12 一座舊罐頭廠經(jīng)修理成為了美國某州自然資源和環(huán)境控制小組的新家。為了模擬19世紀(jì)中期的廠房，承包商選擇了金屬板作所有傾斜房頂表面。板材質(zhì)是鋅，含少量銅、鈦(改善耐蝕件)。原房頂為石板片，但這種材料價(jià)格太貴。房頂是平面和傾斜面的復(fù)雜排列，平的部分或者是橡膠片，或者是煤焦瀝青。煤瀝青部分未加保護(hù)

15、性礫石。 入住不到一年，鋅板上出現(xiàn)孔洞?？锥锤浇\板內(nèi)外表面都有黑銹。 采集雨水樣分析表明雨水ph值偏低，一個(gè)樣為2.3，一個(gè)為3.0，一個(gè)為4.4-6.0。含硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物水平各不相同。原來該建筑處于易發(fā)生酸雨的區(qū)域，工業(yè)污染是雨水高酸性的來源,評述 酸雨是指ph5.6的自然降水的總稱，由于酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。國外80年代的統(tǒng)計(jì)，酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失在國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值中的比例在美國為0.23，英國為0.15，荷蘭為0.1。 國內(nèi)對西南兩省1987年酸雨對鍍鋅鋼和涂漆鋼造成的損失調(diào)查表明，其經(jīng)濟(jì)損失為該兩省社會總產(chǎn)值的0.23。 大氣是金屬材料最廣泛的一種腐蝕環(huán)境，金屬材料的大氣腐

16、蝕速度一受空氣濕度的影吶，二受空氣中污染物質(zhì)的影響。 由于含硫燃料(石油、煤)燃燒產(chǎn)生大量硫化物，所以城市大氣和工業(yè)區(qū)大氣含污染物比農(nóng)村大氣高得多。鐵和鋅在含硫化物的大氣中的腐蝕速度比潔凈大氣中高得多。這是因?yàn)檫@些硫化物溶于金屬表面水膜中形成酸性溶液,事例113 利用燃燒廢氣直接預(yù)熱煤氣是一種節(jié)能措施。某廠煤氣預(yù)熱器管的結(jié)構(gòu)見圖1-6。冷煤氣為室溫，預(yù)熱后達(dá)250-300，煙氣溫度500-650。設(shè)計(jì)壽命3年。內(nèi)管材質(zhì)：20號鋼，外管材質(zhì)：對著煙氣側(cè)前二排管子為1cr18ni9ti不銹鋼，其余為0cr13不銹鋼。 使用近一個(gè)月發(fā)現(xiàn)管道堵塞。經(jīng)檢查，內(nèi)管的內(nèi)外壁均大面積腐蝕減薄。腐蝕產(chǎn)物剝落，堆

17、積于內(nèi)管底部造成堵塞。腐蝕類型為高溫硫化。處于預(yù)熱器前端中低溫區(qū)域的換熱器外表面發(fā)現(xiàn)有少量硫酸露點(diǎn)腐蝕區(qū)域。但預(yù)熱器破壞的主要原因是高溫硫化,評述 盡管內(nèi)管接觸煤氣的濕度并不高，但燃料中一般都含硫，煤氣中就含有硫化物，用高硫燃料所生產(chǎn)的煙氣中硫化物含量也很高。該廠煤氣中h2s含量就比較高，高溫下與鋼鐵發(fā)生反應(yīng)生成鐵的硫化物,高溫硫化也屬于高溫氧化范疇，但高溫硫化比高溫氧化對金屬材料的危害更大，因?yàn)榱蚧锓€(wěn)定性差(feo和fes的標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓分別為-244和-97.64k j/mol)，加之硫化物體積較大，生成硫化物時(shí)內(nèi)應(yīng)力高、膜結(jié)構(gòu)疏松、易破裂；硫化物的晶格缺陷多，硫化物之間或硫化物與金屬氧

18、化物之間可能生成低熔點(diǎn)共晶物，這些特點(diǎn)造成高溫硫化物對下而的金屬沒有保護(hù)作用,所以，對這種含硫高的煤氣，選用這種普通碳鋼制作預(yù)熱器管是不恰當(dāng)?shù)?。含鋁、硅和鉻的低合金鋼具有很好的抗高溫氧化和高溫硫化的能力，鋁、硅的效果比鉻更大。 也可對碳鋼進(jìn)行表面處理，比如熱浸鋁，熱浸鋁鋼的抗高溫硫化和高溫氧化性能比普通碳鋼要好得多。用這種鋼不僅可以制作內(nèi)管，也可代替不銹鋼制作外管，以節(jié)省材料費(fèi)。 在溫度偏低的部位則會發(fā)生硫酸露點(diǎn)腐蝕。硫酸露點(diǎn)腐蝕是鍋爐煙道常見的一種腐蝕現(xiàn)象，解決這種腐蝕問題的根本辦法是保證煙道溫度不低于硫酸露點(diǎn)。選用耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的低合金鋼也可取得好的效果,事例114 某廠熱浸鍍鋅槽中的碳鋼

19、托架(用于支持陶瓷導(dǎo)向塊)使用不久發(fā)生腐蝕破壞，最短只有半個(gè)月。槽溫450-460oc。嚴(yán)重的局部腐蝕發(fā)生在托架的垂直面上熔融鋅液面位置，形成很深的溝槽。托架其余部分和碳鋼槽壁腐蝕輕微。 原因是制造托架的鋼含硅量高。 評述 這里托架發(fā)生了液態(tài)金屬腐蝕。液態(tài)金屬的腐蝕作用屬于物理性質(zhì)，如直接溶解或生成金屬間化合物，金屬問化合物再發(fā)生剝離。 在熱浸鍍鋅過程中，淹沒在液面以下的槽壁和托架直接與熔融鋅接觸，發(fā)生液態(tài)金屬腐蝕。但為什么槽壁的鋼板腐蝕很輕微呢,制造槽子的鋼材含c量和含si量很低(0.05 c、0.01 si)，而制造托架的鋼材含si和p分別為0.20和0.25。 鋼中所含的雜質(zhì)對其在熔融鋅

20、中的液態(tài)金屬腐蝕有很大影響，尤其是硅含量特別重要。一般地說，含碳小于0.25、磷小于0.05、硅小于0.05、錳小于1.35的鋼適用于制造熱浸鍍鋅設(shè)備。 含硅大于0.05的鋼在熔融鋅中表面生成結(jié)合力很差的厚膜，因而腐蝕率很大,事例1-15 三個(gè)有鍍層的碳鋼螺栓用于熱處理爐中，環(huán)境溫度大約400。螺栓發(fā)生脆性斷裂。掃描電鏡檢查表明斷裂為晶間型，對斷裂表面進(jìn)行edxa(能量彌散x射線分析)指出，存在大量cd，少量zn。未使用的同種螺栓分析符合機(jī)械性能要求。鍍層鑒定為鋅。 事例1-16 某廠一條過熱蒸汽管線(溫度360-371oc)上有一個(gè)整體節(jié)流裝置，安裝后不到24小時(shí)，高強(qiáng)的碳鋼緊固件發(fā)生破壞，

21、從裝置上落下，蒸汽噴出。經(jīng)檢查，螺母上的徑向裂縫垂直于螺紋，螺栓上僅僅在與螺母結(jié)合的區(qū)域有破裂的螺紋。破裂模式為脆性、晶間型。分析表明，螺栓表面鍍了鋅，而螺母表面鍍鎘，在大的裂縫中有鋅含量大于3的鋅鎘合金,評述 這兩例中的液態(tài)金屬不是大量的熔融鋅，而是熔化的鍍層；造成的破壞是部件變脆(液體金屬脆化簡記為lme)。 zn的熔點(diǎn)為419.6，cd為321oc。在例1-15中，環(huán)境溫度400oc，當(dāng)溫度超高達(dá)到鋅的熔點(diǎn)螺栓表面的鋅鍍層就會熔化，液態(tài)金屬沿碳鋼螺栓晶界浸蝕，造成螺栓機(jī)械性能惡化。從分析結(jié)果推測，某些緊固件可能鍍層是cd，或者這三個(gè)破壞螺栓附近有鍍cd部件。cd甚至在 232oc下就能使

22、鋼變脆，因而更具危險(xiǎn)性。 在事例1-16中，蒸汽溫度比鋅的熔點(diǎn)低得多，但高于cd的熔點(diǎn)，所以破壞只發(fā)生在螺栓與螺母接觸的區(qū)域。在360-371oc的溫度下，螺母上的cd鍍層熔化，螺栓上的鋅層溶于熔融的cd中、形成zn-cd合金。液態(tài)zn-cd合金沿基材晶界浸蝕，造成晶間腐蝕破壞,碳鋼零部件(如螺栓、螺母)表面用電鍍或熱浸方法覆蓋一層zn或cd是一種應(yīng)用廣泛的防護(hù)技術(shù)，鍍鋅鐵絲和鍍鋅鐵皮使用也很廣泛。 這種鍍zn或cd的零部件和材料主要用于大氣環(huán)境或中性水溶液，這是因?yàn)閦n和cd在這些環(huán)境巾耐蝕性很好，且能對基材起到陰極保護(hù)作用。 在濕熱氣候條件或污染嚴(yán)重的大氣中，zn的腐蝕速度增大，cd鍍層的

23、耐蝕性比zn鍍層要好一些。 zn和cd不能用于比較高的溫度，比如測試鍍層結(jié)合強(qiáng)度的加熱法，對zn和cd鍍層規(guī)定的加熱溫度為180-200oc。而這兩個(gè)事例中環(huán)境溫度達(dá)到360-400oc，采用鍍zn或cd的緊固件顯然是錯(cuò)誤的,事例117 一臺用于將diesel廢氣從71oc加熱到84的熱交換器發(fā)生孔蝕，大約在22小時(shí)內(nèi)將0.53 cm厚的管子蝕穿(腐蝕率達(dá)到200 mm/a)。廢氣走管程，熱水走殼程。熱交換器材質(zhì)為316不銹鋼。 在熱交換器上游，廢氣鼓泡通過水洗滌器冷卻到71oc左右。廢氣被水蒸氣飽和，含有夾帶的小液滴。 金相檢查表明，蝕孔是從內(nèi)向外發(fā)展的。 評述 廢氣被水蒸氣飽和，并夾帶小液

24、滴。而水中又含較多的氯化物。分析表明，用于洗滌的自來水中氯化物含量為0.020.07，硫酸鹽含量為0.30.4。在換熱管內(nèi)壁有一層水膜，水膜中的氯化物進(jìn)一步濃縮，其含量比自來水中更高；硫化物則使ph值降低(1.71.9)；環(huán)境溫度為7184oc。在這種工作環(huán)境中奧氏體316型不銹鋼很容易發(fā)生孔蝕和縫隙腐蝕,其實(shí)，普通的鉻鎳奧氏體不銹鋼在氯化物環(huán)境中容易發(fā)生孔蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂，對從事材料相腐蝕專業(yè)的技本人員是常識。 這是因?yàn)椴讳P鋼的耐蝕性來自表面鈍化，生成一層保護(hù)性的鈍化膜。氯離子是一種活性離子，能使鈍化膜局部破壞，形成孔蝕源，蝕孔內(nèi)的閉塞幾何條件導(dǎo)致腐蝕強(qiáng)度不斷增大，蝕孔快速發(fā)展。

25、316型不銹鋼含mo量小(23)，水膜為酸性氯化物溶液時(shí)，氯化物濃度較大，溫度較高，316型不銹鋼鈍態(tài)極不穩(wěn)定，故局部腐蝕很容易發(fā)生，22小時(shí)內(nèi)管子蝕穿，可見蝕孔發(fā)展速度之快。 所以，這臺換熱器的材料選擇是不信當(dāng)?shù)?，如果不改變工藝，就?yīng)當(dāng)選用耐孔蝕性能更好的合金,事例119 某煉油廠常減壓裝置減壓渣油泵軸套材質(zhì)為40號碳素結(jié)構(gòu)鋼。使用短短一個(gè)月時(shí)間就發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，表面呈黑色，凸凹不平，有花生殼似的麻點(diǎn)坑。肉眼可見極薄的脆性腐蝕產(chǎn)物層，并開裂脫落。這是典型的高溫硫化腐蝕形態(tài)。 腐蝕主要發(fā)生在大端，一個(gè)月時(shí)間內(nèi)減薄0.8 mm。由于軸套結(jié)構(gòu)尺寸改變，已不能滿足工藝要求，遂告報(bào)廢。 該廠原油中含硫質(zhì)

26、量分?jǐn)?shù)為0.8左右。 評述 原油中含有一定量的環(huán)烷酸和硫化物。到了渣油泵部位，油料中所含環(huán)烷酸已大大減少，腐蝕主要是硫化物(主要是硫化氫)造成的，h2s與fe發(fā)生反應(yīng)生成鐵的硫化物(主要是fes)，h2s也可以分解出活性更強(qiáng)的元素s，更易與鐵反應(yīng)生成fes,硫化物腐蝕主要發(fā)生在375oc以上。減壓渣油泵所處溫度(360380oc)正好在硫化物高溫腐蝕范圍。 該廠原油硫含量較高(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8左右)。硫化物含量越高，腐蝕過程越劇烈，腐蝕速度越快。 另外，渣油泵中油料高速流動，軸套大端是與油料接觸的主要部分。在高速油料沖擊下，腐蝕產(chǎn)物不斷剝落，新鮮金屬表面裸露出來，造成嚴(yán)重腐蝕。 40號碳鋼耐高

27、溫硫腐蝕性能差，不符合渣油泵工作環(huán)境下的耐蝕性能要求，應(yīng)選用其他耐蝕材料。 如果仍然選用碳鋼，應(yīng)對油套進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，如化學(xué)鍍np合金就是一種有效的防護(hù)技術(shù)，經(jīng)過化學(xué)鍍nip合金、可提高使用壽命6倍多,事例120 某石油化工廠常減壓車間減粘事故線在109號閥后管道穿孔，引起火災(zāi)，使常壓工段停廠。破口在管線底部距法蘭盤50 mm處，破口呈三角形，高85 mm，寬72 mm。事故線介質(zhì)為減壓蒸餾塔底渣油、溫度400，含硫量1.2，流速0.3 m/s。 事故線材質(zhì)為20號鋼，原厚度7 mm，使用2年被蝕穿，腐蝕率達(dá)3.5 mm/a。 評述 與上一事例一樣，渣油系統(tǒng)的腐蝕主要為高溫硫腐蝕。 該廠渣油

28、硫含量高(1.2)、溫度達(dá)400。h2s和h2s分解生成的活性s與fe反應(yīng)生成無保護(hù)性的fes，所以對碳鋼腐 蝕十分嚴(yán)重,另外，流速和流動狀態(tài)對高溫硫腐蝕也有很大影響。事故線渣油流速為0.3 m/s，平常操作中109閥開度不足二分之一，在閥后一定距離流體截面最小，流速最大(約為0.8 m/s)，渣油直接沖擊管線底部，故對該處管線產(chǎn)生嚴(yán)重磨損腐蝕，造成穿孔。 所以，應(yīng)選擇更耐腐蝕和磨損的材料。比如管道可選低合金鋼cr5mo，彎頭和閥后管道可選1cr18ni8不銹鋼。 介質(zhì)流速也是一個(gè)很重要的環(huán)境因素。很多情況下流速增大將使材料腐蝕率增加。特別是當(dāng)介質(zhì)流速很高時(shí)，會造成一種破壞性很大的局部腐蝕形態(tài)

29、：磨損腐蝕。 流體的沖刷使材料表面保護(hù)膜被破壞，露出新鮮金屬表面遭受介質(zhì)的腐蝕；腐蝕造成表面不平，流動紊亂，形成渦流和渦旋，進(jìn)一步增大了流體的沖刷。這種相互促進(jìn)的聯(lián)合作用導(dǎo)致設(shè)備壁厚嚴(yán)重減薄，最終穿孔。流動系統(tǒng)中的設(shè)備，如管道、管件、閥門、攪拌器、泵葉輪、汽輪機(jī)葉片等，磨損腐蝕是一種常見的腐蝕破壞原因,某廠輸送7發(fā)煙硫酸的離心泵殼是用碳鋼制造的，在僅使用72小時(shí)后就發(fā)生腐蝕破壞。之所以選擇碳鋼，是根據(jù)處理同樣濃度酸的管道的使用經(jīng)驗(yàn)。 但是，管道中酸的流速僅為0.9 m/s，而泵中酸的流速達(dá)到18 m/s。 不管流速有多大的差別，將管道的使用“經(jīng)驗(yàn)”硬搬到泵上來，這樣的選材沒有不出問題的,事例1

30、23 幾年前，一家工廠為用戶生產(chǎn)了大型電控制柜。柜內(nèi)安裝了控制用電線及硬件，包括許多鍍cd部件。柜內(nèi)壁用一種快干的乙烯基烷基白瓷漆涂裝。為防止生銹，控制柜進(jìn)行了嚴(yán)密包裝。運(yùn)到用戶所在地后，在庫房中放置了12個(gè)月。安裝前打開發(fā)現(xiàn)所有鍍cd部件上都有一層厚白色腐蝕產(chǎn)物，用戶理所當(dāng)然地要求更換。 評述 鍍cd件的腐蝕是控制柜內(nèi)使用了不恰當(dāng)?shù)耐苛显斐傻摹?油漆產(chǎn)生的少量有機(jī)揮發(fā)氣氛(主要是甲酸、乙酸以及氨、酚等)對cd鍍層的大氣腐蝕起了極大的加速作用。腐蝕產(chǎn)物呈白色的硫松粉末，沒有保護(hù)作用。這種腐蝕稱為“氣氛腐蝕”。 除油漆外，塑料、樹脂、木材也是造成這種氣氛腐蝕的重要原因。鋅鍍層也有這種腐蝕問題,氣

31、氛腐蝕，尤其是鋅、cd鍍層的氣氛腐蝕，是電機(jī)、電器、儀表工業(yè)的腐蝕問題之一，我國(前)航空工業(yè)部針對這一問題發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn) hbz3282“有機(jī)材料揮發(fā)氣氛對鋅、鎘鍍層的腐蝕與防護(hù)指南”。 在表面有zn(cd)鍍層的產(chǎn)品包裝時(shí)，為了解決氣氛腐蝕，應(yīng)避免使用揮發(fā)腐蝕性氣氛強(qiáng)的材料，如新鮮木材包裝箱。如果包裝箱表面涂覆了有機(jī)材料保護(hù)層(如油漆、玻璃鋼)，應(yīng)等覆蓋層完全固化后使用。另外，控制環(huán)境相對濕度在60以下，也有利于減小氣氛腐蝕問題。 在材料選擇時(shí)注意不同材料之間的相容性是一個(gè)非常重要的問題,不同金屬之間可能造成腐蝕性影響，這在下面(電偶腐蝕部分)還要介紹。非金屬材料也會對金屬帶來腐蝕問題。其他例

32、子有： 氯化塑料(如聚氯乙烯)受熱時(shí)分解放出氯化氫，與水汽結(jié)合形成強(qiáng)腐蝕性鹽酸； 在設(shè)備表面用油漆標(biāo)記，這是制造業(yè)中一種常見做法。當(dāng)使用含s和pb的油漆在ni制設(shè)備表面標(biāo)記，就會造成ni的腐蝕。 有的大化肥廠在尿素設(shè)備組裝時(shí)用粉筆做標(biāo)記，開車前沒清除，投產(chǎn)后引起標(biāo)記部位發(fā)生孔蝕,事例124 一個(gè)大的木制混合罐用于混合顏料，已成功使用多年，唯一的問題是底部和下部周邊的機(jī)械磨損。工藝物料為酸性，ph2。有人提出用硅酸鹽灰漿在底部和周邊1.5m襯砌耐酸磚來減輕磨損。襯砌后因停產(chǎn)，貯罐有幾個(gè)月未用，故決定裝滿水以保持木材脹大而緊密。3個(gè)月后重新使用，攪拌一開始磚就松動。 評述 用襯耐酸瓷磚來提高貯罐耐

33、磨性能當(dāng)然是可行的，對這種酸性物料，耐酸瓷磚的穩(wěn)定性也很高。磚板襯里必須使用膠泥作為膠粘劑，才能使磚板與其材以及磚板與磚板之間連接成一個(gè)整體。對于磚板襯里來說，膠泥的性能和襯砌質(zhì)量襯里層往往是保護(hù)效果的關(guān)鍵。 硅酸鹽類型的膠泥(如常用的水玻璃膠泥)對酸有優(yōu)良的耐蝕性但對水及堿的耐蝕性很差，即使在常溫下浸在水中也會慢慢溶解,事例125 條鑄鐵廢水管道(廚房及生活用水)埋于土壤中發(fā)生石墨化腐蝕。在重建時(shí)決定改用聚氯乙烯(pvc)管。當(dāng)82oc的洗盤子水流入，pvc管損壞；。 評述 石墨化腐蝕是一種選擇性腐蝕，發(fā)生于灰口鑄鐵。灰口鑄鐵小的石墨以網(wǎng)絡(luò)狀分市在鐵素體內(nèi)，在土壤(尤其是含硫酸鹽的土壤)中，

34、鐵發(fā)生選擇性溶解而留下石墨、空隙和鐵銹構(gòu)成的殘?bào)w骨架。使鑄鐵失去強(qiáng)度和金屬性，但從外形看并無多大改變。 球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵不存在石墨網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，白口鑄鐵不含游離碳，因此不會發(fā)生石墨化這種腐蝕破壞形態(tài)。該廢水管道既然發(fā)生了石墨化腐蝕，可肯定是灰口鑄鐵。如果要更換可以選擇不會發(fā)生石墨化腐蝕的其他鑄鐵管道,在本例中選用了pvc管道，pvc塑料作為耐腐蝕非金屬材料得到了廣泛應(yīng)用，這是因?yàn)閜vc塑料具有比較高的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐許多種酸、堿、鹽、碳?xì)浠衔铩⒂袡C(jī)溶劑的腐蝕，只有強(qiáng)氧化性酸(濃硫酸、濃硝酸)中等極性的溶劑(氯代烷烴、酮類、醚類)能對pvc塑料造成破壞。 和金屬材料的選擇原則一樣，除了材料在服役

35、環(huán)境中的耐蝕性，還必須考慮材料的物理、機(jī)械性能和加工成型性能。 雖然pvc塑料易于成型、可以焊接，有一定強(qiáng)度。但pvc塑料的耐溫性不高，其馬丁耐熱溫度只有65，推薦使用溫度為60以下。 所以pvc塑料主要用于制作室溫下使用的耐酸堿設(shè)備，如常壓硝酸吸收塔、硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)的電除霧器、二氧化硫泡沫吸收塔、氯堿生產(chǎn)中的電解槽出口濕氯氣總管，以及鹽酸槽車、貯罐等。 而廚房廢水的溫度可能較高，很容易超過pvc的使用溫度限，從而造成了管道的破壞,事例126 蒸汽冷凝系統(tǒng)中的碳鋼配管因?yàn)樗泻鹾投趸及l(fā)生腐蝕，維修費(fèi)用很高。后改為環(huán)氧玻璃鋼配管系統(tǒng)，用聚氨基甲酸酯泡沫塑料隔熱。運(yùn)行中一個(gè)蒸汽閥損壞，182o

36、c的蒸汽進(jìn)入配管系統(tǒng)，玻璃鋼管道和隔熱層都破壞了。 評述 從選材的角度講，這一個(gè)錯(cuò)誤是沒有把環(huán)境條件搞清楚造成的。前面已多次指出，在考慮環(huán)境條件時(shí)不僅要注意正常環(huán)境條件，也留注意到異常環(huán)境條件，這個(gè)例子再次說明了這點(diǎn)。 非金屬材料(包括塑料)的性能存在弱點(diǎn)，耐熱性較差就是其中之一。使用塑料設(shè)備必須注意溫度，不僅要注意主體介質(zhì)溫度，而且要注意局部溫度。不僅要注意正常溫度，而且要注意可能出現(xiàn)的異常情況。 當(dāng)然也可以選用玻璃鋼管道，但必須考慮玻璃鋼配管系統(tǒng)與蒸汽系統(tǒng)相通這一因素，在設(shè)計(jì)時(shí)采取預(yù)防蒸汽進(jìn)入玻璃鋼管道的措施,玻璃鋼 以玻璃纖維或其制品作增強(qiáng)材料的增強(qiáng)塑料，稱謂為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，或稱謂玻

37、璃鋼。由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。 玻璃具有硬而易碎，具有很好的透明性以及耐高溫、耐腐蝕等性能；同時(shí)鋼鐵很硬并且不易碎，也具有耐高溫的特點(diǎn)。于是人們開始想，如果能制造一種既具有玻璃的硬度、耐高溫、抗腐蝕的性質(zhì)，又具有鋼鐵一樣堅(jiān)硬不碎的特點(diǎn)，那這種材料一定會大有用途。 人們經(jīng)過研究試驗(yàn)，終于制出了這樣一種復(fù)合材料。它，就是能與鋼鐵比肩而立的玻璃鋼,我們先來看一個(gè)試驗(yàn)，了解了解它的性能優(yōu)良與否。 在一個(gè)群山環(huán)抱、綠樹成蔭的山谷里，一次試驗(yàn)正在進(jìn)行。遠(yuǎn)在二百米以外的掩體后的人們，眼睛都盯著山谷中央放著的一個(gè)氧氣瓶?？諝鈮嚎s機(jī)有節(jié)奏地轉(zhuǎn)動著，通過合金鋼管道向

38、那氧氣瓶不斷地充氣。壓力表上的指針牽動著每個(gè)人的心。讀數(shù)從100200400500漸漸上升，直到700 kg/cm2時(shí)，只聽得一聲震天巨響，氧氣瓶爆炸了！周圍的人們歡呼著跳起來：“成功了！” 氧氣瓶是一種耐高壓容器。它所承受的工作壓力是150公斤/平方厘米。為了使用安全，制造時(shí)要求它能忍受三倍的工作壓力，即450公斤/平方厘米。不爆裂，才算合格。上面試驗(yàn)的氧氣瓶，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)要求。這是用什么鋼材制成的呢？是玻璃鋼，更為確切的說，是玻璃與塑料復(fù)合在一起制成的,將另一只玻璃鋼氧氣瓶充氣到公斤/平方厘米，然后從山頂上滾下山谷。它與嶙峋的巖石碰撞著，一直滾到谷底仍然沒有爆裂。玻璃鋼氧氣瓶經(jīng)過了質(zhì)量鑒

39、定考試。 一般玻璃的耐拉強(qiáng)度只有普通鋼材的八分之一。把玻璃融化，拉成只有頭發(fā)直徑的十幾分之一那么細(xì)的玻璃纖維，原來又硬又易碎的玻璃就變成了又軟又耐拉的玻璃纖維，其耐拉強(qiáng)度可增加十幾倍。 大家都知道，水泥塊耐壓，鋼材耐拉。用鋼材作筋骨，水泥砂石作肌肉，讓它們凝為一體，互相取長補(bǔ)短，變得堅(jiān)強(qiáng)無比這就是鋼筋混凝土。 同樣，如我們用玻璃纖維作筋骨，用合成樹脂（酚醛塑料、環(huán)氧樹脂及聚酯樹脂）作肌肉，讓它們凝為一體，制成的材料，其抗拉強(qiáng)度可與鋼材相媲美因此得名叫玻璃鋼,玻璃鋼是近五十多年來發(fā)展迅速的一種復(fù)合材料。玻璃纖維的產(chǎn)量的都是用來制造玻璃鋼。玻璃鋼堅(jiān)韌，比鋼材輕得多。噴氣式飛機(jī)上用它作油箱和管道，可

40、減輕飛機(jī)的重量。登上月球的宇航員們，他們身上背著的微型氧氣瓶，也是用玻璃鋼制成的。 玻璃鋼加工容易，不銹不爛，不需油漆。我國已廣泛采用玻璃鋼制造各種小型汽艇、救生艇、游艇，以及汽車制造業(yè)等，節(jié)約了不少鋼材。藝術(shù)界還用玻璃鋼來做雕塑，電影界用來做道具，既方便快捷，又省成本可以仿制很多種材料效果受到人們的歡迎化工廠也采用酚醛樹脂的玻璃鋼代替不銹鋼做各種耐腐蝕設(shè)備，大大延長了設(shè)備壽命。 玻璃鋼無磁性，不阻擋電磁波通過。用它來做導(dǎo)彈的雷達(dá)罩，就好比給導(dǎo)彈戴上了一副防護(hù)眼鏡，既不阻擋雷達(dá)的“視線”，又起到防護(hù)作用。現(xiàn)在，許多導(dǎo)彈和地面雷達(dá)站的雷達(dá)罩都是玻璃鋼制造的,玻璃鋼還為提高體育運(yùn)動的水乎立下了汗馬

41、功勞。自從有撐竿跳高這項(xiàng)運(yùn)動以來，運(yùn)動員使用木制撐竿創(chuàng)造的最高紀(jì)錄是米。后來使用了竹竿。到一九四二年，把紀(jì)錄提高到了米。竹竿的優(yōu)點(diǎn)是輕而富有彈性，欠缺之處是下端粗而上端細(xì)，再要提高記錄有很大困難，于是人們又用鋁合金竿代替竹竿，它雖然輕而牢固，但彈性不足。這樣，從一九四二年到一九五七年，十五年時(shí)間，撐竿跳高的最高紀(jì)錄僅僅提高了厘米。但自從新的玻璃鋼撐竿出現(xiàn)以后，由于它輕而富于彈性，紀(jì)錄飛速上升，如今的撐桿跳高紀(jì)錄已經(jīng)超過了米大關(guān)。 在今天，玻璃鋼也被大量應(yīng)用在人們的生活方面，由于它的某些特殊品種仍能保留許多玻璃的優(yōu)點(diǎn)，如透明性，于是人們用它作為窗戶玻璃，既能遮擋陽光中的紫外線，又能使居室明亮。人

42、們還把它用來制作各種堅(jiān)固耐用的生活日常用品，如浴具、廚房用具、梳洗用具等,事例128 某廠乙二酸尾氣地溝位于塔與泵之間。溝內(nèi)主要腐蝕液體有：10hno3，10一15naoh。這是由于酸堿泵機(jī)械密封不好引起跑冒滴漏，以及塔體檢修時(shí)排出的腐蝕介質(zhì)，經(jīng)水沖淡后排入地溝。其中一段主要為hno3，另一段為hno3與naoh交替。 原有地溝面層為水玻璃耐酸混凝土表面襯耐酸瓷板(水玻璃膠泥墊砌溝縫)。 投產(chǎn)使用不到6年，地溝底完全塌陷。酸堿介質(zhì)滲入地基腐蝕地梁及柱基。地梁段鋼筋混凝土中的鋼筋已全部被腐蝕掉，柱基已喪失對上部承重結(jié)構(gòu)的承載能力,評述 地溝中的廢水成分一般與生產(chǎn)裝置的物料密切相關(guān)。因此選擇地溝建

43、造材料時(shí)應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)裝置選材一起考慮。 這里，地溝中的廢水含硝酸，水玻璃膠泥和水玻璃耐酸混 凝土是耐蝕的，但廢水中還有相當(dāng)濃度的氫氧化鈉，用水玻璃類材料就是不正確的，因?yàn)榍懊嬉阎赋鏊Ａz泥不耐堿溶液的腐蝕。水玻璃膠泥被堿液腐蝕破壞，加之溝縫不密實(shí)形成縫隙的泄漏，使底層的水玻璃耐酸混凝土與堿液接觸，造成腐蝕破壞。 陶瓷和玻璃屬于硅酸鹽材料，主要成分為sio2，耐酸性能特別好，包括鹽酸、硫酸、硝酸、王水、有機(jī)酸，但不耐氫氟酸和熱濃磷酸。hf與sio2反應(yīng)生成可溶性氟化物，使玻璃、陶瓷受到破壞。玻璃和陶瓷也不耐堿，對常溫的稀堿溶液可以用，溫度較高、濃度較大的堿溶液與玻璃、陶瓷中的sio2反應(yīng)生成可溶

44、性硅酸鹽,水玻璃硬化中析出的硅酸凝膠具有很強(qiáng)的粘附性，因而水玻璃有良好的粘結(jié)能力。 硅酸凝膠能堵塞材料毛細(xì)孔并在表面形成連續(xù)封閉膜，因而具有很好的抗?jié)B性和抗風(fēng)化能力。 硅酸凝膠不與酸類物質(zhì)反應(yīng)，因而水玻璃具有很好的耐酸性。 水玻璃可摻入水泥漿中用于堵漏洞、縫隙等局部搶修，具有速凝和抗?jié)B作用。 水玻璃中堿可激發(fā)礦渣的活性，用水玻璃礦渣配制的砂漿硬化不收縮，可用于修補(bǔ)磚墻裂結(jié)。 水玻璃與氯化鈣溶液分別壓入土壤中后相遇會發(fā)生反應(yīng)生成硅酸凝膠，包裹土壤顆粒，填充空隙、吸水膨脹，可以防止水分透過，加固土壤,事例129 一個(gè)襯橡膠的氫氟酸貯罐使用了20年。更換時(shí)用戶想更現(xiàn)代化，選擇了纖維纏繞玻璃鋼容器。如

45、果用合成材料做一個(gè)內(nèi)部腐蝕屏障的話，生產(chǎn)廠保證這個(gè)容器可用于裝氫氟酸。最后在使用前為了安全，容器被放在用堤堰圍起的區(qū)域內(nèi)，底部墊了石灰石。在1年內(nèi)，容器斷裂，氫氟酸逸出。幸好有堤堰保護(hù)才防止了造成嚴(yán)重的人身傷害。重新制作時(shí)仍然使用襯橡膠的碳鋼容器。 評述 材料選擇是科學(xué)。應(yīng)用新材料是正確的，否則我們的腐蝕控制工作就不能前進(jìn)了。但應(yīng)用新材料并不是趕時(shí)髦。不管新材料也好，原用材料也好，材料選擇都必須建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上，否則只能徒勞無功,關(guān)于處理氫氟酸設(shè)備的選材，包括金屬材料和非金屬材料。金屬材料中，蒙乃爾合金對不含溶解氧或其他氧化劑的氫氟酸在整個(gè)濃度溫度范圍內(nèi)部是耐蝕的。非金屬材料也有許多對氫氟酸

46、很穩(wěn)定，在常溫下，對濃度50的氫氟酸，鋼襯橡膠是一種合理的選擇。 但玻璃鋼肯定不耐氫氟酸，玻璃鋼學(xué)名是玻璃纖維增強(qiáng)塑料，是以合成樹脂為粘合劑，玻璃纖維或其制品(布、帶、氈)為增強(qiáng)材料所制得的復(fù)合材料。玻璃屬硅酸鹽材料，其主要成分是sio2，sio2能被氫氟酸破壞，所以玻璃和玻璃纖維制品不耐氫氟酸的腐蝕，這是很普通的選材常識。所以用玻璃鋼容器裝氫氟酸的作法肯定是錯(cuò)誤的，而且是一種無知所造成的錯(cuò)誤,事例130 某電冶廠淋洗塔為a3鋼殼體，內(nèi)襯酚醛玻璃鋼為隔離層，面上用環(huán)氧膠泥襯耐酸瓷板(底部為耐酸瓷磚) co2、so2和hf混合氣體從塔下部進(jìn)入，洗滌水通過填料由上而下與氣體逆向接觸，達(dá)到除塵、降溫

47、的目的。塔內(nèi)溫度4050。 投入使用不到一年入孔右下角穿孔泄漏，可見整個(gè)內(nèi)襯層銹板(磚)均已腐蝕變薄。一年多以后筒體多處穿孔，瓷板很薄，許多部位已看不到瓷板。 評述 這里又是一個(gè)在含氫氟酸的環(huán)境中使用硅酸鹽材料的事例?；旌蠚夂琱f，在塔中溶于水形成氫氟酸。前面已多次指出，硅酸鹽材料(這里是瓷板)不耐氫氟酸腐蝕，這應(yīng)該是腐蝕控制的常識，所以淋洗塔襯里層的磚板材料選擇是錯(cuò)誤的，可選用石墨磚和板,事例132 一臺水冷器原用碳鋼制造，使用一年多以后發(fā)生腐蝕破壞。為了降低腐蝕率，將水冷器管束改為不銹鋼制造。但僅僅使用半年，不銹鋼管從水側(cè)發(fā)生腐蝕穿孔。即不銹鋼反而比碳鋼耐蝕性差。 評述 該廠使用的冷卻水為

48、未處理的河水，水中含可溶性固體物質(zhì)(如鹽，包括氯化物)和不溶性固體物質(zhì)(如泥沙)。 雖然不銹鋼在這種中性介質(zhì)中全面腐蝕速度很小，但卻可能發(fā)生孔蝕，縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕等多種局部腐蝕。 固體物質(zhì)容易在冷卻管表面沉積，形成縫隙區(qū)域。 縫隙內(nèi)的閉塞條件造成物質(zhì)遷移困難，使腐蝕條件強(qiáng)化：氯離子濃縮、ph值降低,這個(gè)過程具有自催化性質(zhì)，在很短時(shí)間內(nèi)使縫內(nèi)不銹鋼表面鈍化膜被破壞，腐蝕速度大大增加，即縫隙腐蝕的發(fā)展速度是極快的。 在管子和管板連接部位還存在結(jié)構(gòu)上的縫隙，同樣會造成縫隙腐蝕問題。由于還存在殘余應(yīng)力，也可能導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕破裂。而碳鋼在這種冷卻水中不能鈍化，對縫隙腐蝕的敏感性反而較低。 本事例中的選材

49、失誤在于只看到不銹鋼對全面腐蝕耐蝕性高這一優(yōu)點(diǎn)，而忽視了在這種環(huán)境中不銹鋼易發(fā)生局部腐蝕這一弱點(diǎn),用奧氏體不銹鋼制造船舶貯水罐，在卸船時(shí)用海水替換燃料。在裝配期間貯罐因孔蝕而破壞，更換還特別困難。在大型重水工廠中，奧氏體不銹鋼熱交換器在長時(shí)間停工期間充滿了停滯海水，造成災(zāi)難性破壞。 用奧氏體不銹鋼制造鹽水預(yù)熱器，壽命比碳鋼還短。 制藥廠無菌操作室使用氯化鋰空調(diào)凈化設(shè)備，以氯化鋰為凈化殺菌劑。這種凈化設(shè)備的管束和管板材質(zhì)為1cr18ni9ti不銹鋼。在加熱管內(nèi)的氯化鋰濃度高達(dá)40，溫度100。在這種氯離子含量高、溫度高的環(huán)境中，1cr18ni9ti不銹鋼極易發(fā)生腐蝕(孔蝕、應(yīng)力腐蝕破裂)。加上運(yùn)

50、行過程中的振動，一臺十幾萬元的裝置使用一個(gè)多月就發(fā)生腐蝕開裂，最短甚至一個(gè)星期就泄漏。 所以，這種凈化裝置使用1cr18ni9ti不銹鋼是錯(cuò)誤的，反而不如碳鋼，但碳鋼全面腐蝕速度較大。如果用滲鋁鋼或者鈦效果會更好,事例133 美國加利福尼亞海岸區(qū)一家化工廠發(fā)生氯氣大量外泄事故。調(diào)查表明，干氯氣管線上一個(gè)碳鋼閥門上固定閥蓋的四個(gè)螺栓斷裂，氯氣將閥蓋、閥桿和閥芯都沖掉了。碳鋼螺拴為什么會斷裂呢? 經(jīng)調(diào)查，這個(gè)閥門曾在一家維修車間重新加工。當(dāng)時(shí)，維修人員認(rèn)為碳鋼螺栓容易生銹，便改用他認(rèn)為“更好”的不銹鋼螺栓。而不銹鋼螺栓的斷裂是由于發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕破裂所致?？雌饋硭坪酢案谩钡牟讳P鋼反而比碳鋼差。

51、 評述 不銹鋼部件在大氣環(huán)境中也可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。在本事例中，除了海洋大氣環(huán)境以外，還要考慮到微量氯氣從閥蓋墊片處漏出(其量之小可能工廠使用的常規(guī)儀器也難以查出)，使螺栓受到氯化物污染，而螺栓安裝時(shí)又形成了很大應(yīng)力,事例135 掃雷艇在水雷區(qū)工作，故使用木材建造，以保證非磁性。說明書要求外殼螺栓材質(zhì)為硅青銅(silicon bronze)，生產(chǎn)廠認(rèn)為錳青銅(manganese bronze)與硅青銅強(qiáng)度相當(dāng)，而價(jià)格較低，于是改用錳青銅。結(jié)果大多數(shù)螺釘在幾個(gè)月內(nèi)發(fā)生腐蝕破壞掃雷艇只好重建。 評述 錳青銅這個(gè)名稱是歷史的誤會，因?yàn)樗倾~和鋅的合眾，故應(yīng)當(dāng)叫做錳黃銅，現(xiàn)在的材料手冊上也確實(shí)都叫做

52、錳黃銅。當(dāng)初稱為青銅是因?yàn)槠溆捕群途w結(jié)構(gòu)與青銅相近。各種錳黃銅的含鋅量在2040，另外含有錳、鎳和少量鐵。 在海水中使用時(shí)錳黃銅的主要問題是脫鋅。黃銅中的鋅發(fā)生選擇性腐蝕稱為脫鋅，脫鋅使黃銅的機(jī)械性能大大降低。黃銅含鋅量愈高愈容易發(fā)生脫鋅。 青銅不含zn，在海水中有良好的抗脫鋅腐蝕性能,事例136 某廠處理30氫氧化銨溶液的管道和閥門為聚氯乙烯(pvc)塑料建造，使用情況良好。在裝置擴(kuò)大設(shè)計(jì)時(shí)，為了能提高使用溫度，規(guī)定改用氯化聚氯乙烯(cpvc) 塑料。 這是因?yàn)閜vc的使用溫度極限為65，而cpvc為88(也有資料上說cpvc可使用到105，比pvc高40)。對cpvc的耐蝕性則認(rèn)為應(yīng)與p

53、vc相同。但cpvc管道僅僅使 用幾周就發(fā)生腐蝕破壞。 評述 cpvc是氯化聚氯乙烯的縮寫，亦稱過氯乙烯。pvc和cpvc，名稱相似，便認(rèn)為耐蝕性也應(yīng)相同。 實(shí)則不然，pvc塑料可用于濃氨水，而cpvc不耐濃氨水的腐蝕,事例138 一個(gè)單向閥用于避免實(shí)驗(yàn)室水槽的非民用水倒流入民用水系統(tǒng)。該單向閥的閥桿和閥座螺母嚴(yán)重腐蝕，造成閥門損壞?；瘜W(xué)分析表明閥桿材料含硫0.2。 評述 不銹鋼中加入硫是為了改善機(jī)加工性能，這是因?yàn)閵W氏體不銹鋼在切削時(shí)有粘滯現(xiàn)象。這種不銹鋼常用于緊固件，持別是螺母。在選擇材料時(shí)，材料的物理、機(jī)械和加工性能當(dāng)然也是必須考慮的重要因素，但材料的耐蝕性也不能忽略。 實(shí)驗(yàn)室和中試裝置

54、中使用的閥門、緊固件可能接觸到各種化合物，因此必須滿足耐蝕性能的要求，即應(yīng)當(dāng)有較高的耐蝕性，所以不應(yīng)當(dāng)使用這種含硫的不銹鋼，而應(yīng)選用既有良好的加工性能，又有高耐蝕性的合金，如哈氏合金c-276、20號合金等,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的腐蝕破壞事例 事例31 某化肥廠變換工段通往水洗塔的煤氣管線直徑為420mm的碳鋼管，壓力2.8mpa。介質(zhì)為氫、氮、co、co2、少量水和微量h2s。管道設(shè)計(jì)壁厚14mm，在建造時(shí)該廠將壁厚減小為8mm。在使用過程中對管道腐蝕情況沒有進(jìn)行任何監(jiān)測。7年后突然在管道的三通焊縫處發(fā)生破裂，經(jīng)檢查破裂處管道壁厚僅存3mm，已失去強(qiáng)度因而破裂。 評述 8mm的壁厚是根據(jù)2.8

55、mpa的壓力決定的，因?yàn)閷@樣大的壓力8mm壁厚是安全的。但這里沒有考慮腐蝕裕量，因此是錯(cuò)誤的。對于在腐蝕環(huán)境中使用的設(shè)備、管道，壁厚應(yīng)是按強(qiáng)度計(jì)算的壁厚加上腐蝕裕量： 腐蝕裕量(mm)腐蝕速度(mma)設(shè)計(jì)壽命(a) 只有這樣才能保證在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)設(shè)備(管道)能滿足強(qiáng)度要求，不會因腐蝕造成壁厚減薄失去強(qiáng)度而發(fā)生嚴(yán)重破壞事故,但是，即使通過查詢資料和進(jìn)行試驗(yàn)得到了準(zhǔn)確的腐蝕速度數(shù)據(jù)，確定了恰當(dāng)?shù)母g裕量，設(shè)備在運(yùn)行中由于影響腐蝕的環(huán)境因素很多，腐蝕速度也不可能與設(shè)計(jì)時(shí)所取數(shù)據(jù)完全相同。 因此在設(shè)備運(yùn)行中對腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測、在停工檢修期間對關(guān)鍵部位用超聲波儀測量厚度是十分必要的。 隨著腐蝕科學(xué)技術(shù)

56、的發(fā)展，己開發(fā)了許多腐蝕監(jiān)測技術(shù)，如線性極化腐蝕探針、電阻法腐蝕探針等。 有一種比較簡單直觀的監(jiān)測方法：監(jiān)測孔(或稱警戒孔)，可以形象地說明腐蝕裕量的意義,圖31中，管道外壁鉆了一個(gè)孔(孔徑1.66.5mm)，留下的壁厚等于腐蝕裕量。當(dāng)留下的壁厚完全被腐蝕掉，將會發(fā)生小的泄漏，起到了報(bào)警指示的作用。此時(shí)操作人員應(yīng)檢查其他部位的壁厚，以確定殘存的壁厚是否還能滿足強(qiáng)度要求，需不需要停工檢修。 由于孔徑小，在開始出現(xiàn)輕微泄漏時(shí)很容易用金屬塞子堵住。這樣可以避免因管壁減薄不能承受壓力而造成嚴(yán)重破壞事故。當(dāng)然，如果物料屬于易燃、易爆或有毒，此方法就不能使用,事例32 一個(gè)貯罐用聚酯玻璃鋼建造，使用中垮掉

57、了。經(jīng)檢查，樹脂的選用正確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造也沒有缺陷。問題出在沒有考慮貯罐的負(fù)荷。貯罐按相對密度1.2設(shè)計(jì)，但當(dāng)貯罐中的淤泥聚集到2.43.0 m深時(shí)、相對密度增加到3.3。 評述 設(shè)計(jì)之前應(yīng)當(dāng)把貯罐的使用情況，包括盛裝物料的件質(zhì)搞清楚，才能對玻璃鋼貯罐的結(jié)構(gòu)、玻璃鋼的制作工藝和壁厚作出正確的設(shè)計(jì)。 物料的性質(zhì)不僅是它對所選玻璃鋼材料的腐蝕性，當(dāng)然還包括物料的物理性質(zhì)，以及使用過程中物料性質(zhì)可能的變化。比如本事例中淤泥的沉積就使物料的相對密度增加了兩倍多，造成玻璃鋼貯罐負(fù)荷大大增加，超出了強(qiáng)度設(shè)汁要求而發(fā)生垮塌。 所以，本事例中的貯罐在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮加強(qiáng)措施，才能使貯罐承受負(fù)荷。當(dāng)然，也可以從

58、工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，讓物料在進(jìn)貯罐前經(jīng)過澄清，以減少進(jìn)入貯罐的淤泥,事例33 某大型煉油廠的催化裂解裝置有64 km長的鋁制管線，在可能地段都將鋁管集成一束，固定在槽鋼里，而槽鋼是翼緣朝上安裝的。當(dāng)進(jìn)行試車時(shí)，很多鋁管巳不能承受壓力。檢查發(fā)現(xiàn)大量蝕坑，有些已穿孔。 評述 用槽鋼支承鋁管是一種常見的設(shè)計(jì)。但這里忽視了這種設(shè)計(jì)對鋁管可能造成的腐蝕影響。翼緣朝上的槽鋼很容易積水，也容易積聚各種垃圾和污物。鋁管浸在這種含有多種腐蝕性物質(zhì)的污水中，環(huán)境條件如此惡劣，發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕和穿孔是在預(yù)料之中的。 所以，如果要使用槽鋼支承，應(yīng)采取措施避免積水，開排水孔是一種簡單實(shí)用的方法。注意排水孔的尺寸和數(shù)量要足夠

59、，以保證排水楊通，不被堵塞。另外，在施工中要注意保護(hù)鋁管不被污染,防止液體停滯是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要原則。因?yàn)榉e液會造成局部區(qū)域腐蝕條件強(qiáng)化。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 金屬結(jié)構(gòu)和設(shè)備的外形應(yīng)避免積水，如容器和貯罐頂部要有一定坡度(不小于20度)；頂板應(yīng)平滑，不存在大的凹坑。頂部排水應(yīng)有專門的排水管，不讓水沿著罐壁流淌。 容器和貯罐的內(nèi)部形狀應(yīng)有利于液體排放，避免能聚積液體和污垢的死角、坑凹。 管道系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)成流線型，并向下游和出口略為傾斜，以利于液體流動和排放，在低凹管段應(yīng)設(shè)置排液閥,事例35 汽車封閉的儀表箱內(nèi)部，由于冷凝水汽造成鋼板腐蝕，有人提出解決辦法是：在汽車底部開口，使水汽易于排

60、除。然而適得其反，腐蝕反而比不開孔時(shí)更嚴(yán)重。 評述 看來開孔并非萬應(yīng)藥方。在上一個(gè)事例中是一種經(jīng)濟(jì)而有效的辦法，在這里為何無效呢?原來汽車底部貼近路面，當(dāng)汽車在公路上急馳時(shí)，這些開孔便使儀表箱向路面污物敞開了大門。在雨天路面濺起的泥水很容易將孔堵塞；而在冬季，北方道路上往往撒有防凍鹽，防凍鹽進(jìn)入儀表箱內(nèi)，使腐蝕環(huán)境條件更為惡劣。 所以，腐蝕控制措施的選擇，應(yīng)當(dāng)從設(shè)備的具體情況出發(fā)?？紤]該措施的效果和負(fù)面影響,事例39 在生產(chǎn)裝置內(nèi)，有的管道需要穿過地板。為了防止污水從開孔下流，孔的周邊要有擋水堰，但不能完全避免污水和垃圾下落。有的操作人員使用泡沫隔熱材料將管道與擋水堰之間的環(huán)形空隙封死。檢修時(shí)