承壓設備損傷模式識別精簡版38頁

1、承壓設備損傷模式識別1范圍本標準規(guī)定了承壓設備主要損傷模式的定義、機理、形態(tài)、影響因素、敏感材料、易發(fā)裝置和設備、主要預防措施、檢測方法、相關或伴隨的其他損傷模式等。本標準適用于承壓設備的設計、制造、檢驗、安全管理、檢修、事故分析與統(tǒng)計，為承壓設備的事故調(diào)查分析和確定我國各類承壓設備通用失效數(shù)據(jù)庫提供依據(jù)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適應于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適應于本文件。API RP 571煉油設備中的失效機理API RP 580基于風險的檢驗3術語和定義GB/T XXXX.1- XXXX

2、承壓設備系統(tǒng)基于風險的檢驗實施導則 第1部分：基本要求和實施程序界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1 腐蝕減薄 corrosion thinning構件材料在腐蝕介質或腐蝕環(huán)境的作用下，材料被腐蝕，造成的厚度減薄。3.2 環(huán)境開裂 environmental cracking構件材料在介質或環(huán)境作用下發(fā)生的開裂，包含應力腐蝕開裂和非應力導向開裂。3.3材質劣化 material deterioration構件材料在溫度或介質等因素作用下，金相組織或材料組成結構發(fā)生變化，導致耐腐蝕性能下降，或沖擊韌性等力學性能指標降低的過程。3.4機械損傷 mechanical damage機械載荷作用

3、下材料發(fā)生組織連續(xù)性被破壞或功能喪失等損傷的過程。3.5 奧氏體鋼 austenitic stainless steel金相組織為奧氏體的不銹鋼或鎳基合金。3.6碳鋼 carbon steel未人為添加合金元素的鋼，允許其含有符合規(guī)范要求的少量合金元素，這些元素可能會影響材料耐腐蝕性、焊后強度以及韌性，包括CrNiMoCuSSiPAlV及B。3.7 雙相不銹鋼 duplex stainless steel含有奧氏體鐵素體混合組織的不銹鋼族。3.8 鐵素體不銹鋼 ferritic stainless steel使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。3.9低合金鋼 low alloy steel添加

4、鉻元素和其它合金成分以提高材料高溫強度抗蠕變性能，且總和最多不超過9%（質量比）的鋼族。3.10 馬氏體不銹鋼 martensitic stainless steel通過淬火、回火等熱處理對材料性能進行調(diào)整，金相組織主要為馬氏體的不銹鋼。3.11 鎳基合金 nickel-based alloy以鎳作為主要合金元素（鎳元素含量質量比30%）的合金族。3.12不銹鋼 stainless steel以鉻作為耐蝕性的基本元素，且含鉻量12%（質量比）的鋼材，能夠耐受一定的空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼。按在室溫下金相組織分為四類：奧氏體不銹鋼鐵素體不銹鋼馬氏體不銹鋼雙相

5、不銹鋼。4 腐蝕減薄4.1 鹽酸腐蝕4.1.1 定義金屬與鹽酸接觸時發(fā)生的全面腐蝕/局部腐蝕。4.1.2 損傷機理 M+2HClMCl2+H2（1）4.1.3 損傷形態(tài)碳鋼和低合金鋼鹽酸腐蝕時可表現(xiàn)為均勻減薄，介質局部濃縮或露點腐蝕時表現(xiàn)為局部腐蝕或沉積物下腐蝕。奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼發(fā)生鹽酸腐蝕時可表現(xiàn)為點狀腐蝕，形成直徑為毫米級的蝕坑，甚至可發(fā)展為穿透性蝕孔。4.1.4 敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼等所有常用材料。4.1.5 主要影響因素a) 鹽酸濃度：腐蝕速率隨著鹽酸濃度的升高而增大。在換熱器和管道中的氯化銨鹽或鹽酸胺鹽沉積物易從工藝流或注入的洗滌水中吸收水份，

6、在沉積物下可形成局部的氯化氫水溶液，水溶液的pH值低于4.5時對碳鋼和低合金鋼的腐蝕性較強；b) 溫度：腐蝕速率隨著溫度的升高而增大；c) 合金成分：奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼抗鹽酸腐蝕能力較差，蒙乃爾合金、鈦（含鈦合金）和鎳（含鎳合金）對鹽酸具有較好的抗腐蝕能力，尤其對溫度不高的稀鹽酸有優(yōu)良的抗蝕性；d) 催化/鈍化劑：氧化劑(氧氣、鐵離子和銅離子)存在時，會加速蒙乃爾合金和哈氏合金的腐蝕；氧化性氛圍中的鈦具有優(yōu)良的抗鹽酸腐蝕能力。4.1.6 易發(fā)裝置和設備a) 常減壓裝置：常壓塔塔頂系統(tǒng)中，塔頂蒸汽流降溫形成含鹽酸的冷凝液，pH值較低，可對管道和換熱器（包括殼體、管束和管箱）造成快速腐蝕；

7、b) 加氫裝置：反應產(chǎn)物含有HCl，在冷凝后形成鹽酸腐蝕；廢氣系統(tǒng)含有氨和鹽酸，對熱進料/出料交換器形成氯化銨鹽的垢下腐蝕；蒸餾工段可發(fā)生嚴重的鹽酸露點腐蝕；c) 催化重整裝置：催化劑中氯被置換形成鹽酸，對廢氣系統(tǒng)、再生系統(tǒng)、穩(wěn)定塔、脫丁烷塔和進料/預熱交換器造成腐蝕；含鹽酸蒸汽流經(jīng)分餾工段，可導致鹽酸露點腐蝕；d) 氯丙烯裝置：鹽酸吸收塔塔底進入的HCl氣體吸收后成為鹽酸，塔體及氯化氫氣體入口及鹽酸出口管易發(fā)生鹽酸腐蝕。4.1.7 主要預防措施a) 常減壓裝置：控制原油塔進料中的氯化物，使塔頂回流罐液體中的氯化物含量不超過20ppm；改善材質適應性，可將碳鋼升級為鎳基合金或鈦；進行注水稀釋，

8、急冷塔頂工藝物料，通過稀釋降低鹽酸濃度；按pH值情況在脫鹽裝置下游注入適量苛性堿，控制堿液溫度、濃度和注入量，避免進料預熱系統(tǒng)的堿應力腐蝕開裂和積垢；將緩蝕劑（氨、中和胺和成膜胺等）注入常壓塔塔頂操作溫度在露點以上的管線；b) 加氫裝置：降低上游裝置中氯化物鹽、鹽酸胺鹽的夾帶量；降低氫氣中鹽酸夾帶量，可安裝專用洗滌器或保護床；易發(fā)生鹽酸腐蝕的部位采用耐蝕鎳基合金；c) 催化重整裝置：采用與上述加氫裝置相同的措施；降低進料中的水和/或含氧物質，減少催化劑中氯化物脫離量；采用加裝特殊吸附劑的脫氯設備；d) 氯丙烯裝置：內(nèi)襯橡膠類非金屬材料；內(nèi)襯環(huán)氧樹脂類非金屬材料；采用整體石墨塔體。4.1.8 檢

9、測方法a) 鹽酸腐蝕主要對碳鋼/低合金鋼造成均勻減薄為主的損傷，對奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼造成點蝕為主的。前者一般表現(xiàn)為壁厚減薄，檢測方法一般為宏觀檢查腐蝕部位壁厚測定；后者一般表現(xiàn)為點蝕坑/蝕孔，檢測方法一般為宏觀檢查；b) 腐蝕發(fā)生在內(nèi)壁而只能從外部檢測時，可用自動超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描法查找局部減薄部位，并對減薄部位進行壁厚測定；c) 介質的pH值、氯化物含量的測定和監(jiān)控；d) 設置腐蝕探針/腐蝕掛片監(jiān)控實時腐蝕速率。4.1.9 相關或伴隨的其他損傷模式氯化銨腐蝕、氯化物應力腐蝕開裂。4.2 電化學腐蝕4.2.1 定義兩種相連接的材料浸入電解質液中，由于材料電極電位的不同，

10、形成同時進行的陽極反應和陰極反應過程的腐蝕，這兩種材料分別稱為陽極材料和陰極材料。4.2.2 損傷機理 陽極： M-neMn+ne（2）陰極： Sk+keS （3）4.2.3 損傷形態(tài)多發(fā)生在電解質液中兩種材料連接處，損傷形態(tài)與材料組合、電解質流體導電性和陽極/陰極相對暴露面積等有關，陽極材料可能發(fā)生均勻腐蝕或局部腐蝕，形成蝕坑、蝕孔、溝槽或裂縫等。4.2.4 敏感材料除貴重金屬外的所有材料。4.2.5 主要影響因素a) 介質：介質須為電解質流體，可傳導電流；b) 材料組合：兩種不同的材料，均與同一個電解質流體接觸，材料的電極電位差值越大，電化學腐蝕越嚴重；c) 電氣閉合回路：陽極材料和陰極材

11、料之間可發(fā)生電荷移動；d) 相對暴露面積：陽極材料在同一個電解質流體暴露面積相對陰極越小，腐蝕速率越快；e) 表面狀態(tài)：單一材料，存在表面涂層、鈍化膜或結垢等情況時，其自身即可構成電化學腐蝕。4.2.6 易發(fā)裝置和設備a) 電化學腐蝕可發(fā)生在任何電解質流體中存在電氣連接的不同材料間；b) 使用不同材質制造的設備、設備鈍化膜或涂層發(fā)生破損處、埋地管道、江河或海洋中的管道等。4.2.7 主要預防措施a) 設計：優(yōu)化設計，避免形成電化學腐蝕的材料組合，選擇同一材料或電極電位相近的材料，或者采用電絕緣的方法是不同材料間不能形成電氣閉合回路；b) 相對暴露面積：增大陽極/陰極相對暴露面積，減緩陽極的腐蝕

12、速率；c) 涂層：為陽極材料與電解質流體接觸面設置涂層或鈍化膜；d) 陰極保護：外部設置合理的保護電極。4.2.8 檢測方法a) 電化學腐蝕可能造成均勻減薄或在不同材料連接處及材料不連續(xù)處局部腐蝕，前者一般表現(xiàn)為壁厚減薄，檢測方法為宏觀檢查腐蝕部位壁厚測定；后者一般表現(xiàn)為點蝕坑、蝕孔、溝槽或裂縫，檢測方法為宏觀檢查；b) 若腐蝕發(fā)生在內(nèi)壁而只能從外部檢測時，可用自動超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描法查找局部減薄部位，并對減薄部位進行壁厚測定；c) 定期測量陰極保護裝置。4.2.9 相關或伴隨的其他損傷模式土壤腐蝕。4.3 硫酸腐蝕4.3.1 定義金屬與硫酸接觸時發(fā)生的腐蝕。4.3.2 損傷機

13、理 M+H2SO4（?。㎝SO4+H2（4） M+2H2SO4（濃）MSO4+2H2O+SO2 （5）4.3.3 損傷形態(tài)由稀硫酸引起的金屬腐蝕通常表現(xiàn)為壁厚均勻減薄或點蝕，碳鋼焊縫和熱影響區(qū)易遭受腐蝕，在焊接接頭部位形成溝槽。濃硫酸多在與金屬接觸部位形成局部腐蝕，可引起鋼制容器及構件的鈍化，阻止腐蝕的進行。4.3.4 敏感材料碳鋼、合金鋼、奧氏體不銹鋼、高硅鑄鐵、高鎳鑄鐵、哈氏合金。4.3.5 主要影響因素a) 酸濃度：酸濃度低于65%（質量比），則碳鋼腐蝕速率較大； b) 流速：流速超過0.6米/秒，碳鋼腐蝕速率較大；c) 溫度：濃硫酸與水混合時產(chǎn)生熱量，混合點溫度升高，腐蝕速率較大；d)

14、 合金含量：按耐蝕能力從低到高：碳鋼、奧氏體不銹鋼、高硅鑄鐵、高鎳鑄鐵、哈氏合金；e) 腐蝕雜質：存在氧化劑時腐蝕速率加快。4.3.6 易發(fā)裝置和設備a) 硫酸烷基化裝置：易受硫酸腐蝕部位包括反應器廢氣管線、再沸器、脫異丁烷塔塔頂系統(tǒng)和苛性堿處理工段；b) 廢水處理裝置：硫酸通常在分鎦塔和再沸器的底部蓄積，在此部位硫酸變濃，腐蝕性較強。4.3.7 主要預防措施a) 奧氏體不銹鋼和哈氏合金等材料可在表面形成一層保護性硫酸鐵膜，抵抗稀硫酸腐蝕；b) 根據(jù)硫酸的實際濃度、流速和溫度等選擇對應等級的材質；c) 利用濃硫酸的鈍化作用，用鋼制儲罐儲運濃硫酸；d) 注入適量苛性堿中和酸值。4.3.8 檢測方

15、法a) 檢測方法一般為宏觀檢查腐蝕部位壁厚測定；b) 若腐蝕發(fā)生在內(nèi)壁而只能從外部檢測時，可用自動超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描法查找局部減薄部位，并對減薄部位進行壁厚測定；c) 測定和監(jiān)控介質的pH值；d) 設置腐蝕探針/腐蝕掛片，監(jiān)控實時腐蝕速率。4.3.9 相關或伴隨的其他損傷模式無。4.4 氫氟酸腐蝕4.4.1 定義金屬與氫氟酸接觸時發(fā)生的腐蝕。4.4.2 損傷機理 M+2HFMF2+H2 （6）4.4.3 損傷形態(tài)碳鋼的腐蝕表現(xiàn)為全面減薄或嚴重局部減薄，腐蝕后易形成氟化亞鐵垢皮；蒙乃爾合金遭受腐蝕時多表現(xiàn)為全面減薄，且很少有積垢現(xiàn)象。4.4.4 敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹

16、鋼、鐵素體不銹鋼、銅-鎳合金、蒙乃爾合金。4.4.5 主要影響因素a) 流速：碳鋼在干濃酸中形成一層保護性的氟化物垢皮，高流速或強紊流引起的保護性垢皮損失會導致腐蝕速率加快；b) 濃度：存在水時會破壞氟化物垢皮的穩(wěn)定性，并將其轉變?yōu)榉潜Ｗo性垢皮。高濃度的氫氟酸其腐蝕速率隨著氫氟酸濃度減小(含水量增大)而增大；c) 溫度：腐蝕速率隨著溫度升高而增大；d) 腐蝕雜質：介質中如果含有Cu、Ni、Cr的離子，可加速氫氟酸腐蝕，總腐蝕雜質元素當量(RE)按經(jīng)驗公式計算RE= Cu%+Ni%+Cr%，介質具有氧化性時會增大碳鋼的腐蝕速率。4.4.6 易發(fā)裝置和設備氫氟酸烷基化裝置：臨氫氟酸環(huán)境的設備和管道

17、，以及含酸火炬氣管道。除氫氟酸再蒸餾塔/再生塔和除酸中和容器通常部分或全部采用蒙乃爾合金外，大多數(shù)設備都由碳鋼制成。一般高腐蝕速率主要發(fā)生在以下部位：操作溫度高于66的管道和設備，包括泄壓閥入口、小口徑放氣口和排氣口的盲管段，以及位于異構體汽提塔、脫丙烷塔和氫氟酸汽提塔/丙烷汽提塔塔頂部位的管道和換熱器、酸汽化器等。4.4.7 主要預防措施a) 監(jiān)測操作溫度超過66的碳鋼管道和設備的壁厚，對已發(fā)生嚴重減薄，不能滿足使用要求可提高材料等級，如采用蒙乃爾合金；b) 控制進料中水、氧和其它腐蝕雜質加以預防，RE含量限制為不超過0.20%。4.4.8 檢測方法a) 檢測方法一般為宏觀檢查腐蝕部位壁厚測

18、定；b) 若腐蝕發(fā)生在內(nèi)壁而只能從外部檢測時，可用自動超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描法查找局部減薄部位，并對減薄部位進行壁厚測定；c) 設置腐蝕探針/腐蝕掛片監(jiān)控實時腐蝕速率。4.4.9 相關或伴隨的其他損傷模式氫氟酸致氫應力開裂。4.5 磷酸腐蝕4.5.1 定義金屬與磷酸接觸時發(fā)生的腐蝕。4.5.2 損傷機理 2M+2H3PO42MPO4+3H2（7）4.5.3 損傷形態(tài)碳鋼和低合金鋼遭受磷酸腐蝕時多呈全面減薄或局部減薄。4.5.4 敏感材料碳鋼、奧氏體不銹鋼、哈氏合金。4.5.5 主要影響因素a) 酸濃度：若不存在自由水，固體磷酸（如含磷酸催化劑）不具有腐蝕性；b) 溫度：腐蝕速率隨著

19、溫度上升而加快；c) 腐蝕雜質：氯化物等可增強磷酸腐蝕能力。4.5.6 易發(fā)裝置和設備a) 聚合裝置：水與催化劑混合的管道和設備；b) 易發(fā)于介質低速區(qū)或流動死角，例如管道集合管、盲管、釜式再沸器底部和換熱器局部熔透焊縫等，在這些部位有足夠的滯留時間使酸滴沉降或聚集。4.5.7 主要預防措施a) 選材：在水份無法完全脫除的部位，選擇耐腐蝕能力足夠的材質，按耐蝕能力從弱到強排列：碳鋼、022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2、NS1403；b) 溫度：對于溫度不超過49，即使?jié)舛葹?00%（質量比）的磷酸，022Cr19Ni10亦具有很好的耐腐蝕性能；對于溫度在49107范圍內(nèi)的磷酸

20、，宜用022Cr17Ni12Mo2；c) 濃度：濃度不超過85%（質量比）的磷酸可用022Cr17Ni12Mo2和NS1403。4.5.8 檢測方法a) 檢測方法一般為宏觀檢查腐蝕部位壁厚測定；b) 若腐蝕發(fā)生在內(nèi)壁而只能從外部檢測時，可用自動超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描法查找局部減薄部位，并對減薄部位進行壁厚測定；c) 設置腐蝕探針/腐蝕掛片監(jiān)控實時腐蝕速率。4.5.9 相關或伴隨的其他損傷模式無。4.6 苯酚腐蝕4.6.1 定義苯酚腐蝕（又稱石碳酸）腐蝕，即金屬與苯酚接觸時發(fā)生的腐蝕。4.6.2 損傷機理 2M+2C6H5OH2MC6H5O+H2(8)4.6.3 損傷形態(tài)a) 碳鋼遭

21、受腐蝕時可表現(xiàn)為全面腐蝕或局部腐蝕；b) 存在流體沖刷時多引起局部減薄。4.6.4 敏感材料碳鋼、硬度較低的奧氏體不銹鋼（如022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2等）、NS3304。4.6.5 主要影響因素a) 溫度：低于121時腐蝕速率較??；碳鋼和奧氏體不銹鋼在232以上的苯酚環(huán)境中腐蝕速率較大；b) 濃度：稀釋水溶液(質量比為515%的苯酚溶液)腐蝕性較強；c) 材質：按材料耐苯酚蝕性從弱到強為碳鋼、硬度較低的奧氏體不銹鋼（如022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2等）、NS3304；d) 流速：介質高流速可促進局部腐蝕。4.6.6 易發(fā)裝置和設備a) 潤滑油裝置

22、中的苯酚提取設施；b) 苯酚丙酮裝置的苯酚塔再沸器和廢苯酚回收工段的加熱器；c) 雙酚A裝置的苯酚回收塔再沸器、苯酚提純塔再沸器。4.6.7 主要預防措施a) 流速：苯酚回收工段苯酚介質流動速度控制在3米/秒以下；b) 溫度：苯酚回收塔塔頂溫度保持在高于露點溫度至少17；c) 選材：022Cr17Ni12Mo2奧氏體不銹鋼可用于處理含酚水的干燥塔、苯酚閃蒸塔和各種換熱器殼體以及分離設備的頂部；對于奧氏體不銹鋼不能滿足耐蝕要求的場合，如介質流速較高時宜用哈氏合金。4.6.8 檢測方法a) 檢測方法一般為宏觀檢查腐蝕部位壁厚測定；b) 采用奧氏體不銹鋼時若腐蝕發(fā)生在內(nèi)壁而只能從外部檢測時，可用自動

23、超聲波掃查、導波檢測或斷面射線掃描法查找局部減薄部位，并對減薄部位進行壁厚測定；c) 設置腐蝕探針/腐蝕掛片監(jiān)控實時腐蝕速率。4.6.9 相關或伴隨的其他損傷模式無。4.7 大氣腐蝕4.7.1 定義未敷設保溫層等覆蓋層的金屬在大氣中發(fā)生的腐蝕。4.7.2 損傷機理陽極反應： Me Men+ +ne(9)陰極反應： O2+2H2O+4e4OH-（中性或堿性溶液） (10) O2+4H+4e2H2O （酸性溶液）(11)4.7.3 損傷形態(tài)a) 碳鋼和低合金鋼遭受腐蝕時主要表現(xiàn)為均勻減薄或局部減薄；b) 奧氏體不銹鋼遭受腐蝕時可能發(fā)生表面應力腐蝕，主要因大氣中含有的Cl離子引起；c) 鋁、鎂和鈦等

24、金屬因新鮮金屬與大氣接觸后可在表面生成一層氧化膜，并失去表面金屬光澤；d) 銅在遭受大氣腐蝕時易在金屬表面生成綠色腐蝕產(chǎn)物。4.7.4 敏感材料碳鋼、低合金鋼，鋁、銅等有色金屬及其合金。4.7.5 主要影響因素a) 大氣成分：含有氯離子的海洋大氣和含有強烈污染的潮濕工業(yè)大氣是最嚴重的大氣腐蝕環(huán)境；b) 濕度：干燥的大氣腐蝕能力很弱，而濕度較大的大氣環(huán)境，尤其時容易凝結水滴的大氣環(huán)境腐蝕能力較強。以碳鋼為例，當空氣中相對濕度超過60%以上時，碳鋼腐蝕速率呈指數(shù)曲線上升，而空氣相對濕度低于50%，腐蝕速率則較低；c) 溫度：材料表面溫度宜高出環(huán)境露點溫度至少3以上，否則易在材料表面形成冷凝水造成腐

25、蝕。4.7.6 易發(fā)裝置和設備所有暴露在大氣環(huán)境中的裝置和設備。4.7.7 主要預防措施a) 防腐涂層：可使用有機、無機涂層和金屬鍍層；b) 選材：可選用耐候鋼、不銹鋼，或者在材料冶煉過程中加入Cu、P、Cr、Ni等合金元素；c) 控制濕度：一般認為濕度在50%以下腐蝕速率較低，濕度在30%以下腐蝕速率極低；d) 環(huán)保：增強大氣環(huán)境保護，減少大氣中的污染物含量。4.7.8 檢測方法a) 檢測方法一般為宏觀檢查腐蝕部位壁厚測定；b) 自動超聲波掃查/導波法可對架空管道或無支撐部位容器壁進行檢測。4.7.9 相關或伴隨的其他損傷模式層下腐蝕。4.8 層下腐蝕4.8.1 定義敷設保溫層等覆蓋層的金屬

26、在覆蓋層下發(fā)生的腐蝕。4.8.2 損傷機理陽極反應： Me Men+ +ne (12)陰極反應： O2+2H2O+4e4OH- （中性或堿性溶液）(13) O2+4H+4e2H2O （酸性溶液） (14)4.8.3 損傷形態(tài)a) 碳鋼和低合金鋼遭受腐蝕時主要表現(xiàn)為覆蓋層下局部減??；b) 奧氏體不銹鋼遭受腐蝕時可能發(fā)生覆蓋層下金屬表面應力腐蝕，因覆蓋層與材料表面間容易在覆蓋層破損部位滲水，隨著水汽蒸發(fā)，雨水中氯化物會凝聚下來，有些覆蓋層本身含有的氯化物也可能溶解到滲水中，在殘余應力作用下（如焊縫和冷彎部位），容易產(chǎn)生應力腐蝕開裂；c) 鋁、鎂和鈦等金屬發(fā)生層下腐蝕后可在表面生成一層氧化膜，并失去

27、表面金屬光澤；d) 銅在遭受層下腐蝕時易在金屬表面生成綠色腐蝕產(chǎn)物。4.8.4 敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼。4.8.5 主要影響因素a) 大氣成分：含有氯離子的海洋大氣和含有強烈污染的潮濕工業(yè)大氣易導致嚴重層下腐蝕；b) 覆蓋層防護質量：如果覆蓋層防護不嚴密，覆蓋層的間隙處或破損處容易容易滲水，水的來源比較廣泛，可能來自雨水的泄漏和濃縮、冷卻水塔的噴淋、蒸汽伴熱管泄漏冷凝等。滲水可導致碳鋼和低合金鋼的腐蝕，如果滲水中含有氯離子并濃縮聚集，也可導致奧氏體不銹鋼的層下表面開裂；c) 溫度：多發(fā)生在-12120溫度范圍內(nèi)，尤以5093區(qū)間最為嚴重。4.8.6 易發(fā)裝置和設備a)

28、 所有敷設保溫層等覆蓋層的裝置和設備中覆蓋層破損處；b) 用蒸汽等進行加溫伴熱的設備和管道；c) 法蘭和其它管件的覆蓋層端口；d) 年降雨量較大地區(qū)或沿海地區(qū)的設備。4.8.7 主要預防措施a) 防腐涂層：可使用有機、無機涂層和金屬鍍層；b) 選材：可選用耐候鋼、不銹鋼，或者在材料冶煉過程中加入Cu、P、Cr、Ni等合金元素；c) 控制覆蓋層質量：一般認為覆蓋層良好的情況下幾乎不會發(fā)生層下腐蝕，對于覆蓋層破損的部位應及時進行修復；d) 環(huán)保：增強大氣環(huán)境保護，減少大氣中的污染物含量；e) 操作溫度：如果工藝允許盡量避開層下腐蝕敏感溫度區(qū)間運行。4.8.8 檢測方法a) 檢測方法一般為覆蓋層宏觀

29、檢查覆蓋層破損部位/有懷疑部位壁厚測定；b) 導波法可對未拆除覆蓋層部位進行一定條件下的截面腐蝕減薄量檢測；c) 管道自動爬行檢測器可以對滿足儀器檢測條件的管道進行覆蓋層下腐蝕檢測。4.8.9 相關或伴隨的其他損傷模式大氣腐蝕、氧化腐蝕、氯離子應力腐蝕開裂。4.9 土壤腐蝕4.9.1 定義金屬接觸到土壤時發(fā)生的腐蝕。4.9.2 損傷機理陽極反應： Me Men+ +ne (15)陰極反應因土壤性質而異。4.9.3 損傷形態(tài)土壤腐蝕多表現(xiàn)為局部腐蝕，形成蝕坑甚至蝕孔，腐蝕的嚴重程度取決于局部的土壤條件和設備金屬表面環(huán)境條件的變化。4.9.4 敏感材料碳鋼、鑄鐵、球墨鑄鐵。4.9.5 主要影響因素

30、a) 土壤電阻率：電阻率大的土壤對金屬的腐蝕性較低；b) 水分含量：水分含量大的土壤對金屬的腐蝕性較強；c) 溶解鹽濃度：溶解鹽濃度大的土壤對金屬的腐蝕性較強；d) 酸度：酸度大的土壤對金屬的腐蝕性較強；e) 溫度：土壤的腐蝕速率隨金屬溫度的增加而增加；f) 位置：土壤和空氣的界面區(qū)域濕度和氧氣有利于土壤腐蝕的發(fā)生；g) 保護層：保護層良好的部位腐蝕情況輕微，保護層破損處或效果較差的位置腐蝕情況較嚴重；h) 陰極保護：保護良好的部位腐蝕情況輕微，保護效果較差的位置腐蝕情況較嚴重；i) 其他：土壤多樣性、雜散電流、微生物、氧濃差等。4.9.6 易發(fā)裝置和設備a) 埋設于地下并與土壤直接接觸的設備

31、；b) 埋設于地上，但設備的底部或其他某部位與土壤直接接觸的設備；c) 埋地或半埋地管道；d) 設立在地面上且有一部分與土壤相連的金屬支撐結構。4.9.7 主要預防措施a) 采用特殊回填填料或回填方式，改善設備周圍的土壤條件；b) 保護層：可使用有機、無機涂層和金屬鍍層；c) 陰極保護：設置有效的陰極保護設施。4.9.8 檢測方法a) 參考電極法：地下結構可測量設備附近專用參考電極；b) 壓力試驗：驗證遭受腐蝕后結構的強度；c) 導波檢測：應用于管涌、埋地或半埋地管道檢測；d) 管道自動爬行檢測：對滿足檢測條件的管道可進行管內(nèi)壁和覆蓋層下腐蝕檢測。4.9.9 相關或伴隨的其他損傷模式電化學腐蝕

32、。4.10 高溫硫化物腐蝕(無氫氣環(huán)境)4.10.1 定義無氫氣環(huán)境中碳鋼或低合金鋼等與硫化物反應發(fā)生的腐蝕。4.10.2 損傷機理 MRSMSR(16)4.10.3 損傷形態(tài)a) 多為均勻減薄，有時表現(xiàn)為局部腐蝕，高流速時局部腐蝕明顯；b) 腐蝕發(fā)生后部件表面多覆蓋硫化物膜，膜厚度跟材料、介質腐蝕性、流速和雜質濃度有關。4.10.4 敏感材料a) 所有鐵基材料，包括碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼；b) 鎳基合金會不同程度地發(fā)生硫化物腐蝕，腐蝕速率取決于材料合金元素，尤其是Cr含量；c) 和碳鋼相比，銅合金發(fā)生硫化物腐蝕的起始溫度更低。4.10.5 主要影響因素a) 合金元素：硫化

33、物腐蝕取決于反應產(chǎn)生的保護性硫化物膜的鈍化能力，一般而言，Cr含量越高，耐硫化物腐蝕能力越強；b) 溫度：鐵基合金的硫化物腐蝕通常在金屬溫度超過260時開始發(fā)生，溫度越高，腐蝕越快；c) 硫含量：物料中的硫腐蝕是指在高溫下能夠發(fā)生熱分解生產(chǎn)硫化氫的硫化物和其他活性含硫物引起的腐蝕，與介質中的總硫含量不具有完全對應性；d) 流速：反應產(chǎn)生的硫化物保護膜可以提供不同的防護效果，保護膜的鈍化能力除受合金成分影響外，還跟介質的流速有關，高流速下保護膜容易被破壞掉，使腐蝕速度加劇。4.10.6 易發(fā)裝置和設備a) 在常減壓、催化裂化、焦化爐、加氫裂化和加氫精制裝置中較常見； b) 處理含硫物料的設備和管

34、道的高溫段；c) 使用油、氣、焦和其它燃料的加熱爐，腐蝕程度取決于燃料中的硫含量；d) 暴露在含硫氣體中的鍋爐等高溫設備。4.10.7 主要預防措施a) 材質升級：提高材料中Cr的含量；b) 復合層防護：采用復合層為奧氏體不銹鋼或鐵素體不銹鋼的復合材料；c) 低合金鋼滲鋁：可降低硫化速率，但無法提供徹底防護。4.10.8 檢測方法a) 監(jiān)測工藝條件：溫度和硫含量的變化；b) 測厚：條件允許的情況下采用超聲波測厚，注意壁厚變化；c) 射線檢測：射線檢測可有效檢出局部腐蝕區(qū)域；d) 驗證系統(tǒng)：對在硫化物腐蝕環(huán)境中使用的合金，應在采購體系中進行驗證和核實其合金成分，并應使該過程可追溯。4.10.9

35、相關或伴隨的其他損傷模式高溫硫化物腐蝕（氫氣環(huán)境）4.11 高溫硫化物腐蝕(氫氣環(huán)境)4.11.1 定義氫氣環(huán)境中碳鋼或低合金鋼等與硫化物反應發(fā)生的腐蝕。4.11.2 損傷機理 MRSMSR(17)4.11.3 損傷形態(tài)a) 通常表現(xiàn)為均勻減薄，同時生成FeS保護膜，膜層大約是被腐蝕掉的金屬體積的5倍，并可能形成多層膜；b) 金屬表面保護膜因結合牢固且有灰色光澤，易被誤認為是沒有發(fā)生腐蝕的金屬。4.11.4 敏感材料碳鋼、低合金鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼。4.11.5 主要影響因素a) 溫度：鐵基合金的硫化物腐蝕通常在金屬溫度超過260時開始發(fā)生，溫度越高，腐蝕越快；b) 合金元素：一般而

36、言，Cr含量越高，合金耐硫化物腐蝕能力越強，但Cr含量低于9%（質量比）時，對材料耐腐蝕性能提高意義不大。按耐蝕性能由低到高排列：碳鋼、低合金鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼。Cr含量相近的奧氏體不銹鋼材料其耐腐蝕能力相近，含Cr的鎳基合金也是如此；c) 氫分壓：臨氫條件下硫化物腐蝕產(chǎn)生的保護性膜的穩(wěn)定性被破壞，鈍化能力下降，腐蝕加快。存在高氫分壓時，腐蝕速率比無氫或低氫分壓環(huán)境下的硫化物腐蝕速率高得多；d) 硫化氫分壓：腐蝕速率隨硫化氫分壓的增加而增大。4.11.6 易發(fā)裝置和設備a) 處理高溫氫氣/硫化氫介質的設備和管道中易發(fā)生這種腐蝕，典型的有加氫精制和加氫裂化裝置；b) 注氫點下游的設備

37、和管道腐蝕速率較高。4.11.7 主要預防措施a) 使用Cr含量高的合金，在服役溫度下奧氏體不銹鋼如022Cr19Ni10，022Cr17Ni12Mo2，06Cr18Ni11Ti和06Cr18Ni11Nb耐蝕能力較強；b) 優(yōu)化工藝，降低氫分壓。4.11.8 檢測方法a) 監(jiān)測工藝條件：實際金屬壁溫和硫含量的變化；b) 測厚：條件允許的情況下采用宏觀檢查超聲波測厚檢測壁厚變化。4.11.9 相關或伴隨的其他損傷模式高溫硫化物腐蝕（不含H2）4.12 環(huán)烷酸腐蝕4.12.1 定義在204400溫度范圍內(nèi)，環(huán)烷酸對金屬材料的腐蝕。4.12.2 損傷機理 RCOOHMMRCOOH(18)4.12.3

38、 損傷形態(tài)a) 高流速區(qū)可形成局部腐蝕，如孔蝕、帶銳緣的溝槽；b) 低流速凝結區(qū)，碳鋼、低合金鋼和鐵素體不銹鋼的腐蝕表現(xiàn)為均勻腐蝕或孔蝕。4.12.4 敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、鎳基合金。4.12.5 主要影響因素a) 酸值：腐蝕速率隨烴相酸值的增加而增大，烴相指不含游離水的熱干烴，酸值通常用中和值或總酸值表征。原油中不同環(huán)烷酸其腐蝕性不一，腐蝕速率與總酸值的關系不能完全對應，是由實際介質成分決定的；b) 溫度：通常發(fā)生在溫度范圍為218400的烴相介質中，隨著溫度的升高腐蝕加劇，超過這個溫度范圍偶見腐蝕發(fā)生；c) 硫含量：烴相中的硫可反應生成硫化亞鐵保護膜，對環(huán)烷酸

39、腐蝕有減緩作用，硫含量越低，對環(huán)烷酸腐蝕越有利；d) 流速：流速越高，腐蝕速率越大；e) 相態(tài)：兩相流（氣相和液相）、湍流區(qū)、蒸餾塔的氣相露點部位腐蝕嚴重；f) 材料：合金中Mo元素可以提高耐蝕性，Mo含量下限為2%（質量比），具體Mo含量可根據(jù)原油及物料中的總酸值確定；4.12.6 易發(fā)裝置和設備a) 常減壓裝置加熱爐爐管、常壓和減壓轉油線、減底油管線、常壓汽油循環(huán)系統(tǒng)，減壓渣油和減壓汽油循環(huán)系統(tǒng)。以一次加工為高酸原油產(chǎn)品為原料的延遲焦化裝置輕油系統(tǒng)和蠟油系統(tǒng)中可能發(fā)生環(huán)烷酸腐蝕；b) 管道高流速、湍流、流向改變的部位，如閥門、彎頭、三通、減壓器位置，以及泵內(nèi)構件、設備和管道焊縫、熱偶套管等

40、流場受到擾動的部位；c) 常壓塔、減壓塔內(nèi)構件在閃蒸區(qū)、填料和高酸物流凝結或高速液滴沖擊的部位易發(fā)生腐蝕；d) 常減壓裝置的下游裝置內(nèi)注氫點之前熱烴物料系統(tǒng)。4.12.7 主要預防措施a) 摻煉：原設計不耐環(huán)烷酸腐蝕的裝置或系統(tǒng)部件，原料油混合摻煉，降低酸值或適當提高硫含量；b) 材質選用：使用Mo含量高的合金來提高耐蝕性，嚴重腐蝕時宜采用022Cr19Ni13Mo3奧氏體不銹鋼；c) 緩蝕劑：選用合適的緩蝕劑；4.12.8 檢測方法a) 監(jiān)測工藝條件：原油和側線物流中的酸值監(jiān)測，確定酸在不同餾分中的分布；b) 測厚：采用宏觀檢查超聲波測厚，檢測壁厚變化；c) 射線檢測：射線檢測可有效檢出局部

41、腐蝕區(qū)域；d) 探針或掛片：設置電阻腐蝕探針和腐蝕掛片；e) 腐蝕產(chǎn)物監(jiān)測：檢測物流中的Fe和Ni含量來評估系統(tǒng)的腐蝕程度；f) 氫通量監(jiān)測：使用氫探針監(jiān)測氫通量。4.12.9 相關或伴隨的其他損傷模式無。4.13 氧化腐蝕4.13.1 定義高溫下金屬與氧氣發(fā)生反應生成金屬氧化物的過程。4.13.2 損傷機理a) 在高溫下，氧氣和金屬反應生成氧化物膜。b) 通常發(fā)生在加熱爐和鍋爐燃燒的含氧環(huán)境中。4.13.3 損傷形態(tài)a) 多數(shù)合金，包括碳鋼和低合金鋼，氧化腐蝕表現(xiàn)為均勻減薄，腐蝕發(fā)生后在金屬表面生成氧化物膜；b) 奧氏體不銹鋼和鎳基合金在高溫氧化作用下易形成暗色的氧化物薄膜。4.13.4 敏

42、感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、鎳基合金。4.13.5 主要影響因素a) 溫度：碳鋼隨溫度升高腐蝕加劇，538以上碳鋼的氧化腐蝕嚴重；b) 合金成分：碳鋼和其它合金的耐蝕性通常取決于材料的Cr含量，奧氏體不銹鋼在816以下有良好的耐蝕性。4.13.6 易發(fā)裝置和設備加熱爐、鍋爐和其它火焰加熱器等高溫環(huán)境中運行的設備，尤其是在溫度超過538的設備和管道中。4.13.7 主要預防措施a) 材質選用：首選Cr含量高的材質，次選添加Si和Al的材料；b) 保護層：敷設表面保護層將金屬表面與高溫氧化性氛圍隔離開。4.13.8 檢測方法a) 監(jiān)測工藝條件：溫度監(jiān)測，防止運行超溫；b) 厚

43、度測量：超聲波測厚。4.13.9 相關或伴隨的其他損傷模式層下腐蝕。4.14 冷卻水腐蝕4.14.1 定義冷卻水中由溶解鹽、氣體、有機化合物或微生物活動引起的碳鋼和其它金屬的腐蝕。4.14.2 損傷機理溶解氧氛圍：陽極為 FeFe2+2e（19）陰極為 O2+2H2O+4e4OH-（20）溶解鹽氛圍： Fe2H2OFe(OH)2H2（21）或 2FeO2+2H2O2Fe(OH)2（22）有機化合物或微生物的存在會直接造成點蝕，典型情況有鐵細菌或者硫酸鹽還原菌的點蝕。4.14.3 損傷形態(tài)a) 溶解氧下冷卻水對碳鋼的腐蝕多為均勻腐蝕；b) 冷卻水腐蝕主要推動因素為垢下腐蝕、縫隙腐蝕或微生物腐蝕時

44、，局部腐蝕較為常見；c) 冷卻水在管嘴入口/出口或管線入口易形成沖蝕或磨損，形成波狀或光滑腐蝕；d) 在電阻焊制設備或管道的焊縫區(qū)域，冷卻水腐蝕多沿焊縫熔合線形成腐蝕溝槽。4.14.4 敏感材料碳鋼、所有不銹鋼、銅、鋁、鈦和鎳基合金。4.14.5 主要影響因素a) 溫度：冷卻水出口溫度和/或工藝物料側入口溫度的升高會增加腐蝕速度和結垢傾向。工藝物料側的溫度高于60時淡水冷卻水存在結垢傾向，工藝物料側溫度繼續(xù)升高或冷卻水入口溫度升高時，這一傾向更明顯。海水冷卻水或含鹽冷卻水出口溫度高于46時會結垢嚴重；b) 氧含量：冷卻水氧含量增加會導致碳鋼的腐蝕速率增大；c) 結垢：垢層可由礦物沉淀（硬的）、

45、淤泥、懸浮的有機材料、腐蝕產(chǎn)物、軋制氧化皮、海水和微生物生長形成，造成垢下腐蝕；d) 流速：流速足夠時可降低結垢，并沖出沉積物，但不能過高以至引發(fā)沖刷腐蝕，流速的限制取決于管線材質和水質。低流速時通常腐蝕嚴重，流速低于1米/秒容易導致結垢、沉積，在冷卻水用于凝結器/冷卻器的殼程時，介質流動死區(qū)或滯流區(qū)部位腐蝕加劇，比管程腐蝕嚴重；e) 水質：奧氏體不銹鋼在淡水、海水和含鹽水系統(tǒng)中可產(chǎn)生點蝕、縫隙腐蝕和環(huán)境開裂；銅/鋅合金在淡水、海水和含鹽水系統(tǒng)會發(fā)生脫鋅腐蝕；銅/鋅合金在含氨或銨化合物的冷卻水中會發(fā)生環(huán)境開裂；電阻焊接制造的碳鋼設備在淡水、海水中會在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生嚴重腐蝕；f) 鈦和其他陽

46、極材料連接可能發(fā)生嚴重的氫脆，溫度高于82較為常見，低溫也偶有發(fā)生。4.14.6 易發(fā)裝置和設備所有水冷換熱器和冷卻塔設備。4.14.7 主要預防措施a) 系統(tǒng)改進：系統(tǒng)設計改進、運行優(yōu)化和進行化學處理來防護，如冷換設備設計時冷卻水走管程；b) 溫度：入口設計溫度應低于57；c) 流速：流速須有最小流速和最大流速范圍限制，尤其是使用含鹽水時；d) 材質選用：選用耐蝕性好的材質，尤其對于在高含氯、低流速、高溫度和/或水處理不當?shù)睦鋮s水系統(tǒng)中運行的換熱設備；e) 清洗：對換熱管內(nèi)外表面進行定期清洗。4.14.8 檢測方法a) 水質監(jiān)測：對pH值、氧含量、回流比、殘存藥劑量、微生物活性、冷卻水出口溫

47、度、烴污染程度和工藝泄漏情況進行監(jiān)測；b) U因子計算：定期計算換熱器性能指標U因子，掌握結垢和雜質狀況；c) 流速監(jiān)測：用超聲波流速儀檢測冷卻水流速；d) 渦流檢測或內(nèi)部旋轉檢測系統(tǒng)檢查：對管線進行渦流檢測或內(nèi)部旋轉檢測系統(tǒng)檢查；e) 取樣分析：對有代表性的管子進行取樣，剖管分析。4.14.9 相關或伴隨的其他損傷模式微生物腐蝕、氯化物應力腐蝕開裂、電化學腐蝕。4.15 鍋爐冷凝水腐蝕4.15.1 定義鍋爐系統(tǒng)和蒸汽冷凝水回水管道上發(fā)生的均勻腐蝕和點蝕。4.15.2 損傷機理含氧腐蝕：陽極反應 FeFe2+ + 2e（23）陰極反應 O2+ 2H2O + 4e 4OH-（24）后續(xù)反應 Fe

48、2+ + 2OH- Fe(OH)2（25） 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3（26） Fe(OH)2 + 2Fe(OH)3 Fe3O4 + 4H2O（27）CO2腐蝕： 前期反應 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O（28） CO2 + H2O = H2CO3（29） H2CO3 = H+ + HCO3-（30）陽極反應： Fe Fe2+ + 2e（31）陰極反應： 2H+ + 2e H2（32）4.15.3 損傷形態(tài)a) 含氧鍋爐冷凝水腐蝕為點蝕，多呈潰瘍狀，在金屬表面形成黃褐色或磚紅色鼓包，直徑從1毫米30毫米不等，為各種腐蝕產(chǎn)物組成，腐蝕產(chǎn)物去除

49、后，可見金屬表面的腐蝕坑； b) CO2腐蝕為均勻腐蝕，形成光滑的腐蝕溝槽，鍋爐水除氧不徹底時同時發(fā)生點蝕；c) 銅合金在含氨氛圍或銨鹽存在時可發(fā)生應力腐蝕開裂。4.15.4 敏感材料碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、銅合金。4.15.5 主要影響因素a) O2濃度：溶解的氧氣濃度越高，腐蝕越嚴重；b) CO2濃度：溶解的CO2濃度越高，腐蝕越嚴重；c) pH值：pH值越低，腐蝕越嚴重；d) 溫度：溫度越高，腐蝕越嚴重，一般加熱器和省煤器位置腐蝕嚴重；e) 水質：使用合適的除氧劑，進行良好的除垢化學處理，腐蝕后形成有效的Fe3O4保護膜，可有效減緩腐蝕；f) 銅合金應避免接觸含聯(lián)氨、中和氨或銨鹽的

50、鍋爐冷凝水。4.15.6 易發(fā)裝置和設備鍋爐外處理系統(tǒng)、脫氧設備、給水線、泵，級間換熱器/省煤器/蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的水和火側，以及冷凝水回流系統(tǒng)。4.15.7 主要預防措施a) 除氧處理：機械除氧和藥劑除氧均可減少系統(tǒng)含氧量，通常會保持一定量的殘存除氧劑進入后續(xù)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，以除去脫氧器以后混入的氧氣；b) 緩蝕劑：冷凝水回流系統(tǒng)存在的CO2會破壞結垢或腐蝕形成的保護膜，添加緩蝕劑則可減緩腐蝕程度。 4.15.8 檢測方法a) 水質監(jiān)測：監(jiān)測參數(shù)包括pH、導電率、氯含量、殘余藥劑量及硬度；b) 操作程序：對于復雜鍋爐冷凝水系統(tǒng)的爆管或冷凝水泄漏目前沒有可靠的預知性檢測辦法，制訂合適的操作程序并嚴格執(zhí)行尤為重要；c) 表面檢測：濕熒光磁粉檢測可在停車狀態(tài)下有效檢測除氧器的開裂。4.15.9 相關或伴隨的其他損傷模式二氧化碳腐蝕、腐蝕疲勞、沖蝕/沖蝕腐蝕。4.16 煙氣露點腐蝕4.16.1 定義燃料燃燒時燃料中的硫和氯類物質形成二氧化硫、三氧化硫和氯化氫，低溫（露點及以下）遇水蒸氣形成酸從而對金屬造成的腐蝕。4.16.2 損傷機理燃燒a) 煙氣中的硫或氯SO2（SO3）或HCl(33)b) SO2H2OH2SO3(34) SO3H2OH2SO4