化工設(shè)備中不銹鋼容器腐蝕與防護措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-637編號：_化工設(shè)備中不銹鋼容器腐蝕與防護措施審核：_時間：_單位：_化工設(shè)備中不銹鋼容器腐蝕與防護措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運行中起到指導作用，包括確定問題目標和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯?！菊?要】 本文主要介紹的是不銹鋼容器的晶間腐蝕和應力腐蝕、特征和防護措施【關(guān)鍵詞】不銹鋼 腐蝕 防護措施在化工生產(chǎn)過程中，應用著大量的各

2、種的酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)接觸的化工機械與設(shè)備，特別是處于高溫、高壓、高流速工況下，這些設(shè)備的服飾問題尤為突出，其中不銹鋼憂郁優(yōu)良的耐腐蝕性和良好的熱塑性，冷變形能力及可焊性而成為化工行業(yè)中重要的耐腐蝕材料。但是不銹鋼的耐腐蝕性還是有針對性的，它在空氣、水、中性介質(zhì)及各種氧化介質(zhì)中是穩(wěn)定的，而在其他的一些介質(zhì)中則可能發(fā)生腐蝕破壞，腐蝕破壞一般為不銹鋼化工設(shè)備中局部腐蝕破壞，最常見得是晶間腐蝕和應力腐蝕。1. 晶間腐蝕不銹鋼的晶間腐蝕是不銹鋼晶粒邊界在特定的腐蝕介質(zhì)中受到腐蝕，使晶粒之間喪失活動的一種局部破壞，一般CrNi奧氏體不銹鋼在焊接構(gòu)件的焊縫熱影響區(qū)活構(gòu)建經(jīng)過450850溫度區(qū)間且停留足

3、夠時間時，易發(fā)生精簡腐蝕；不銹鋼在含有鹵素離子和鹽溶液中，尤其是在含Cl離子的溶液中易發(fā)生孔蝕，形成蝕孔或者蝕坑。在金相顯微鏡和掃描電鏡下觀察晶間腐蝕部位的金相組織，可以明顯的看到不銹鋼的晶間由于腐蝕而變寬，多呈網(wǎng)狀，嚴重時還有晶粒脫落的現(xiàn)象。常見的晶間腐蝕應用貧鉻理論課得到很好的解釋。CrNi奧氏體不銹鋼在使用前或冶金廠出廠交貨狀態(tài)多為固溶處理狀態(tài)，就是將不銹鋼加熱到高溫（10001500左右）保溫后快冷（一般為水冷），當CrNi奧氏體不銹鋼含碳量在0.02%0.03%以上時（隨鋼種含Ni量而異）碳在鋼中便處于過飽和狀態(tài)，隨后，在不銹鋼加工和設(shè)備、構(gòu)件的制造使用過程中，若再經(jīng)過450850溫

4、度加熱，則鋼中過飽和的碳就會向晶界擴散，析出并與附近的鉻形成鉻碳化物。在常用的CrNi奧氏體不銹鋼中，這種碳化物一般為Cr23C5，這種碳化物含有較高的Cr，所以鉻碳化物沿晶界沉淀就導致了碳化物周圍鋼的基體中Cr濃度降低，形成貧鉻區(qū)。當鉻碳化物沿晶界沉淀成網(wǎng)狀時，貧鉻區(qū)也連接成網(wǎng)狀，不銹鋼耐腐蝕是由于在介質(zhì)作用下，鋼中含有足以使鋼在此介質(zhì)中鈍化的鉻量，但是在貧鉻區(qū)由于鉻含量不足，使鈍化能力降低，甚至消失。而奧氏體本身具有足夠鈍化能力，因此在腐蝕介質(zhì)作用下，晶界附近成網(wǎng)狀的貧鉻區(qū)便優(yōu)先溶解而產(chǎn)生晶間腐蝕。2. 應力腐蝕不銹鋼的應力腐蝕是在靜拉伸應力與特定的腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的一種腐蝕，而應力

5、腐蝕破裂是不銹鋼局部腐蝕破壞中最常見、危害最大的一種。構(gòu)成應力腐蝕破裂有三個條件：一是要有足夠大的拉伸應力（超過某一極限值），二是要求特定的腐蝕環(huán)境，三是金屬材料要具有特定的合金成分和組織。應力除了由載荷產(chǎn)生的工作應力外，更多的是來自制造過程中，如冷加工、焊接、熱加工、熱處理以及裝配過程中引起的殘余應力。各種現(xiàn)場事故表明，由后者引發(fā)的應力腐蝕破壞約占80%左右，因此，認為在生產(chǎn)實踐中有相當數(shù)量的應力腐蝕破裂石油加工安裝不當引起的。應力腐蝕破裂可分為兩個階段。第一階段為腐蝕引起裂紋或蝕坑的階段，也即是導致應力集中的裂紋源生孕育階段，常稱為潛伏期或誘導期，接著為裂紋的擴展階段，即由裂紋源或蝕坑發(fā)展

6、到單位面積所能承受的最大載荷的極限應力值時的階段，最后是失穩(wěn)得尅問擴展階段，即破裂期。第二階段受應力影響相對較小，時間長，約占破裂時間的90%。如果材料在一開始使用時就存在裂紋或蝕坑等缺陷，則應力腐蝕破裂過程只有雷文擴展和失穩(wěn)快速斷裂兩個階段，所以應力腐蝕可能發(fā)生在很短的時間內(nèi)，也可能發(fā)生在幾年以后。不銹鋼應力腐蝕的微觀形貌多為穿晶型。但也多見穿晶沿晶混合型，裂紋寬度較小，而擴展較深，裂紋主干又有分枝，典型裂紋多貌似落葉后的樹干和樹枝，裂紋尖端較銳利，裂紋擴展方向一般垂直于施加應力方向。不銹鋼的應力腐蝕的宏觀斷口呈脆性斷裂。斷口的微觀形貌，多為穿晶型河流、扇形、魚骨、羽毛等形狀，沿晶型則多為冰

7、糖塊形狀。從不銹鋼應力腐蝕裂紋的特征和斷口形貌也可以判斷出出不銹鋼的應力腐蝕是在沒有先兆的情況下發(fā)生的脆性斷裂，因此危害極大。各種氯化物或含氯化物的溶液、鹽水、海水、河水、高溫高壓水等；氫氧化物；硝酸和硝酸鹽；氫氟酸等含氟水溶液；硫化氫水溶液；多硫酸；硫酸和亞硝酸鹽等等，都是導致各類不銹鋼應力腐蝕的常見介質(zhì)。3. 防止不銹鋼腐蝕的措施（1）選擇合適的材料應根據(jù)具體的工作條件，如介質(zhì)的工作壓力，工作溫度，流量以及組成特點（特別是S、Cl等腐蝕性強介質(zhì)的可能含量）來選用合適的材料，所選不銹鋼材料除有足夠的強度，剛度和良好的切割性能，還應具有良好的抗全面晶間腐蝕和應力腐蝕的能力。（2）提高焊接質(zhì)量一

8、般不銹鋼材料采用電弧焊或氬弧焊，按規(guī)程的規(guī)定選用適宜的焊接材料和焊接工藝，確保焊條等焊接材料的質(zhì)量。焊工必須經(jīng)過嚴格的考試合格后才能施工，為了降低或消除焊縫的殘余應力，防止產(chǎn)生裂紋，改善焊縫的熱影響區(qū)的金相組織與性能，應根據(jù)鋼的淬硬性、焊接厚度和使用條件等因素綜合考慮進行焊前預熱，焊后穩(wěn)定化熱處理，要眼科控制焊縫質(zhì)量。焊接完畢后除應進行外觀檢查外，按設(shè)計圖紙要求進行超聲波探傷、射線探傷，還應進行精簡腐蝕實驗，不允許有超標缺陷。（3）環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)生應力腐蝕的一個重要原因是環(huán)境介質(zhì)。應該嚴格控制環(huán)境介質(zhì)的影響，如介質(zhì)濃度、PH值、溫度等，在奧氏體不銹鋼壓力容器用水驚醒水壓實驗時，水中的氯離子含量不能超過25mg/L，HG20581-鋼制化工容器用材選用