壓力管道腐蝕與防護(hù)(編輯修改稿)
2025-05-28 22:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ②預(yù)先腐蝕然后再疲勞，雖然也可使強(qiáng)度下降，但其作用要比介質(zhì)和應(yīng)力同時(shí)作用弱除多。因此前者并非真正意義上的腐蝕疲勞。前者保留疲勞極限，后者疲勞極限消失。 ?腐蝕疲勞裂紋的特征如下：腐蝕疲勞裂紋往往有很多條，但無分枝，這是與應(yīng)力腐蝕裂敝的區(qū)別。裂紋一般是穿晶的。 ?圖 4． 22是蒸汽管道疲勞裂紋形貌。 壓力管道的疲勞源有三個(gè)方面： ①機(jī)械激振 壓縮機(jī)、泵的機(jī)械振動(dòng)，傳遞給與之聯(lián)接的配管系統(tǒng)，而配管系統(tǒng)又受到支卡架的約束，位移不能迅速轉(zhuǎn)移，就會(huì)在機(jī)、泵與配管的聯(lián)接部位產(chǎn)生較大的振動(dòng)應(yīng)力。 ②流體工況 壓縮機(jī)喘振將會(huì)使整個(gè)管路系統(tǒng)產(chǎn)生流體自激振動(dòng)現(xiàn)象。 ③自然因素 主要指風(fēng)載荷及地震等自然因素使管道承受變動(dòng)應(yīng)力。 2． 5氫損傷 氫滲透進(jìn)入金屬內(nèi)部而造成金屬性能劣化稱為氫損傷，也叫氫破壞。氫損傷可分為四種不同類型：氫鼓泡、氫脆、脫碳和氫腐蝕。 1)氫鼓泡及氫誘發(fā)階梯裂紋 主要發(fā)生在含濕硫化氫的介質(zhì)中。 2)氫脆 不論以什么方式進(jìn)入鋼內(nèi)的氫，都將引起鋼材脆化，即延伸率、斷面收縮率顯著下降，高強(qiáng)度鋼尤其嚴(yán)重。若將鋼材中的氫釋放出來 (如加熱進(jìn)行消氫處理 )，則鋼的機(jī)械性能仍可恢復(fù)。氫脆是可逆的。 3）脫碳 在工業(yè)制氫裝置中，高溫氫氣管道易產(chǎn)生脫碳損傷。鋼中的滲碳體在高溫下與氫氣作用生成甲烷： 反應(yīng)結(jié)果導(dǎo)致表面層的滲碳體減少，而碳便從鄰近的尚未反應(yīng)的金屬層逐漸擴(kuò)散到這一反應(yīng)區(qū)，于是有一定厚度的金屬層因缺碳而變?yōu)殍F素體。脫碳的結(jié)果造成鋼的表面強(qiáng)度和疲勞極限的降低。 4)氫腐蝕 ?鋼受到高溫高壓氫作用后，其機(jī)械性能變劣，強(qiáng)度、韌性明顯降低，并且是不可逆的，這種現(xiàn)象叫做氫腐蝕。 氫腐蝕的微觀形貌見圖 4． 27。 3壓力管道防腐蝕設(shè)計(jì) ? 管道在工作環(huán)境中的腐蝕損傷，是關(guān)系到裝置的安全性、可靠性及壽命的重要問題。特別是化工裝置的管道，在高溫、低溫、高壓及強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中使用，與其他工業(yè)裝置相比，使用條件非?？量蹋虼藟毫艿赖姆栏g設(shè)計(jì)，即在設(shè)計(jì)中為防止腐蝕而采取的較為完善的措施，就特別重要。 3． 1防腐蝕設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 ? (1)正確的選擇材料 ?(2)防腐蝕措施的選擇及其設(shè)計(jì) ?(3)防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ?(4)防腐蝕強(qiáng)度設(shè)計(jì) ?(5)制造安裝及維修對(duì)防腐的影響 ? (6)管道預(yù)定壽命的確定 3． 2防腐蝕材料的選擇原則 從防腐蝕角度主要考慮的問題有： (1)管道的使用條件 ①介質(zhì) (組成、組成變化，微量成分或雜質(zhì)、相態(tài)、濃度、流速及其分布情況、pH值、有無固體懸浮物等等 )； ②溫度 (平均溫度、變化范圍、加熱與冷卻速度、溫度梯度 )； ③壓力 (平均壓宓一、壓力分布變化范圍、變化方式 )； ④裝置運(yùn)轉(zhuǎn)、停止時(shí)的條件 (起動(dòng)停止頻率、起動(dòng)條件、停止時(shí)的措施 )。 (2)材料的耐蝕性能 ①腐蝕速率 (一般要求為 0． 05～ 0． 1mm／ a)； ②有無產(chǎn)生局部腐蝕的條件及材料耐局部腐蝕的性能； ③耐應(yīng)力腐蝕破裂及腐蝕疲勞性能。 (3)材料的貨源、價(jià)格及經(jīng)濟(jì)性 (4)使用年限的考慮 在設(shè)計(jì)管道時(shí)在使用年限的確定上一般依據(jù)是： ①滿足整個(gè)生產(chǎn)裝置要求的壽命； ②希望整個(gè)生產(chǎn)裝置各部分材料能均勻地劣化； ③材料費(fèi)／施工費(fèi)／維修費(fèi)綜合最佳的經(jīng)濟(jì)考慮。 ? 這樣經(jīng)過多方面綜合考慮、充分比較、最后得出最佳選擇。 3． 3防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 管道防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般考慮以下四個(gè)原則。
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