【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 mp。 D（2） 按遭受腐蝕的材料分，有碳鋼的腐蝕、有不銹鋼的腐蝕、各種有色金屬的腐蝕及高分子材料的腐蝕等；* Q/ |。 |$ r2 G0 m V8 k（3） 按著腐蝕形式分，有均勻腐蝕及局部腐蝕兩大類(lèi)，后者又有晶間腐蝕、點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕等； . o) j6 V/ K( z7 J/ u(4)按腐蝕發(fā)生的機(jī)理分，有化學(xué)腐蝕及電化學(xué)腐蝕兩大類(lèi)。 N6 mamp。 a1 l+ R! [。 n l% z: S6 |/ v9 U二 應(yīng)力腐蝕破裂() 4 I0 t! Hk0 C/ D$ M9 e $ {0 K* m) @ Y5 M, {amp。 J應(yīng)力腐蝕破裂是金屬構(gòu)件在拉伸應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用下引起的破壞。應(yīng)力腐蝕斷裂的產(chǎn)生應(yīng)具備三個(gè)條件，其一要有特定的腐蝕環(huán)境（包括腐蝕介質(zhì)的成分、濃度、雜質(zhì)和溫度等）；其二是要有足夠大的拉伸應(yīng)力（超過(guò)某一極限值）；其三是金屬材料具有特定的合金成分和組織（包括晶粒大小、晶粒取向、形態(tài)、相結(jié)構(gòu)、各類(lèi)缺陷等）。工程上防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的措施有以下幾方面：其一是降低應(yīng)力水平，避免或減少局部應(yīng)力集中，消除加工殘余應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力。其二是控制敏感環(huán)境，例如加入緩蝕劑，升高介質(zhì)的 PH值，采用電化電化學(xué)保護(hù)等措施。其三是正確選用材質(zhì)，力求避免易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的材料環(huán)境組合?？僧a(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞的金屬材料和環(huán)境的組合主要有以下幾種：) w, R4 B7 Z/ J! P. y6 C. V（1） 對(duì)碳鋼和低合金鋼，介質(zhì)有堿液、硝酸鹽溶液、無(wú)水液氨、濕硫化氫、醋酸等；/ P+ n% Cx。 } ~2 w M（2） 對(duì)奧氏體不銹鋼，介質(zhì)有氯離子、氯化物 +蒸汽、濕硫化氫、堿液等； GI8 I* C8 k。 f8 v6 W. L7 Namp。 M（3）對(duì)含鉬奧氏體不銹鋼，介質(zhì)有堿液、氯化物水溶液、硫酸+硫酸銅的水溶液等；2 {. r39。 Z。 o! W$ j6 C4 l( u, q（4） 對(duì)黃銅，介質(zhì)有氨氣及溶液、氯化鐵、濕二氧化硫等；$ d6 q$ ~! u。 \（5） 對(duì)鈦，介質(zhì)有含鹽酸的甲醇或乙醇、熔融氯化鈉等； 39。 u0 O1 H0 dd9 a% r(6) 6 H( e ?amp。 ^4 Y. c對(duì)鋁，介質(zhì)有濕硫化氫、含氫硫化氫、海水等。8 A% H1 M) Y* ]C2 L: L三 晶間腐蝕 amp。 Lamp。 I+ hamp。 g6 Z1 X4 U1晶間腐蝕是由于晶界沉積了雜質(zhì)，或某一元素增多或減少而引起的。這種變化大多由于不適當(dāng)?shù)臒崽幚砘蚶浼庸に隆＞чg腐蝕的發(fā)生有兩個(gè)條件，其一是晶界物質(zhì)的物理化學(xué)狀態(tài)與晶粒本身不同，其二是有特定的腐蝕環(huán)境存在。以?shī)W氏體不銹鋼為例，它在焊接時(shí)，焊縫兩側(cè)2～3毫米處可被加熱到400～910℃,這就是所謂的晶間腐蝕敏化區(qū),這時(shí)晶界的鉻和碳化合為 Cr 23C6,從固溶體中沉淀下來(lái),鉻的流動(dòng)性很慢,不容易從晶內(nèi)擴(kuò)散到晶界,因此晶界形成貧鉻區(qū)。鋼中含鉻量須在 11%以上才有良好耐腐蝕性，貧鉻區(qū)的鉻量可降到 11%的水平，因此，在適合的腐蝕溶液中就形成“碳化鉻（陰極）貧鉻區(qū)（陽(yáng)極）電池，使晶界貧鉻區(qū)產(chǎn)生腐蝕。/ ]) o$ e6 v4 Xamp。 |) g( u7 C2工程上防止晶間腐蝕（對(duì)奧氏體不銹鋼而言）發(fā)生的措施主要有：amp。 a* F: q. H Gamp。 Z, h}+ I①進(jìn)行固溶化熱處理； |8 P0 X4 ~0 H②降低不銹鋼中的含碳量，將碳含量降 低到 %以下； ) U39。 D! q2 T, [2 k③ 采用含穩(wěn)定化元素（主要是鈦和鈮）的奧氏體不銹鋼。 7 R4 xw8 ^: g。 H3 @四 氯化物腐蝕% W. K2 I$ |+ D4 O介質(zhì)中氯化物分為兩種，一種為無(wú)機(jī)氯化物，另一種為有機(jī)氯化物。前者一般由原油中帶來(lái)，后者則是生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)物，即在生產(chǎn)過(guò)程中混進(jìn)來(lái)的。氯化物對(duì)碳素鋼的腐蝕基本為均勻腐蝕并伴隨著氫脆的發(fā)生。對(duì)不銹鋼的腐蝕為點(diǎn)蝕，從一些試驗(yàn)資料上看，常用不銹鋼抗氯化物的點(diǎn)蝕能力由低到高的順序是： 304→304L→1Cr13→316→316L→321→347→2205。amp。 @p: ?2 g) Wamp。 Tamp。 z3 A( I8 F. g工程上防止氯化物腐蝕的措施主要從以下幾個(gè)方面考慮：( j9 B ]5 FF2 C% w Gamp。 E b9 V(1) 加強(qiáng)原油的脫鹽工藝，使得原油中的NaCl、 MgClCaCl2盡可能在原油蒸餾前大部分被脫去。 R/ S: B0 y。 S( @39。 M0 T. _(2) 對(duì)重點(diǎn)部位（如塔頂冷凝系統(tǒng)）注氨、注堿、注水、注緩蝕劑。其中注氨、注堿的目的是中和 HCl,注水的目的是稀釋 HCI，當(dāng) Cl離子的濃度降到100PPm以下時(shí)，腐蝕就會(huì)變得緩和。一般工程要求其 Cl離子濃度應(yīng)控制在 50PPm及以下。amp。 F, A5 {, F K% O! ?39。 b(3)選擇適應(yīng)的材料，如采用碳鋼—不銹鋼復(fù)合鋼板。: Z% K. J% |+ D。 e( H5 o, l五硫化物的腐蝕（SH/T31292002）加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則* b) ~1 mc. Q% ]1 硫化氫腐蝕$ v8 X9 ^, b4 Z/ gamp。 v防護(hù)措施：$ a6 @. V39。 a$ _. ~) Iamp。 B9 S1） 改進(jìn)材料性能 1 p+ E+ }3 h) N6 F6 f7 Aa) 降低鋼材的含硫量，當(dāng)鋼材的含硫量 ～%,可耐硫化物應(yīng)力開(kāi)裂。 5 a0 j% J。 ^amp。 xe% Q$ x_ ob) 鋼中增加 Ca,Ce(鈰)元素，使鋼中 MnS 夾雜物由條狀變?yōu)榍驙?以防止裂紋產(chǎn)生。. F1 g* a9 w。 b。 R0 gc) 增加 ～%銅，可減少氫向鋼中的擴(kuò)散量。 + ]7 [8 Z3 @8 q! {2）焊后熱處理 并控制焊縫硬度， API RP942 “控制碳鋼煉油設(shè)備焊縫硬度防止硫化物應(yīng)力開(kāi)裂”中認(rèn)為：在設(shè)備制造過(guò)程中,防止操作中硫化物應(yīng)力開(kāi)裂的最現(xiàn)實(shí)和最經(jīng)濟(jì)的三個(gè)方法如下：t8 z1 y. Z }% a3 L! Gamp。 xa) 仔細(xì)控制焊縫化學(xué)成分避免合金成分超高（%，硅最大含量1%）；+ ?* b% P]( {% b2 Y/ s) g W3 ub) 保持焊縫硬度在合格范圍(HB200)；* M: B M0 v9 C8 G$ iamp。 dc) 進(jìn)行焊后熱處理，消除殘余應(yīng)力。, L, z8 bamp。 M39。 w* Q t在多年的生產(chǎn)實(shí)踐中，因低溫 H 2S腐蝕而發(fā)生的事故時(shí)有報(bào)導(dǎo)，因此工程上給予了嚴(yán)格的材料使用條件，以防止 H 2S應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致的事故。這些條件歸納起來(lái)有三項(xiàng)：其一是在選材上要求鋼材的屈服極限不大于 490MPa，同時(shí)必須是鎮(zhèn)靜鋼。不得選用含鎳量大于 ％的低合金鋼。其二是加強(qiáng)對(duì)原材料及焊縫的無(wú)損檢測(cè)，嚴(yán)格控制焊接缺限和制造缺陷的存在。其三是進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理，并控制其焊縫硬度不大于HB200。 ( ~m4 F! c, P! H2 高溫 H 2H2S腐蝕6 m) L39。 VX7 B: z1 g存在于加氫精制及加氫裂化裝置高溫（300～420℃）的反應(yīng)器、加熱爐管及工藝管線。腐蝕形態(tài)為 H2S對(duì)鋼的化學(xué)腐蝕。在富氫的環(huán)境中 90%～98%的有機(jī)硫?qū)⑥D(zhuǎn)化為硫化氫。在氫的促進(jìn)下可使 H 2S加速對(duì)鋼材的腐蝕。各種鋼材的 H 2+H2S的腐蝕率可按庫(kù)柏高曼（CouperGtorman）曲線選取。 V$ R* M2 x* f! M。 Xt! [3 對(duì)于在濕 H 2S應(yīng)力腐蝕環(huán)境中防止碳鋼和低合金鋼管道發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的問(wèn)題，對(duì)材料和制造工藝的要求主要依據(jù)《控制碳鋼煉油設(shè)備焊縫硬度防止環(huán)境破裂》API942及《油田設(shè)備用抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂金屬材料要求》NACE(National Association of Corrosion engineers) MR0175(Sulfide Stress Cracking Resistant Metallic Materials forOilfield Equipment)油田設(shè)備抗硫化應(yīng)力斷裂的金屬材料的規(guī)定而提出的。鋼的硬度越高，越易發(fā)生應(yīng)力腐蝕，NACE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，含硫用鋼的硬度 HRC＜22，焊縫處硬度為 HB≤200，這是因?yàn)楹缚p硬度的分布比母材復(fù)雜，所以對(duì)焊縫硬度的規(guī)定比母材嚴(yán)。焊縫部位常發(fā)生破裂，一方面是由于焊接殘余應(yīng)力的作用，另一方面是由于焊縫金屬、溶合線及熱影響區(qū)出現(xiàn)淬硬組織的結(jié)果，為防止破裂，焊后進(jìn)行有效的熱處理十分必要。詳細(xì)解釋及應(yīng)用見(jiàn)NACE MR0175標(biāo)準(zhǔn)，另外，也可見(jiàn)中石化標(biāo)準(zhǔn)《加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則》中的材料選用。構(gòu)成濕硫化氫應(yīng)力腐蝕環(huán)境()：9 m39。 ]amp。 R$ `! `/ s39。 o4 C( n（1） 介質(zhì)溫度低于或等于（60+2P），P為介 質(zhì)壓力，Mpa。! Y6 r! \: b% o。 G4 jamp。 A6 a7 D（2） 。2 GO F% x: u d c2 ^3 J( g（3） 介質(zhì)中含有液相水或有水的結(jié)露；: j+ J+ ^r! \+ n o（4） PH小于 9或有氰化物存在。, e6 K0 u5 R8 l當(dāng)介質(zhì)構(gòu)成濕硫化氫應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的環(huán)境條件時(shí)，應(yīng)用的材料應(yīng)符合下列要求：, x39。 A39。 }0 J4 V. Z3 c$ ^（1）材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)度應(yīng)小于等于 355Mpa。6 q w2 I Z4 G（2） 材料實(shí)測(cè)的抗拉強(qiáng)度應(yīng)小于等于 650Mpa。6 }! L A6 q p! F（3） 材料的使用狀態(tài)應(yīng)為正火、正火+回火、退火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)；8 Q。 NJ0 O5 e（4） 碳當(dāng)量限制：,對(duì)于低合金鋼應(yīng)小于等于 。! L. I) d! E3 X( Q z: R3 V8 S（5） 硬度硬度：無(wú)論是對(duì)材料本體或焊縫及熱影響區(qū)，硬度均應(yīng)小于等于HB200。 / V9 }* X J+ \39。 |5 F2 H7 S }9 O t(6) 焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理或其它等效的熱處理。 A6 l n v5 q3 F六氫脆與氫腐蝕()) b0 G: u l m: L8 @+ {% D, W氫脆：在高溫、高壓下分子氫部分分解成原子氫，或者在濕酸性腐蝕環(huán)境中經(jīng)過(guò)電化學(xué)反應(yīng)生成氫原子，這些氫原子滲透到鋼內(nèi)部后，使鋼晶粒間原子結(jié)合力降低，表現(xiàn)為鋼材的延伸率、斷面收縮率降低，強(qiáng)度也發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫氫脆。氫脆是一次脆化，是可逆的；通過(guò)熱處理將氫釋放出去后，金屬將恢復(fù)其原有的機(jī)械性能。5 \ O R/ \m S. `. r影響氫脆的因素有：()Z。 d6 bamp。 ] e o8 s1) 氫分壓。氫分壓越高，延遲破壞時(shí)間越短；: `2 Y. e, d! H% [/ y39。 O W9 D: u! {2) 溫度，高溫下不發(fā)生氫脆，此時(shí)它已轉(zhuǎn)化 為氫腐蝕。溫度太低時(shí)也不發(fā)生，因?yàn)榇藭r(shí)氫不具備大量滲入金屬晶格內(nèi)的活性。它一般多發(fā)生在30℃～30℃溫度區(qū)間內(nèi)； : X V0 r6 B0 O6 Z/ S0 e3）金屬材料的強(qiáng)度，強(qiáng)度越高，發(fā)生氫脆的可能性越大； , E。 {8 i1 ?) K: O4 q4）金屬的金相組織，如馬氏體組織發(fā)生氫脆的指數(shù)是球狀珠光體組織的 3倍； % \。 {: z$ o$ ?5）應(yīng)力水平，材料的脆斷是在足夠的應(yīng)力作用下發(fā)生的，降低應(yīng)力水平，使其低于晶4 K5 M: C6 L( q9 namp。 m O7 q格滑移所需的能量，氫脆將不會(huì)發(fā)生。* {. y0 L。 p7 S/ _2 s工程上防止氫脆發(fā)生的措施有：避開(kāi)其溫度敏感區(qū)使用；選用強(qiáng)度低的材料；降低金屬構(gòu)件的應(yīng)力水平。7 V8 U1 o9 b8 @氫腐蝕：是指鋼材長(zhǎng)期與高溫、高壓氫氣接觸時(shí)，4 q* F8 ^6 o R! l, d/ m4 D氫原子或氫分子會(huì)與鋼中的碳化物（滲碳體）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成甲烷（ Fe3C2+H23Fe + CH4）, 當(dāng)這樣的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在鋼材的表面時(shí)，稱(chēng)為表面脫碳，發(fā)生在鋼材內(nèi)部時(shí)，稱(chēng)為內(nèi)部脫碳。內(nèi)部脫碳和外部脫碳統(tǒng)稱(chēng)為氫腐蝕。6 I/ i。 F: N! P6 {對(duì)于鋼材內(nèi)部的內(nèi)部脫碳，由于生成的甲烷氣體不能從鋼中擴(kuò)散出去，而聚積在晶粒間形成局部高壓，造成應(yīng)力集中，進(jìn)而使鋼材產(chǎn)生微裂紋或鼓泡，致使鋼材的強(qiáng)度及韌性下降，即使鋼材變脆。氫腐蝕是永久脆化，是不可逆的。影響鋼材表面脫碳和內(nèi)部脫碳的主要因素是氫分壓和溫度。工程上防止氫蝕的破壞的選材依據(jù)是 Nelson曲線。該曲線由美國(guó)石油學(xué)會(huì) ) v5 Y。 s1 f6 d39。 damp。 R( A, v6 F3 [API標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，目前廣泛被各國(guó)所采用。在應(yīng)用 Nelson曲線時(shí)，圖中各數(shù)據(jù)點(diǎn)繪制的安全溫度是在操作條件的177。10℃范圍內(nèi)波動(dòng)。因?yàn)楦綀D是基于大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)繪制的，故在選擇材料時(shí)應(yīng)在相關(guān)曲線下增加安全系數(shù)。溫度可取設(shè)計(jì)溫度加20～40℃，按 SH3059中規(guī)定.* `, I+ S9 j。 _$ E/ |39。 ~七環(huán)烷酸amp。 }* G y* u* X8 [9 b環(huán)烷酸腐蝕的防護(hù)措施主要是選用耐蝕材料。而碳鋼、Cr5Mo、Cr9Mo及 0Cr13不耐環(huán)烷酸高溫腐蝕。此種腐蝕部位應(yīng)選用 00Cr17Ni12Mo2(316L)材料，且 Mo含量大于 %。在無(wú)沖蝕的情況下，也可選用經(jīng)固溶化處理的 0Cr18Ni9(304)材料。3 o: o/ }) ~+ q\, H q0 v八 液氨應(yīng)力腐蝕（見(jiàn) ）. p i+ n. q) V+ y/ ?) I% b6 e: @當(dāng)介質(zhì)符合下列各項(xiàng)條件時(shí)，即構(gòu)成液氨應(yīng)力腐蝕環(huán)境： % | K7 o8 w* ^39。 k0 `5 U/ N(1) 介質(zhì)為液氨（含水量不大于 %）,且有可能受空氣(氧或二氧化碳)的污染。 。 y0 N% x0 \$ B. A+ K(2) 使用溫度高于5℃。4 f2 w8 k/ zamp。 E, }+ j a. ?當(dāng)介質(zhì)構(gòu)成液氨應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的環(huán)境條件時(shí),應(yīng)用的材料應(yīng)符合下列要求： 5 Q* {) H0 Y9 ^$ ^) z(1) 材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)度應(yīng)小于等于355Mpa； !