奧氏體不銹鋼在不同腐蝕介質(zhì)中易發(fā)生的局部腐蝕類(lèi)型、腐蝕機(jī)理與控制腐蝕的方法-資料下載頁(yè)
2024-11-06 02:13本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】在不銹鋼中，奧氏體不銹鋼最為重要，其生產(chǎn)量和使用量都占不銹鋼總產(chǎn)量和總用量的70％左右，其中18—8型不銹鋼占奧氏體不銹鋼的70％，占全部不銹盈鋼約50％。奧氏體不銹鋼化學(xué)組成有Cr-Ni和Cr-Mn兩個(gè)系列，根據(jù)使用環(huán)境的不同再添加Mo、N、Cu、Si、Ti、Nb等元素，形成了許多種鋼號(hào)，品種繁多，用途也最為廣泛。奧氏體不銹鋼不僅具有優(yōu)良的耐蝕性能，并且具有良好的綜合力學(xué)性能、工藝性能和焊接性能。奧氏體不銹鋼具有非鐵磁性和良好的低溫韌性，但在許多介質(zhì)環(huán)境中，奧氏體不銹鋼常發(fā)生點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂、腐蝕疲勞等[1]。奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni8%~10%、%時(shí)，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。點(diǎn)腐蝕往往在金屬設(shè)備大多數(shù)表面基本完好的情況下，在局部位置造成穿孔，引發(fā)事故和失效。點(diǎn)蝕一旦發(fā)生，便可能由于自催化過(guò)程而繼續(xù)生長(zhǎng)。點(diǎn)蝕的生長(zhǎng)受陰極區(qū)去極化反應(yīng)速率所控制。
【正文】 起重視的因素。（2）在堿液中的應(yīng)力腐蝕堿裂的發(fā)生與堿的濃度、溫度、構(gòu)件的殘余應(yīng)力、溶解氧等有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，常用的CrNi奧氏體不銹鋼在堿溶液沸點(diǎn)附近的高溫下要產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂，還需要有氧的存在。隨著堿液濃度的上升，斷裂時(shí)間縮短，但在50％以下時(shí)幾乎沒(méi)有裂紋產(chǎn)生，溫度在50～60℃以下時(shí)無(wú)應(yīng)力腐蝕出現(xiàn)，隨著溫度的升高，斷裂敏感性增大。堿的種類(lèi)不同，應(yīng)力腐蝕的敏感性也不同，在LiOH溶液中幾乎不發(fā)生應(yīng)力腐蝕，而在KOH、NaOH溶液中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。（3）在連多硫酸中的應(yīng)力腐蝕在催化裂化、脫硫、加氫裂解和催化重整裝置中奧氏體不銹鋼工藝設(shè)備和管道，主要考慮連多硫酸和亞硫酸的腐蝕。為了去除原油中的硫，要進(jìn)行加氫脫硫處理，但是氫化脫硫裝置所使用的奧氏體不銹鋼設(shè)備在硫化物環(huán)境中會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。在化工廠特別是在煉油廠中的熱交換設(shè)備、管道、塔設(shè)備等，經(jīng)常與硫化氫氣體或其他含硫氣體接觸，使得設(shè)備表面被腐蝕，生成硫化鐵。當(dāng)在潮濕環(huán)境對(duì)設(shè)備停機(jī)檢修時(shí)，硫化鐵與空氣中的氧和水分接觸發(fā)生反應(yīng)生成連多硫酸。處于拉應(yīng)力和敏化狀態(tài)下(如在焊接熱影響區(qū))的奧氏體不銹鋼設(shè)備，在接觸連多硫酸后就可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，其裂紋一般為晶間形，但也有晶間與穿晶共存的情況。實(shí)踐表明，在連多硫酸中，CrNi奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕僅發(fā)生在pH≤5的范圍內(nèi)，pH值越低則越易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。奧氏體不銹鋼是否產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，取決于材料、介質(zhì)和拉應(yīng)力三個(gè)因素。因此要防止應(yīng)力腐蝕也必須從這三個(gè)方面入手。改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造加工工藝設(shè)備在制造、安裝、使用過(guò)程中，不可避免的會(huì)存在殘余應(yīng)力，但是如果從改進(jìn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、加工方法人手，可以將這些應(yīng)力降低到最低范圍內(nèi)。合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工制造、使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)盡量選用較大的半徑或平滑度來(lái)設(shè)計(jì)凹槽或連接點(diǎn)；(2)設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)避免應(yīng)力集中和縫隙的形成，避免尖角和缺口；(3)改進(jìn)焊接工藝，如采用管內(nèi)水冷焊接法，使管內(nèi)造成壓應(yīng)力；換熱管與管板盡量采用內(nèi)孔焊，以減少縫隙；換熱管與管板的聯(lián)接方法采用焊接加貼脹等等；(4)要保證設(shè)備的絕緣和保溫層的完好無(wú)損，以免設(shè)備裸露在空氣和潮濕環(huán)境中而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕；(5)盡量避免焊縫的密集和交叉；(6)選用合適的制造加工工藝。改善介質(zhì)環(huán)境或使用緩蝕劑奧氏體不銹鋼在氯離子溶液中使用時(shí)，應(yīng)設(shè)法降低氯離子濃度并防止吸附和濃縮。在有些重要設(shè)備中，可采用蒸餾或離子交換等方法去除氯化物等雜質(zhì)。在氯離子溶液中，溶解氧是發(fā)生應(yīng)力腐蝕的一個(gè)重要原因，因此，應(yīng)通過(guò)脫氧將氧含量降到最低。脫氧的方法除用機(jī)械鼓泡法外，還可用化學(xué)藥品處理，如加入適量的亞硫酸鈉作為脫氧劑。同時(shí)，為了防止氯離子濃縮，應(yīng)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗、除垢。使用緩蝕劑也是控制不銹鋼應(yīng)力腐蝕的有效措施之一。研究結(jié)果表明，CdOSnO4以及碘化物在氯化物溶液中，具有優(yōu)良的抗應(yīng)力腐蝕能力。磷酸鹽對(duì)在高溫水中的奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕斷裂也有較好的抑制作用。用電化學(xué)方法保護(hù)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是應(yīng)力作用下的陽(yáng)極溶解過(guò)程，因此可以采用電化學(xué)保護(hù)的方法加以控制。采用陰極保護(hù)方法，不但可以防止應(yīng)力腐蝕裂紋，若參數(shù)選擇得當(dāng)，即使產(chǎn)生裂紋仍可使其停止擴(kuò)展。采用陽(yáng)極保護(hù)或表面噴涂耐腐蝕金屬的方法，有時(shí)也可能收到良好的效果[10]。4 總結(jié)在不同介質(zhì)中，奧氏體不銹鋼的耐蝕性不同，在工業(yè)中常見(jiàn)且危害較大的局部腐蝕類(lèi)型即點(diǎn)腐蝕，晶間腐蝕，應(yīng)力開(kāi)裂腐蝕，作為一種具有優(yōu)良的耐蝕性能，并且具有良好的綜合力學(xué)性能、工藝性能和焊接性能的合金材料，奧氏體不銹鋼在工業(yè)中的用途越來(lái)越廣泛，因此提高奧氏體不銹鋼在不同介質(zhì)中的耐蝕性也越來(lái)越重要，研究不同介質(zhì)下奧氏體不銹鋼的局部腐蝕具有重要意義。參考文獻(xiàn)[1][M].化學(xué)工業(yè)出版社,:159~160[2][D].[3][M].國(guó)防工業(yè)出版社,:148~149[4][M].化學(xué)工業(yè)出版社,:297~298[5]張志宇,[M].化學(xué)工業(yè)出版社,:50~51[6]張勝寒，邊娜，史艷玲，[J].江蘇化工，2008，36(3)：45~47[7][M].中國(guó)石化出版社,:312[8][M].宇航出版社,:317~318~321[9][M].,:141~142[10]劉建洲．奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕及其防護(hù)[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2010,31(4):49~53 19
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