化工設(shè)備腐蝕與防護(hù)-文庫吧資料
2025-07-04 01:53本頁面
【正文】 （2）材料要求及限制在濕硫化氫環(huán)境中使用的碳鋼和低合金鋼應(yīng)符合以下各項要求1)標(biāo)準(zhǔn)屈服強度≤ 355MPa。P為工作壓力（表壓，MPa）2) 。根據(jù)NACE RP 0170“煉油廠停工期間奧氏體不銹鋼設(shè)備連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂的預(yù)防”標(biāo)準(zhǔn)中推薦的減少或消除PTA的方法，為了預(yù)防連多硫酸應(yīng)力腐蝕的發(fā)生，應(yīng)在停工之后立即用堿性水或純堿溶液對設(shè)備進(jìn)行沖洗，并在停工期間用干燥的氮氣吹掃設(shè)備以防止空氣進(jìn)入。低碳含量（＜%）在低于427℃ 情況下SCC的敏感性較低。 1）奧氏體不銹鋼設(shè)備在運行過程中由于硫化氫（H2S）的腐蝕在表面生成硫化鐵（FeS）。在連多硫酸環(huán)境下，一些敏感材料（如188不銹鋼）在敏化熱處理或類似敏化溫度的焊接熱影響區(qū)局部區(qū)域，會由于晶界敏化，從而使材料晶間迅速腐蝕和開裂。斷口的微觀形貌，穿晶型多為準(zhǔn)解理斷裂，并常見河流，扇形，魚骨，羽毛等花樣；而沿晶型則多為冰糖塊狀花樣。 起自于不銹鋼表面且分布具有明顯的局部性；裂紋的走向與所受應(yīng)力，特別是與殘余應(yīng)力有密切關(guān)系；裂紋常呈龜裂和風(fēng)干木材狀，裂紋附近沒有塑性變形；應(yīng)力腐蝕裂紋的微觀形貌多為穿晶型，但也多見沿晶型和穿晶+沿晶混合型；裂紋的寬度較??； 斷口形貌 但有過沿晶應(yīng)力腐蝕開裂的報道。 對ClSCC最敏感的是含Ni 8%的奧氏體不銹鋼（如300SS系列，304，316等）。氨應(yīng)力腐蝕裂紋屬陽極溶解型，并一般是穿晶形式擴展。 碳鋼使用在氫氧化鈉溶液中的溫度與濃度的極限3. 在液氨中的應(yīng)力腐蝕 同時具備以下條件的屬氨應(yīng)力腐蝕開裂的典型環(huán)境：1）介質(zhì)為液態(tài)氨，%并有可能受到O2或CO2的污染(N2也是必要的)；2）介質(zhì)溫度高于5℃。堿濃度（wt）超過5%時，發(fā)生堿應(yīng)力腐蝕開裂的概率非常大。超過82℃，開裂敏感性也是堿液濃度的函數(shù)。 碳鋼在金屬溫度小于46℃時不會出現(xiàn)腐蝕性開裂。碳鋼和低合金鋼的堿腐蝕開裂敏感性主要由堿液的濃度、金屬溫度和拉應(yīng)力水平所決定。堿應(yīng)力腐蝕開裂主要在碳鋼和低合金鋼設(shè)備上出現(xiàn)。H2S含量為1ppm這樣小濃度的水中也發(fā)現(xiàn)對SCC有敏感性。若高PH值溶液中存在氰化物能夠加劇氫滲透到鋼材中。人們發(fā)現(xiàn)鋼中的氫溶解量在PH值接近中性的溶液中最低，而在PH值較低和較高的溶液中較高。 4）硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂（SSCC） 硫化物應(yīng)力腐蝕通常容易發(fā)生在高強度（高硬度）鋼的焊接熔合區(qū)或低合金鋼的熱影響區(qū)處。SOHIC是HIC的一個特別形式，經(jīng)常出現(xiàn)在母材的焊縫和熱影響區(qū)附近，因為在內(nèi)壓和焊后殘余應(yīng)力的聯(lián)合作用下，在此處產(chǎn)生了最大的拉應(yīng)力。開裂的驅(qū)動力是由于氫鼓泡內(nèi)部壓力的累積而在氫鼓泡周圍形成的高壓。氰化物能夠加劇氫滲透到鋼材中（所以氰化物也稱為毒化劑）2）氫致開裂（HIC） 金屬內(nèi)部不同平面上或金屬表面的鄰近的氫鼓泡（HB）的相互連接而逐步形成的內(nèi)部開裂稱為氫致開裂（HIC）。降低鋼的硫含量可以減輕鋼對氫鼓泡和對HIC的敏感性。鼓泡經(jīng)常產(chǎn)生在軋制厚鋼板中，特別是那些由于硫化物夾雜被拉伸后而產(chǎn)生的帶狀微觀結(jié)構(gòu)。③裂縫內(nèi)發(fā)生加速腐蝕，在拉應(yīng)力作用下，以垂直方向深入金屬內(nèi)部。的水溶液敏化態(tài)海洋和工業(yè)大氣敏化態(tài) 應(yīng)力腐蝕開裂的機理 機械化學(xué)假設(shè) 機械作用——使保護(hù)膜破裂，金屬活化（形成陽極） 化學(xué)作用——電化學(xué)腐蝕（陽極溶解、陰極析氫） 應(yīng)力腐蝕的機理很復(fù)雜，按照左景伊提出的理論，破裂的發(fā)生和發(fā)展可區(qū)分為三個階段：①金屬表面生成鈍化膜或保護(hù)膜。的水敏化態(tài)室溫下，僅2ppm F175。的中性水敏化態(tài)即使室溫下也能產(chǎn)生含Cl175。 主要介質(zhì)：硝酸鹽溶液、液氨、濕硫化氫、氫氰酸 化工設(shè)備常用低合金鋼有：16MnR、15MnVR、18MnMoNb、07MnCrMoVR等 主要的應(yīng)力腐蝕開裂發(fā)生在濕硫化氫介質(zhì)中 氫致開裂與應(yīng)力腐蝕的區(qū)別引起CrNi奧氏體不銹鋼晶間型應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)和條件介 質(zhì)材料的熱處理狀態(tài)備 注四硫酸鉀(K2S4O6)敏化態(tài)水中僅含2ppm，室溫下也可產(chǎn)生連多硫酸敏化態(tài)室溫下也可產(chǎn)生僅含氧的高溫水固溶態(tài)例如，288℃沸水核反應(yīng)堆條件下pH10的堿性高溫水固溶態(tài)當(dāng)有縫隙存在時含NaOH的高溫水固溶態(tài)例如，316℃時的10%和45%NaOH硫酸+Cl175。工作載荷造成應(yīng)力腐蝕開裂往往和設(shè)計不當(dāng)有關(guān)。應(yīng)力集中的影響？) 關(guān)于應(yīng)力的描述1) 只要能使晶面滑移的應(yīng)力就能引起應(yīng)力腐蝕。2) 特定的腐蝕介質(zhì)。主要發(fā)生在珠光體型的碳鋼和低合金鋼上 在高溫和介質(zhì)環(huán)境中的OH2O、H2作用下發(fā)生在碳鋼和低合金鋼中的一種鋼的表面脫碳現(xiàn)象。一般在表面發(fā)生，碳的濃度在表面最大。 低濃度硫酸為還原性酸腐蝕形式主要是均勻腐蝕 化學(xué)腐蝕——金屬在高溫及環(huán)境中的氧作用下生成金屬氧化物的過程廣義的氧化——金屬失去電子后化合價升高的現(xiàn)象引起高溫氧化的介質(zhì)——OCOH2O、SOH2S等——高溫氧化的特殊形式 金屬在含硫介質(zhì)和高溫共同作用下生成金屬硫化物的過程。 腐蝕疲勞既可以是僅有一條裂紋，也可以有多條裂紋并存 (多處成核)根據(jù)斷口特征可以準(zhǔn)確的把應(yīng)力腐蝕與腐蝕疲勞區(qū)別開來 并多呈鋸齒狀和臺階狀；微觀上裂紋一般沒有分支且裂紋尖端較鈍 流動的腐蝕介質(zhì)對金屬表面即發(fā)生腐蝕作用，又存在機械沖刷的條件下導(dǎo)致的金屬破壞。裂紋越深、缺口效應(yīng)越嚴(yán)重，尖端應(yīng)力水平上升，腐蝕電位升高，腐蝕加劇等。隨著甲烷氣體在微觀缺陷部位（主要是晶界處）的聚集，導(dǎo)致內(nèi)壓升高并引發(fā)裂紋的產(chǎn)生。減少電偶腐蝕傾向的措施 選用電位差小的金屬組合 避免小陽極、大陰極，減緩腐蝕速率 用涂料、墊片等使金屬間絕緣 采用陰極保護(hù)奧氏體和鐵素體不銹鋼特有的一種腐蝕形式在晶界及附近區(qū)域發(fā)生選擇性腐蝕主要危害——使金屬破碎、強度喪失1Cr18Ni9晶間腐蝕 Inconel800晶間腐蝕材料在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下的破裂，簡稱SCC(Strain Corrosion crack)三個必要條件——應(yīng)力（一般指拉應(yīng)力）、腐蝕介質(zhì)、敏感的材料重要影響因素——溫度、介質(zhì)組分、材料成分、微觀組織狀態(tài)、應(yīng)力應(yīng)力來源——工作載荷、焊接殘余應(yīng)力、冷變形應(yīng)力、熱應(yīng)力等開裂特
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