腐蚀实例分析及防护方法
(应力腐蚀实例)
【1】北方一条公路下蒸气冷凝回流管原用碳钢制造,由于冷凝液的腐蚀发生破坏,便用304型不锈钢(0Cr18Ni9)管更换。使用不到两年出现泄漏,检查管道外表面发生穿晶型应力腐蚀破裂。
分析:北方冬季在公路上撒盐作为防冻剂,盐渗入土壤使公路两侧的土壤中的氯化钠的含量大大增加,奥氏体不锈钢在这种含有很多氯化物的潮湿土壤中,为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境,从而发生应力腐蚀。
防护措施:1、把奥氏体不锈钢管换成碳钢管
【2】某化工厂生产氯化钾的车间,一台SS-800型三足式离心机转鼓突然发生断裂,转鼓材质为1Cr18Ni9Ti。经鉴定为应力腐蚀破裂。
分析:氯化钾溶液经过离心转鼓过滤后,氯化钾浓度升高。然而离心转鼓的材质为(1Cr18Ni9Ti)奥氏体不锈钢。而氯离子的含量远远超过发生应力腐蚀的临界氯离子浓度,为奥氏体不锈钢发生应力腐蚀破裂提供特定的氯化物的环境。所以转鼓会发生应力腐蚀从而发生断裂。
防护措施:1、更换转鼓的材质 2、定期清洗表面的氯化物
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【3】 CO2压缩机一段、二段和三段中间冷却器为304L
(00Cr19Ni10)型不锈钢制造。投产一年多相继发生泄漏。经检查,裂纹主要发生在高温端水侧管子与管板结合部位。所用冷却水含氯化物0.002%~0.004%。
分析: 管与管板连接形成的缝隙区。由于闭塞条件使物质迁移困难,容易形成盐垢,造成氯离子浓度增高。高温端冷却水强烈汽化,在缝隙区形成水垢使氯化物浓缩。
防护措施:1、改进管与管板的联接结构,消除缝隙。
2、立式换热器的结构改进,提高壳程水位,使管束完全被水浸没。 3、管板采用不锈钢—碳钢复合板,以碳钢为牺牲阳极
【4】一高压釜用18-8不锈钢制造,釜外用碳钢夹套通水冷却。冷却水为优质自来水,含氯化物量很低。高压釜进行间歇操作,每次使用后,将夹套中的水排放掉。仅操作了几次,高压釜体外表面上形成大量裂纹。
分析:操作时高压釜外表面被冷却水浸没,停运时夹套中的水被放掉。反应釜表面还是会留下小液滴,小液滴变干,氯化物就会浓缩。从而造成反应釜表面发生腐蚀。 防护措施:1、
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(疲劳腐蚀实例)
【1】 某钢铁厂用于废水处理的间歇反应器为哈氏合金B-2制造,反应器为圆筒形罐体,椭圆形封头,支座为普通结构钢。为避免在哈氏合金本体上异材焊接,在支座与下封头焊接处增设哈氏合金B-2过渡圈(10mm)。介质为蒸汽和1%含氟泥浆水,腐蚀性较强。投产后经常泄漏,经检查,裂缝主要发生在下环缝。
分析:该反应器处理腐蚀性较强的
中环 缝
物料,同时承受频繁的交变应力作用。特别
在下环缝,不仅要承受交变应力作用,而且
下 还要承受搅拌泥浆所引起的离心力。所以容
防护措施:1、设计时使应力分布尽可能均匀,避免局部应力集中。 2、对焊接结构或焊接工艺作出规定,使焊接残余应力尽可能少。
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环缝 易造成下环缝的疲劳腐蚀,从而发生泄漏。
(磨损腐蚀实例)
【1】一条碳钢管道输送98%浓硫酸,原来的流速为0.6m/s,输送时间需1小时。为了缩短输送时间,安装了一台大马力的泵,流速增加到1.52m/s,输送时间只需要15分钟。但管道在不到一周时间内就破坏了。
分析:流体本身就具有强腐蚀性,再加上流体流速过大对管道的冲刷,从而造成管道发生严重的磨损腐蚀。
防护措施:1、按照工艺要求,适当的降低流体流速。 2、增大管道的管径
(孔蚀及缝隙腐蚀实例)
【1】某发电厂的冷凝器,用海军黄铜制造时由于进口端流速超过1.52m/s(临界流速),很快发生磨损腐蚀破坏。后来改用蒙乃尔合金制造冷凝器。其临界流速为2.1~2.4m/s,操作人员仍然按海军黄铜的临界流速控制,结果使蒙乃尔合金发生孔蚀。
分析:流速过低容易造成液体的停滞,固体物质沉积。从而导致发生孔蚀和缝隙腐蚀。
防护措施:1、将流速控制在合适的范围
【2】炼油厂的催化裂解装置有64km长的铝制管线,在可能的地段
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将铝管集成一束,固定在槽钢里,槽钢的翼缘朝上安装。当进行试车时,很多铝管已不能承受压力,经检查发现大量蚀坑,有些已穿孔。 分析:当遇上雷雨天气,槽钢的翼缘朝上安装会造成积液,也容易积聚各种垃圾和污物,铝管浸在这种含有多种腐蚀性物质的污水中。长时间就会造成铝管孔蚀。
防护措施:1、在槽钢中开排液孔。
【3】某轻油制氢装置再生塔底重沸器为U型管换热器。管程走低变气167℃,壳程走本菲尔溶液117 ℃,其中加有V2O5作为缓蚀剂 。换热管为1Cr18Ni9Ti不锈钢,管板为16Mn钢。使用两年后,发现管子与管板连接处的缝隙内发生腐蚀。
分析:对于16Mn钢,V5+是一种钝化剂,会促使16Mn钢发生钝化,生成表面保护膜。由于管板与管子缝隙区存在闭塞几何条件,会使V5+浓度降低从而达不到临界致钝密度,导致16Mn钢发生严重腐蚀。 对于不锈钢管子,腐蚀机理则有所不同。因为不锈钢不需要V5+离子来维持其钝态。随着缝隙内金属腐蚀速度增大,金属离子浓度增高而难以迁移到缝外。金属离子发生水解反应,生成固体氢氧化物和氢离子,这不仅使闭塞条件加剧,而且使缝内氯离子浓度升高,致使缝内溶液酸化,pH值下降,加上氯离子迁入,使缝隙内氯离子浓度升高,致使腐蚀条件强化。金属腐蚀速度增大,使金属离子浓度进一步升高,水解反应使pH值进一步降低,形成一个具有自催化特征的腐蚀过程。最终导致不锈钢钝态被破坏,腐蚀速度大大增加。
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