晶间腐蚀王非主讲.PPT
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1、1,承压设备的腐蚀与控制 晶间腐蚀、点蚀,王 非 E-mail: ,2,目 录,定义 特点 实例 18 影响A体SS晶间腐蚀因素 防止A体SS晶间腐蚀、点蚀措施,3,常见腐蚀形态示意图,4,定义 特点,晶间腐蚀:晶间腐蚀是沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展,晶粒本身腐蚀很轻微或不腐蚀的一种局部腐蚀。 使晶粒间结合力削弱,不易被检测。 危害性。,5,材料 介质,“可能引起晶间腐蚀的环境”必须是存在电解质的电化学腐蚀环境。 可能引起A体SS晶间腐蚀的电解质主要是酸性介质,如工业醋酸、甲酸、铬酸。乳酸、硝酸,草酸、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、氨基甲酸铵等;,6,材料 介质,通常,化学纯醋酸、醇
2、、醛、酮、醚、苯,酚,烷、汽油等溶液及气相介质对A体SS不会产生晶间腐蚀。 F体SS、Ni基合金、Al及其合金都有晶间腐蚀问题。 A体-F体双相SS是目前抗晶间腐蚀的优良钢种。,7,实例1:催化裂化装置再吸收塔填料严重腐蚀,催化裂化装置再吸收塔约20米高。进塔贫气含少量H2S,CO2及H2O。97年9月启用,2000年检修发现塔内填料上部严重腐蚀,3545C 。 填料材质为1Cr18Ni9Ti 。,8,实例1:催化裂化装置再吸收塔填料严重腐蚀,再吸收塔顶出来的干气中含有CO2H2S和 H2O,塔内是偏酸性的介质,构成晶间腐蚀的外因条件。 可能是填料在加工过程中在敏化温度范围内停留时间较长而使晶
3、界上析出碳化物。,9,实例1:催化裂化装置再吸收塔填料严重腐蚀,结论:晶界上析出碳化物而使填料在CO2-H2S-H2O酸性介质中产生了晶间腐蚀。 建议 采用超低碳的304L不锈钢。 改用碳钢制填料但喷涂一层耐磨耐腐蚀的涂料。,10,实例2:化纤行业粘胶短纤维纺丝机滤壳腐蚀泄漏,材质:1Cr18Ni9Ti 滤壳由螺纹、直筒和八角螺母三部分焊接而成。焊后未做其它处理。 滤壳内通过的介质为粘胶。滤壳外部处于凝固浴的气相中,温度2530C,湿度90。凝固液成分为:H2SO4 130g/L,ZnSO4 1418g/L,Na2SO4 240260g/L,温度4550C 。,11,实例2:化纤行业粘胶短纤维
4、纺丝机滤壳腐蚀泄漏,运行18个月后陆续发现泄漏,经用Al32焊条补焊,使用几天至几十天后再次泄漏。 内部腐蚀轻微。 八角螺母处的焊缝为搭接接头角焊缝,熔合线已成为贯穿裂缝。,12,实例2:化纤行业粘胶短纤维纺丝机滤壳腐蚀泄漏,沿着两条熔合线存在较长的由外向内的裂缝。金相显微镜下观察,裂缝前端沿熔合线存在一条黑色析出带。裂缝前端较钝。 结论:滤壳泄漏是由于1Cr18Ni9Ti材质焊接敏化,焊后又未进行稳定化处理所导致的刀口腐蚀造成的。八角螺母连接部位比直筒部分含碳量高,其熔合线刀口腐蚀更严重,是滤壳主要泄漏处。,13,实例2:化纤行业粘胶短纤维纺丝机滤壳腐蚀泄漏,采用CS制作滤壳并进行SEBF涂
5、装技术内外防腐处理,使用六个月,效果优异,既解决了腐蚀问题,又降低了成本。 使用超低碳SS。 用1Cr18Ni9Ti材质焊接后要进行稳定化处理。但由于Ti在焊接时易烧损,最好使Ti/C比1013 或使用1Cr18Ni9Nb。 采用小电流,快速焊,焊缝强制冷却。多道焊时,前一道焊缝冷至60以下方进行下道焊接。,14,实例2:化纤行业粘胶短纤维纺丝机滤壳腐蚀泄漏,提示: 实例1、实例2都说明:1Cr18Ni9Ti 易引发晶间腐蚀,属不推荐钢材。,15,实例3:尿素生产装置高压甲铵冷凝器换热管与管板连接处腐蚀破坏,某化肥厂高压甲铵冷凝器有2550根252.512000换热管,材质为316L。碳钢管板
6、厚470,其上堆焊两层8mm厚316L。运行2.5万小时,管端部位泄漏。 管内壁和管口焊缝外表面腐蚀轻微。 管内壁靠焊缝熔合线处有一皮下气孔,对应的堆焊层下CS管板已大部被腐蚀掉。,16,实例3:尿素生产装置高压甲铵冷凝器换热管与管板连接处腐蚀破坏,17,实例3:尿素生产装置高压甲铵冷凝器换热管与管板连接处腐蚀破坏,焊接留下了皮下气孔。 经长期运行,以点蚀为主的焊缝腐蚀使皮下气孔暴露,甲铵渗入气孔内。 气孔快速扩大,与堆焊间缝隙连通。 介质从管外壁向内壁发展,直至蚀穿管壁,同时将CS管板以更快的速度腐蚀掉。,18,实例3:尿素生产装置高压甲铵冷凝器换热管与管板连接处腐蚀破坏,结论:制造质量不良
7、引发点蚀晶间腐蚀造成次此泄漏事故。,19,实例3:尿素生产装置高压甲铵冷凝器换热管与管板连接处腐蚀破坏,提示: 腐蚀事故往往产生于多种机理; “制造”与“操作”是影响腐蚀的两大要素。,20,定义 特点,点蚀:在金属表面的局部区域,出现向深处发展的腐蚀小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀很轻微的一种腐蚀形态。 是一种隐蔽性强,破坏性大的局部腐蚀。 是一种自催化加速的腐蚀。,21,材料 介质,多发生在表面生成钝化膜的金属和合金上,如SS和Al合金;或表面有阴极性镀层的金属上,如CS镀Cu、Cr等 往往有侵蚀性卤素离子,作用顺序为Cl离子Br离子I,与氧化剂共存。 对给定的金属介质体系,存在特定的临界电位。,
8、22,实例4:柴油加氢换热器腐蚀,某公司1987年建四台柴油加氢换热器。除第一台外,其余3台为串联式。图中从左至右依次为2 3 4 1 台。 换热器壳体基材料为2Cr1Mo钢,厚24mm, 内衬3 mm厚的347不锈钢。管材材质为316不锈钢。 管程走反应后柴油和氢气,4MPa,270280C。壳程走原料柴油。壳程除第一台为240250C,4MPa压力外,其余3台约为180C,1MPa压力。,23,实例4:柴油加氢换热器腐蚀,1989年运行4个月后封存,充0.1MPa氮气,后发现压力消失,空放。 1997年3月启用前检查,换热器壳体内有水痕和大量蚀坑,多在底部。 运行一年后腐蚀加重。第1台腐蚀
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