金属材料 晶间腐蚀
两大要素。
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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。
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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
? 填料材质为1Cr18Ni9Ti 。
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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 CO2﹑H2S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界上析出 碳化物。
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实例1:催化裂化装置再吸收塔填料 严重腐蚀
? 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。
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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2Cr-1Mo钢,厚 24mm, 内衬3 mm 厚的347不锈钢。管材材 质为316不锈钢。
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25~30oC,湿度90 %。凝固液成分为:H2SO4 130g/L , ZnSO4 14~18g/L ,Na2SO4 240~260g/L, 温度45~50oC 。
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实例2:化纤行业粘胶短纤维纺丝机 滤壳腐蚀泄漏
? 使晶粒间结合力削弱,不易被检测。 ? 危害性↑。
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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;
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材料 介质
? 通常,化学纯醋酸、醇、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。
? 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。
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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。
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。
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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:制造质量不良引发 点蚀→晶
间腐蚀造成次此泄漏事故。
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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
? 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。
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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,35~45oC 。
承压设备的腐蚀与控制
——晶间腐蚀、点蚀
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目录
1. 定义 特点 2. 实例 1~8 3. 影响A体SS晶间腐蚀因素 4. 防止A体SS晶间腐蚀、点蚀措施
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常见腐蚀形态示意图
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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。
? 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。
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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
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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
实例1、实例2都说明: 1Cr18Ni9Ti 易引发晶间腐蚀,属 不推荐钢材。
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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 φ25×2.5×12000换热管,材质为316L。 碳钢管板厚470,其上堆焊两层8mm 厚 316L。运行2.5万小时,管端部位泄漏。
? 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。
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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﹥10~13 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。
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实例2:化纤行业粘胶短纤维纺丝机 滤壳腐蚀泄漏 ? 提示:
? 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。
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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
? 管程走反应后柴油和氢气,4MPa,270~ 280oC。壳程走原料柴油。壳程除第一台为 240~250oC,4MPa压力外,其余3台约为 180oC,1MPa压力。
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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氮内有水 痕和大量蚀坑,多在底部。