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                壓力容器常見的電化學腐蝕類型

                2021-04-23 09:25:15

                  黑龍江壓力容器常見的電化學腐蝕類型

                  1.點蝕

                  表面生成鈍化膜而具有耐蝕性的金屬和合金,一旦表面膜被局部破壞而露出新鮮表面后,這部分的金屬就會迅速溶解而發生局部腐蝕。結果是金屬表面出現針狀或點狀,有一定深度的小孔,稱為點蝕。

                  點蝕的腐蝕機理是在中性溶液中的離子(例如Cl-)作用于表面鈍化膜,表面膜受破壞,因而發生點蝕。組織、夾雜物等金屬構造上的不均勻部分易成為點蝕源。

                  減少點蝕傾向的措施有:

                 ?、龠x擇抗點蝕性能的材料,例如含鉬的不銹鋼;

                 ?、诤附颖砻孢M行酸洗鈍化;

                 ?、劢Y構設計中要避免死角,盡量使介質不處在靜態。

                  2.縫隙腐蝕

                  浸在腐蝕介質中的金屬構件,在縫隙和其他隱蔽的區域內常常發生強烈的局部腐蝕,這種現象稱為縫隙腐蝕。這類腐蝕常和孔穴、墊片底面、搭接縫、表面沉積物以及螺栓棍和鉚釘下的縫隙積存的少量靜止溶液有關。不銹鋼對縫隙腐蝕特別敏感。減少縫隙腐蝕傾向的措施同點蝕。


                黑龍江壓力容器


                  3.點偶腐蝕

                  電偶腐蝕實質上是由兩種不同的電極構成的宏觀原電池的腐蝕。當兩種不同金屬浸在導電性的溶液中時,兩種金屬之間通常存在著電位差,如果這些金屬互相接觸(或用導線連通》,該電位差將使電子在金屬間流動。耐蝕性差的金屬成為陽極,腐蝕增加,而耐蝕性好的金屬則為陰極,腐蝕減輕。這類形態稱為電偶腐蝕。

                  在工程技術中。采用不同金屬的組合幾乎是不可避免的。因此,人們在選擇材料時,迫切要求了解某兩種金屬材料直接接觸,在實際使用中發生電偶腐蝕的程度如何,可進行實驗測定或根據電偶序確定。

                  減少電偶腐蝕傾向的措施有:

                 ?、俦M量選用電位差小的金屬的組合;

                 ?、诒苊庑£枠O,大陰極,減緩腐蝕速率;

                 ?、塾猛苛?、墊片等使兩種金屬之間絕緣;

                 ?、懿捎藐帢O保護法。

                  4.晶間腐蝕

                  金屬的晶界非?;顫?,在晶界或鄰近區產生局部腐蝕,而晶粒的腐蝕則相對很小,這就是晶間腐蝕。晶間腐蝕使金屬碎裂(晶粒脫裂),同時便金屬喪失強度。晶間腐蝕是由晶界的雜質或晶界區某一合金元素的增多或減少而引起的。

                  5.應力腐蝕開裂

                  金屬在應力與腐蝕介質共同作用下產生的破裂,稱為應力腐蝕破裂(SCC)。

                  影響應力腐蝕破裂的重要變量是溫度、介質成分、材料成分和組織結構、應力。破裂方向一般與作用應力垂直。應力增大,則發生破裂的時間縮短。應力來源于外加應力、焊接和冷加工等產生的殘余應力、熱應力等。

                  6.氫致開裂

                  氫致開裂的機理:當鋼浸漬在含硫化氫的環境中,因腐蝕而產生的氫便滲入鋼中,原子狀氮擴散到達非金屬夾雜物等界面,在其缺陷部位轉變為分子氫,提高了空洞的內壓,其壓力可達104MPa。在壓力作用下,沿夾雜物或偏析區呈線狀或臺階狀擴展開裂。

                  在煉油工業的汽油穩定蒸餾塔頂冷凝器、加氫脫硫裝置的成品冷卻器、汽提塔塔頂冷凝器及油田集輸油管線,由于碳鋼及低合金鋼暴露在含硫化氫的環境中時,因腐蝕而生成的氫侵入鋼中,局部聚集,致使在鋼材軋制方向引成臺階狀開裂的現象。氫致開裂另一種表現為鼓泡。

                  7.氫腐蝕和高溫氫損傷

                  合成氨和石油加氫裂化裝置中的一些容器,工作溫度高達數百攝氏度,壓力高達數十兆帕,介質中氫氣分量較高。這類容器,如果設計、制造或使用不當就有可能因氫的腐蝕而導致破裂。氫腐蝕發生在高溫高壓臨氫環境中,由于進人鋼中的氫的作用,導致材料的化學成分變化、組織改變、力學性能劣化、并產生大量裂紋。解釋鋼的氫腐蝕的理論有多種,其中比較有說服力的理論是:高溫高壓的氫進人鋼中與滲碳體相互作用,生成甲烷,使鋼脫碳。因為鋼的主要強化相滲碳體被氫還原了,所以強度大為降低。

                  氫腐蝕脫碳現象有兩種形式:一是氫和鋼表面的碳化合生成甲烷,引起鋼表面脫碳;二是氫滲透到鋼內部,與滲碳體反應生成甲烷。生成的甲烷不能從鋼中擴散出去,而是聚集在晶界上,在某些位置形成壓力很高的氣泡,氣泡的數目和尺寸隨時間的增長而增加,氣泡擴大和相互連接的結果形成出現在晶界上的裂紋。

                  影響氫腐蝕的因素主要有:溫度、氫分壓、合金成分、應力等。一般情況下,碳素鋼在200℃以上的高壓氫環境中才會發生氫腐蝕。鋼中加入鉻、釩、鎢等能形成穩定碳化物的元素,可提高鋼抗氫腐蝕的能力。奧氏體不銹鋼具有很好的抵抗氫腐蝕性能。

                  壓力容器的焊接接頭設計的一般原則

                  焊接是容器制造的重要環節,其結構設計不合理,往往在制造過程中容易產生缺陷,也不利于無損檢測;此外焊接結構設計與容器的使用安全也有很大的關系?!秹毫θ萜靼踩夹g監察規程》和GBl50《鋼制壓力容器》規定:

                  1.不宜采用十字焊縫。相鄰的兩筒節間的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰筒節的縱縫應錯開,其焊縫中心線之間一般應大于筒體厚度的3倍,且不小于100mm。

                  2.B類焊接接頭以及圓筒與球形封頭相連的A類焊接接頭,當兩側鋼材厚度不等時,若薄板厚度不大于10mm,兩板厚度差超過3mm;若薄板厚度大于10mm時,兩板厚度差大于不等厚度板的對接薄板厚度的30%,或超過5mm,均應按圖2-19的要求單面或雙面削薄厚板邊緣,或按同樣要求采用堆焊方法將薄板邊緣焊成斜面。

                  3.由于焊縫隙中的未焊透缺陷好象一個預制的缺口,常成為脆性破壞的起裂點,因此在焊接結構的設計時要盡量采用全焊透的結構。對于低溫壓力容器、受交變載荷的壓力容器的焊接結構必須采用全焊透的結構。

                  4.不銹鋼與碳鋼焊接時采用過渡件,應避免在不銹鋼殼體上直接焊接碳鋼支座。


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