化工设备腐蚀与防护.docx

化工设在病蚀与防步文念殖合肥通用机械探时所5.1 金JR材料属该学向微述5.1.1 篇W1.分类a,按腐蚀机理分类r电化学腐蚀、化学腐位b、按腐蚀破坏形式分类：匀秋腐蚀、局部腐蚀局部腐点蚀、健隙腐注、电儡腐蚀、品间腐蚀、应力腐蚀，氮致开裂、软腐蚀、腐蚀疲惫,脚接腐蚀'成分选择性腐馆等C、按腐蚀环境分类：高温腐馋、湿腐馋、土塘腐蚀、沉淀腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀、tn腐饨、氧腐蚀、盐腐蚀、坏烷酸腐蚀、翅腐蚀*成化软腐饨.连多破酸腐讪、海水腐蚀、破化乳-氯化氢-水型腐蚀.玻化氢-乳筌腐蚀、破化城-氧化物，K型得蚀等UJ&Hieitt”0罐裂AWNttff1.-1腐MI的不同形态5.1.2 金J1.电化学篇UK理与阴阳根反应放入水或其他电解版中有电极电位与存在按加凡尼电位序钾(K)、纳(Na)、(Mgffi(AI).锌(Zn)、镉(Cd)、铁(Fe)、fft(Co),W(Ni),铸(Sn)、铝(Pb)、IH(Cu).银(Ag)、珀(Po、金(AII)可能导致电位差的因素不同材料、同一材料内的化学或物理性质不匀称(成分偏析、金相组织差异、残余的力(焊接、冷变形)典里的阴极反应：酸性水溶液中2H*+2eH2性水溶液中有溶蝌辄存在时2H+1/20.+2cHQ在脱气的碱性溶液中H2O+c12H,+OH在含氧的硬性溶液中H3O1/20,2e20H溶液中存在高价金属离子CUCu>+2e-Cu有机化合物的还原RO+4c+4H-RH.+HjOR+2e+2HRH2溶液中的氧化性酸或鱼离子还原NO,+2H+eNO；+H3O5.1.3 化工设备常见的电化学属惊类型1 .点位点蚀现软孔律是高度痂部的腐蚀形态.金属表面的大部分不腐蚀或腐饨稍战，只在局部发生一个或一些孔，孔有大有小,般孔衣面ri径等于或小于孔深.点蚀机理：C1.Br.1使钝化朦破抽、电位茏、闭塞电池、PH值下降,CI禹f进入、HCI形成等防止点蚀的措施：1、含MC不锈钢2、酸洗地化3,避开死角、保证介质流淌顺畅铝的点他观望碳钢的点蚀现以2 .篇惊现象：种特殊的点讪现般.常和孔穴、垫片底面、搭接健*表面沉积物.娘栓帽和例钉下的缝隙中积存的少量静止溶液有关.不锈钢对缝隙腐蚀特殊敏据机理:Evans理论内外金风离子浓度差形成浓至电池Fontanc-GrccncK浓差理论,Si隙内外权的浓度差形成浓差电池作用.缝隙内忖部优先溶解.发生阴极和用极反应.氧消耗使缝隙内阳极反应受抑制，生成的0H削减,C1.补充进入缝隙生成金属盐水解生成盐酸PH值降低-腐蚀加刷避开健隙腐蚀的指施与点蚀相同3 .电偶篇惊机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的窗蚀电位高的成为阳极，腐独加明。电位低的为阴极.腐蚀减轻.削减电隅腐蚀帧向的措施1选用电位差小的金属S1.合2,避开小阳极*大阴极,减援腐蚀逑率3.用涂料、垫片等使金屏间绝缘4、采纳阴极爱护4 .*间府蚀奥氏体和铁素体不锈钢特有的种腐蚀形式在晶界及旁边区域发生选择性腐蚀5.2.4 关于材料因索的描述产生应力,腐蚀开裂的材料和环Jftai合材料环境碳钢及低合金钢MOH溶液、NaoH-溶2SiO3溶液,硝酸盐溶液.1©溶液,COYO2”M)溶液.C0*HCN+H2S+NH3浓氧，HzS溶液,海水，混酸(H2S01.+HN0)CO12+HCO3奥氏体不锈纲烈化物溶液，海水.高温水,NaOH溶液连多破峻，HdHfOdNaCIHjS溶液马氏体不锈纲海水、NaC1.溶液,NaC1.+H8溶液,NaoH溶液、NH1.溶液,硝酸、硫酸,HsO"+HNCh溶液.HQ溶液,诙温柔高压水,高温碱蒙乃尔7S%NaOH的沸酶溶液，有机筑化物，汞化合物，大于427IC蒸汽，HF锹脸合金SfcNaOH,HCN+杂桢，260'C以上的硫，427伫以上的蒸汽因科乃尔合金HF,NaOH溶液(260427*C)水然气+SO”高浓度Naf水溶液，浓缩的揭炉水钛、钛分金海水、盐水、有机酸、WfttNaOH,盐酸、能化物，三级乙烯，红色硝酸HR化工设备的应力腐蚀开裂常用破素例如：10号、20号、20g,Q235等强度低，煤接热影响区脆硬帧向小，发生应力腐蚀开裂的几率较低,主要介质I珀酸盐溶液.液氨.海硫化城、乳祖酸2任合外!化工设备的废力腐14邦良化工设各常用低合金剂化16MnR、15MnVR,18MnMoNb.07MnCrMovR等主要的应力腐蚀开我发生在湘硫化乳介质中氧致死裂与应力腐浊的区分3.1HM氏体不HR4t工设备引起Cr-Ni奥氏体不锈钢品间型电力腐蚀的介册和条件介质材料的热处理状态备注四硫酸钾(K2S4O6)敬化态水中仅含2ppm,室温卜也可产生连多硫酸坡化态室温下也可产生仅含氧的希温水囿溶态例如.2881'涌水核反应堆条件下pH>10的碱性而湖水冏溶态当有缝隙存在时含NaOH的高温水固溶态例如,316C时的10%和45%NaOH硫酸+ci-水溶液固溶态在室温下也可产生含er的中性水收化态即使空温下也能产生含Cc的高温水败化态例如,在250350Q时含F的水敏化态室温下.仅2ppm广也可产生玷酸+ci-的水溶液政化态海洋和工业大气敢化态5.2.5 应力腐蚀开裂的机理机械化学区设机械作用使爱护膜裂开.金属活化(形成阳极)化学作用一一电化学腐蚀(阳极溶解、阴极析乳应力腐蚀的机理很困难，依据左景伊提出的理论，裂开的发生和发展可区分为三个阶段：金M表面生成钝化原或爱护疑:腹局部裂开，产生蚀孔或裂统源:裂缝内发生加速腐蚀，在拉应力作用E以垂百.方向深化金属内部.网的码邮俄评小界讯茂M力比勒川8对值0w<ff1.Jw<RW0台子彼(Mx>33送110/Iy饰唯.iKI1ffM<KIietMM1或缺位虐ww(wifM-M,*2e功力竽位N1.退出,仲速度化.满仅用笈忖区FxX&收应力场作刖R¾原裂歧明敏反应MFef1.?力学,反应物/%Iam<aII值0t丽讯次<1.-J1.作用和口ff1.411金应力腐馍系统概貌（41p23）图的上邮示出水溶液中阳离子浓度A*、阴离子浓馍b、复合鹿于浓度MX'，、应为战出系统概我-滑移阶梯-示意图<u）金及灰面生成一层爱护股；（b）金属花拉应力的作用下产生滑移-变形:c）金国产生较大的1猾格龄出”为边爱护联拄破5.2.6 应力腐t囊或形貌称征分叉、树根状泥状花样、二次裂纹、扇形花样、准解理（或沿品）等16MR赢酸盐中的应力粕蚀断口奥氏体不锈钢的沿晶应力腐蚀断口5.2.7 石油化工化工设备腐加R开的六粒M要彩式1 .湿硫化氮应力腐饨开裂2 .在戚溶液中的应力腐独开裂（嘴脆）3 .在液窗中的应力腐蚀开裂4 .在CO-CO2-H2O环境中的应力腐饨开裂5 .氯化物应力燃饨开裂6 .连多硫酸应力,腐蚀开裂1. 应力腐像开衰湿硫化氮对容器的损伤过程如下：硫化氮在水中发生水解反应：H2S-H,*HS-1 -HJS水解后的能化氮水溶液与钢的表面接触所发生电化学反应，反应过程如下:阳板反应：Fe-Fc÷÷+2cSOH1.C-SSC阳极反应的二次过程：F"+S-FeS阴极反应；2H"2e-2H+H2t1-2H（渗透）4种表现形式：1氢鼓泡HB）2城致开裂（H1.C）3）应力导向瓠致开我（SOHIC）4硫化应应力腐蚀开裂（SSCC3 .在液氨中的应力腐蚀同时具需以卜条件的属氨应力腐蚀开裂的典型环境：I介质为液占我，其中的含水质低于0.2%并有可能受到O2或Ca的污染（NZ也是必要的）：2）介质品度高于-5C.对碳钢和低合金钢而言，液氨中加入0.2的水可起到级蚀作用，从而可暴木上避开断裂的发生，但对抗拉强度高于800MPa的调质高强铜，加水不能完全抑制裂纹的产生。级应力腐蚀裂纹属阳极溶解型.并一般是穿品形式扩展.4 .在COCO2H2O环境中的应力腐蚀开衰发生的装置：合成氨、制乳的脱碳系统、燃气系统、气瓶等机理：CO2溶于水后生成碳酸，PH伯下降致3.3,再通入CO可起缓蚀剂的作用阻挡了全面腐蚀的发生；应力3致滑移形成台阶，簇新金属暴露，成为阳极，吸附Co的表面成为阴极,阳极发生溶解，应力斓饨开裂发生5 .氯化物应力腐蚀开裂（C1.SCC）C1.SCC一般发生在金属部度高于（65C）的状况下。对CISCC最敏感的是含Ni8%的奥氏体不锈钢（如300SS系列.304,316等）.疑化物SCC的做规形貌呈典型的穿晶及多分支特征.但有过沿品应力腐蚀开裂的报道*关于策化物应力腐蚀开裂的5种假设I）吸冏理论氯离子吸附在裂及尖端2）电化学理论FH极溶解3）版破坏理论饨化黑破损.局部溶解4）腐蚀产物契入理论腐蚀产物契入裂税尖端5）级聪理论级致开裂马氏体不锈钢，形变诱导马氏体）裂纹特征I、起自于不侑钢表面且分布具有明显的同部性：2,裂税的走向与所受应力，特殊是与残余应力有亲密关系；3、裂奴常足龟裂和风干木材状,裂线旁边没有电性变杉；4、应力腐蚀裂纹的微观形貌多为穿晶型.但也多见沿晶型和穿品+沿品混合型：裂纹的宽度较小：断“形貌应力腐蚀的宏观断口多呈脆性断裂.断口的微观形貌，穿晶里多为准解理断裂，并常见河流,网形，色骨，羽毛等花样；而沿晶型则多为冰糖块状花样.6 .建多破医力腐饿开裳连多破酸（H2SxO6）应力腐蚀开裂在催化裂化、脱嫉、加乳裂化、催化JE整装置中的取发生，在连多硫酸环境下,一些敏感M料（如18-8不伤纲在堆化热处理或类似收化温度的焊接热影响区局部区域.会由于晶界抗化，从而使材料晶间快速腐蚀和开裂.裂触总是在IS间出现和发展并且只须要相府较低的拉应力水平。1）奥氏体不锈钢设备在运行过程中由于硫化乳（H2S）的腐蚀在表面生成碗化铁（FeS）.2）停工、降温并打开设备后大气中的水分和氧与腐蚀产物接触反应生成连多硫酸，反应式为：3FeS+5¾AFe2FeOt3S02SO2+H2O-HzSO3H2SO3H202-H2SO.,H2SO,+FeS-Feso1.+H2SHoSO1HoSAB112S10+nS中碳或高碳奥氏体不锈钢如（304/3OqH和316/316H）的焊接热膨响区对SCC特殊改掇，低碳含做<<0.03%）在低于427C状况下SCC的敏博性较低,含忏稳定化元素的奥氏体不锈艳如321（含Ti）和347（Nb）经秘定化热处理后对PTA的SCC般感性较低.依据XACERP01-7/爆油厂停工期间奥氏体不锈钢设备连多硫酸应力寐蚀开裂的预防”标准中举荐的削减或消退PTA的方法，为了预防连多破酸应力腐蚀的发生，应在停工之后马上用以性水或纯被溶液时设备进行冲洗，并在停工期间用干燥的瑟气吹扫设备以防止空气进