基于不锈钢卧式蒸发器腐蚀泄露案例的原因分析和防腐应用对策.doc

基于不锈钢卧式蒸发器腐蚀泄露案例的原因分析和防腐应用对策基于不锈钢卧式蒸发器腐蚀泄露案例的原因分析和防腐应用对策【摘要】基于不锈钢容器腐蚀泄露案例的原因分析和防腐应用分析【关键词】不锈钢腐蚀分析防腐应用一、引言不锈钢材料广泛用于石油、化工、机械等各种行业,不锈钢压力容器、管道、阀门等因与腐蚀介质接触遭受腐蚀导致报废,进而遭受巨大经济损失,甚至严重威胁人身安全的事故常有发生。因此,不锈钢材料的腐蚀原因分析和防腐应用是一个有重要经济意义的课题。本文从一个机械制造企业的不锈钢容器泄露案例进行原因分析和防腐应用进行分析,以期获得借鉴、预防作用和减少企业的经济损失。二、不锈钢腐蚀机理、术语通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr和Ni是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr和Ni使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。不锈钢耐腐蚀是由于在不锈钢表面生成了一层极薄的、粘着性好的、半透明的氧化铬薄膜。这层膜一旦遭到破坏,钢中的铬与大气中的氧发生化学反应就能迅速地恢复这层薄膜,同时,机械损伤也能很快再生成一层保护薄膜。但是,如果受到离子的化学侵蚀,比如***离子,可能难于抵抗侵蚀,这就可能因氧气毫无阻挡地进入,而使腐蚀加剧。锈蚀是一个专用术语,专指表面十分均匀的失去光泽,也可能是表面形成了一层干涉膜。通常有轻微的颜色变化,和一定程度的光亮度损失,特别是细小的脏东西进入了表面膜。通过清洗表面可得到一定程度的改善。不锈钢的耐腐蚀性能是基于钝化作用,在不同条件下可产生不同的腐蚀形式。点蚀(即孔蚀)------常因Cl-的存在而使钝化层局部破坏以至形成腐蚀坑,甚至可以穿孔的腐蚀现象。而18-8型单相奥氏体不锈钢在温度不超过100℃DE高浓度***离子环境中,主要腐蚀形式就是点蚀。提高Cr、Ni、Mo、Si、Cu有利于改善耐点蚀性能,超低碳对抗点蚀也有利,添加氮也可提高耐点蚀性能。缝隙腐蚀-------在***离子环境中,如不锈钢装置中不锈钢间或与异物接触的表面间存在间隙时,缝隙中溶液流动将发生迟滞现象,以致溶液局部Cl-浓化,PH值随之降低,导致缝隙中不锈钢表面钝化膜易于吸附Cl-而被局部破坏腐蚀的现象。晶间腐蚀-------在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀一般认为是由于晶粒边界形成贫Cr层造成的。其原因是在450-850℃温度下,C在奥氏体中扩散速度大于Cr在奥氏体中扩散速度。%-%后,多余的C就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并和Cr化合,在晶粒间析出炭化物Cr23C6,但Cr的原子半径较大,扩散速度较C小,不能及时补充晶界生成Cr23C6所消耗的Cr,从而造成奥氏体边界贫Cr,当晶界附近的含Cr量低于12%时就失去了抗腐蚀的能力,在腐蚀介质作用下,即产生晶间腐蚀。应力腐蚀开裂(SCC)-----有两种情况可能出现应力腐蚀开裂。不锈钢处于***化物水溶液环境中时可能产生***离子应力腐蚀开裂。例如,海雾环境,钢又处于很高的拉应力作用下,而且气温又超过正常的环境温度(通常超过60℃),在建筑上使用不可能不存在影响,除非所使用的钢经过了以下所述的敏化处理。在较低温度下,在寻常的恶劣环境中,包括有机化学剂,也能产生应力腐蚀开裂,而这些条件在大多数情况下又是不可避免的。【注:***离子腐蚀不锈钢机理:活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对***离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为2种观点。成相膜理论的观点认为,由于***离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。而吸附理论则认为,***离子破坏氧化膜的根本原因是由于***离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,***离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子,与金属形成***化物,***化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,***离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力】【应力腐蚀失效机理:在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45%左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力