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奥氏体不锈钢弯头开裂原因分析及防护措施.pdf

  • 上传人:吕胜金
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    关 键  词:
    奥氏体 不锈钢 弯头 开裂 原因 分析 防护 措施
    资源描述:
    第36卷第1期
    四川冷金
    ol. 36 No. 1
    2014年2月
    Sichuan Metallurgy
    Feb.,2014
    文章编号:1001-5108(2014)01-006605
    奥氏体不锈钢弯头开裂原因分析及防护措施
    钟铁
    (礬钢集团钛业有限责任公司,四川枝花617000
    摘要:针对四氣化钛生产过程中的介质特点,分析了臭氏体不锈钢在氟化物介质中产生开裂的
    原因,探讨了腐蚀发生的条件、机理和特征,并结合现场处理经验提出了工程上可相应采取的防护
    措施。
    关键词:奥氏体不锈钢;应力腐蚀;影响因素;防护措施
    中图分类号:TG142
    文献标识码;A
    The Cracking Analysis and Protective Measures
    of Austenitic Stainless Steel E]bow
    ZHONG Tie
    ( Pangang Group titanium industry Co, Ltd. Panzhihua 617000, Sichuan, China)
    Abstract: This paper aims the media characteristics in titanium tetrachloride production process.
    Analyzes the reason why the austenitic stainless steels is cracking in chloride media. Explores the
    conditions, mechanism and characteristics when the corrosion occurs. And combined the scene
    experience in handling, proposed corresponding protective measures which can be taken in the
    project.
    Key words: austenitic stainless steel; stress corrosion; factors; protective measures
    引言
    腐蚀性能是有针对性的,如它在空气、水、中
    性溶液和各种氧化性介质中是稳定的,而在
    在化工企业生产过程中,应用了大量与其它的一些介质条件下则可能发生腐蚀破
    各种酸、碱、盐等腐蚀性介质接触的化工机械坏,不锈钢发生的腐蚀破坏多是局部腐蚀破
    与设备,特别是处于高温、高压、高流速工况坏,最常见的有应力腐蚀开裂,点腐蚀,晶间
    下,这些设备的腐蚀问题尤为突出。其中不腐蚀,腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀。
    锈钢由于具有优良的耐蚀性和良好的热塑
    某公司海绵钛生产过程中采用不锈钢套
    性、冷变形能力及可焊性而成为化工行业中管冷却器对四氯化钛进行冷却,与四氯化钛
    重要的耐腐蚀材料,在很多化工装置中其不接触的材料为奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)
    锈钢使用量已达40%之多。但不锈钢的耐与冷却介质接触的材料为Q235A钢。套管
    作者简介:钟铁,助理工程师,主要从事海绵钛生产及相关设备管理工作。
    第1期
    Sichuan Metallurgy
    冷却器热则采用180°弯头焊接连接。在生产
    (2)点腐蚀。点腐蚀也称为小孔腐蚀,是
    过程中由于粗四氯化钛液体中杂质含量较电化学腐蚀的一种形式,是不锈钢常见的局
    高、管路系统密封不严,经常造成套管冷却器部腐蚀的一种。不锈钢极好的耐腐蚀性能是
    管道堵塞。在拆除清洗、疏通时发现套管冷由于在钢的表面形成了看不见的氧化膜使其
    却器不锈钢弯头内侧沿弯头横切面出现多处成为钝态的。若钝化膜被破坏,不锈钢将被
    裂纹,裂纹成脆性断口形貌,裂纹与裂纹之间腐蚀。点腐蚀的形貌特征为:仅在表面局部
    为平行排列,弯头外观、几何尺寸及金属表面出现腐蚀凹坑。或将凹坑的表皮去掉,则可
    光泽无显著变化(见图1)
    看到严重的腐蚀坑。腐蚀坑有时被一层腐蚀
    产物覆盖,将其去除后,可看见严重的腐蚀
    坑。另外,在特定的环境条件下,腐蚀坑会呈
    现出宝塔状的特殊形貌。
    (3)晶间腐蚀。不锈钢的晶粒间界腐蚀
    是一种沿着或紧挨着晶界发生的腐蚀。这种
    腐蚀是在某些热处理条件下由于碳化铬沿晶
    界析出,在邻近晶界处形成贫鉻区及该区在
    腐蚀介质中优先溶解所造成的。沿着晶粒间
    发生的腐蚀是很严重的破坏现象。因为这种
    图1冷却器不锈钢弯头开裂情况
    腐蚀是晶粒间丧失结合力以致材料的强度几
    乎完全消失。金属发生晶闾腐蚀后,外观上
    2奥氏体不锈钢的失效类型
    几乎不会有任何变化,几何尺寸及金属表面
    (1)应力腐蚀开裂(SOC)。应力腐蚀开裂指光泽不变,但其长度和伸长率显著降低。当
    承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩
    受到冷弯变形,机械碰撞或流体的剧烈冲击
    后,金属表面出现裂纹,甚至酥脆,稍加用力
    展而产生失效的一种形式。应力腐蚀开裂具有晶粒自行脱落,失去金属声。在进行金相检
    脆性断口形貌,但它也可能发生于性高的材
    査时,可以看到晶阶或邻近地区发生沿晶界
    料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉
    均匀腐蚀的现象,有时可看到晶粒脱落。在
    应力(指参与应力和外加应力,或者两者兼而有
    对断裂间的断口用扫描电镜观察时,可见冰
    之)和特定的腐蚀介质存在。裂纹的形成和扩
    糖块状的形貌特征。
    展大致与拉应力方向垂直。导致应力腐蚀开裂
    产生晶间腐蚀的原因一般认为是晶界上
    的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂
    存在夹杂物或析出某些化合物(如碳化物或
    所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒
    σ相),致使晶粒边界的基体金属电极电位降
    的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩展的裂纹称
    低。当表面存在电介质时,腐蚀便由晶界产
    为沿晶裂纹,当应力腐烛开裂扩展至一定的深
    生而逐渐向内部发展。某种材料是否发生晶
    度时(此处承受荷载的材料断面上的应力达到间腐蚀,取决于材料,介质体系的特征。在这
    它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂种体系中,材料的晶界区域比晶粒本体的溶
    纹(在初性材料中,通常是通过显徽缺陷的聚解速度大,所以发生晶间腐蚀。
    合)而断开(见图2
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