壓力容器金屬材料的縫隙腐蝕
縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)與空穴、墊(dian)片下、搭接縫(feng)、表面(mian)沉積物以及螺母、鉚釘帽下的(de)(de)(de)(de)(de)縫(feng)隙(xi)內(nei)存在的(de)(de)(de)(de)(de)少(shao)量靜止(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)溶液(ye)有關。環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)性液(ye)體(ti)可以進入到這(zhe)些縫(feng)隙(xi)中(zhong),但又不能自由流動,因此,造成了這(zhe)種(zhong)特殊的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)形式。縫(feng)隙(xi)是(shi)引(yin)起(qi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)主要設(she)計缺陷(xian),也是(shi)許多壓力容器在設(she)計中(zhong)難以避免(mian)的(de)(de)(de)(de)(de),特別是(shi)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)連接處(chu)和支撐處(chu)。
1.縫(feng)隙腐(fu)蝕的定義(yi)
縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)又稱(cheng)間(jian)(jian)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi),是電(dian)解質(zhi)(zhi)溶液中(zhong),在金(jin)屬與金(jin)屬及金(jin)屬和非金(jin)屬之間(jian)(jian)構成狹窄的(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內(nei),介質(zhi)(zhi)的(de)(de)遷移(yi)受到阻滯時而(er)產生(sheng)的(de)(de)一種(zhong)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)形態(tai)。金(jin)屬表面上由于存(cun)在異物或結構上的(de)(de)原(yuan)因(yin)而(er)形成縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi),使(shi)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內(nei)的(de)(de)物質(zhi)(zhi)遷移(yi)困難所引起的(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內(nei)金(jin)屬產生(sheng)的(de)(de)一種(zhong)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)形態(tai),總稱(cheng)為縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)。
縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內(nei)金屬(shu)(shu)(shu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)一種(zhong)局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕形(xing)態(tai),總稱為縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕。縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)包括金屬(shu)(shu)(shu)與金屬(shu)(shu)(shu)間形(xing)成的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)、金屬(shu)(shu)(shu)與作為法蘭盤(pan)連接墊圈等(deng)的(de)(de)(de)非金屬(shu)(shu)(shu)材料(liao) (塑料(liao)、橡膠、玻璃(li)、纖維板(ban)等(deng))接觸所(suo)形(xing)成的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi),以及(ji)腐(fu)(fu)(fu)蝕產(chan)(chan)物、砂粒(li)、灰塵、污物、海生(sheng)(sheng)物等(deng)沉積或附著在(zai)金屬(shu)(shu)(shu)表面上(shang)所(suo)形(xing)成的(de)(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)等(deng),在(zai)一定(ding)電(dian)解質溶液中都會在(zai)縫(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)局部(bu)范(fan)圍內(nei)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕。
2.縫隙腐(fu)蝕對壓力容(rong)器的危(wei)害
由(you)于縫(feng)隙(xi)腐蝕是(shi)發生在電(dian)解質溶(rong)液中(zhong)(zhong) (特別是(shi)含有 Cl-的(de)(de)介質中(zhong)(zhong)),在狹窄的(de)(de)金(jin)屬(shu)與(yu)(yu)金(jin)屬(shu)或金(jin)屬(shu)與(yu)(yu)非金(jin)屬(shu)縫(feng)隙(xi)表面之間局部(bu)腐蝕。這種腐蝕能夠破壞機(ji)械(xie)連接的(de)(de)完整性和設(she)備的(de)(de)密封性,使(shi)設(she)備的(de)(de)正常運行造成(cheng)嚴重的(de)(de)故障或失(shi)效以(yi)至(zhi)于釀成(cheng)破壞性的(de)(de)事故。
縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕往(wang)往(wang)發(fa)生在螺(luo)栓、墊片、設(she)備與接(jie)管的(de)(de)(de)法蘭(lan)面等機械連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)構件(jian)所形(xing)成的(de)(de)(de)縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)部(bu)位,管殼式換(huan)熱器管板與管束連(lian)接(jie)部(bu)位,設(she)備焊(han)接(jie)缺陷如未焊(han)透和咬邊等也(ye)是縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)多發(fa)部(bu)位。這些部(bu)位通常存在較(jiao)大的(de)(de)(de)工作(zuo)應力或焊(han)接(jie)殘余(yu)應力,在應力作(zuo)用下,縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕可使(shi)局部(bu)介質(zhi)形(xing)成材料的(de)(de)(de) SCC 敏(min)感(gan)環境(jing),腐(fu)(fu)蝕轉(zhuan)變 SCC 敏(min)感(gan)性(xing),加速(su)了(le)結(jie)構的(de)(de)(de)破(po)壞。另外,在設(she)備運(yun)行(xing)中產生的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產物、沉積物、碎屑、污泥和結(jie)垢附著(zhu)在金屬(shu)表(biao)面形(xing)成的(de)(de)(de)縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)也(ye)會發(fa)生縫(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕。
縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)不只(zhi)限于(yu)(yu)不銹鋼(gang),在包(bao)括鈦、鋁、銅和(he)(he)鎳基合金(jin)等許(xu)多合金(jin)系列(lie)中(zhong)都會發(fa)(fa)生(sheng)(sheng),如氯堿工業(ye)鈦設(she)(she)備(bei)常發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。與點蝕(shi)所(suo)造(zao)成的(de)(de)危害一(yi)(yi)樣,縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)也會造(zao)成設(she)(she)備(bei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)穿(chuan)透(tou),物料(liao)泄漏。對于(yu)(yu)換熱(re)器(qi)(qi)會造(zao)成列(lie)管(guan)(guan)穿(chuan)孔,換熱(re)器(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)介(jie)質污染(ran)(ran),換熱(re)器(qi)(qi)溫(wen)(wen)度和(he)(he)壓(ya)力的(de)(de)失(shi)穩(wen)等,同樣造(zao)成設(she)(she)備(bei)失(shi)效和(he)(he)停車事故或(huo)環境污染(ran)(ran)以及威脅安全(quan)生(sheng)(sheng)產(chan)等,是(shi)(shi)管(guan)(guan)殼式(shi)換熱(re)器(qi)(qi)的(de)(de)主要失(shi)效形式(shi)之一(yi)(yi)。如,核電站(zhan)的(de)(de)蒸(zheng)汽發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)(qi)管(guan)(guan)子發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)損壞的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)重(zhong)要形式(shi)是(shi)(shi) “壓(ya)凹腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)”,它(ta)是(shi)(shi)由(you)于(yu)(yu)蒸(zheng)汽發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)(qi)的(de)(de)鎳基合金(jin)(如 Inconel600 )傳(chuan)熱(re)管(guan)(guan)與原先采(cai)用的(de)(de)碳鋼(gang)管(guan)(guan)板(或(huo)支撐板)之間形成了環形縫(feng)隙(xi),碳鋼(gang)管(guan)(guan)板在高溫(wen)(wen)水中(zhong)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi),比基體金(jin)屬大(da) 1 倍左右的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物擠壓(ya)傳(chuan)熱(re)管(guan)(guan)管(guan)(guan)壁(bi)而(er)造(zao)成管(guan)(guan)徑減小,產(chan)生(sheng)(sheng)凹痕的(de)(de)現象。由(you)于(yu)(yu)應力的(de)(de)作用,還(huan)易導致管(guan)(guan)子破裂,嚴重(zhong)影響(xiang)核電站(zhan)的(de)(de)安全(quan)運行(xing)。
縫(feng)隙腐(fu)蝕速率(lv)一般較全面腐(fu)蝕快1 個數量級(ji)以(yi)上(shang),常造(zao)成腐(fu)蝕部(bu)位的穿孔,是造(zao)成換熱(re)器(qi)等(deng)壓力容(rong)器(qi)常見(jian)的失(shi)效(xiao)形式之一。縫(feng)隙腐(fu)蝕將減小部(bu)件的有效(xiao)幾(ji)何尺寸,降低(di)吻合程度。縫(feng)內(nei)腐(fu)蝕產(chan)物的體積增大(da),形成局部(bu)應力,并使(shi)裝配困(kun)難。
3.縫隙腐蝕形(xing)貌
縫隙腐蝕(shi)(shi)按其表現出來(lai)的(de)形(xing)式,可分為穿透腐蝕(shi)(shi)、絲狀腐蝕(shi)(shi)、沉(chen)積(ji)腐蝕(shi)(shi) 3 種常見的(de)特殊(shu)形(xing)態。
縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)在多數情況下(xia)是(shi)宏觀電池腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形態(tai)從(cong)金(jin)屬縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)內金(jin)屬的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)、晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、SCC 、腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲勞到全(quan)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)都有,一般說來,耐蝕(shi)(shi)(shi)性好(hao)的(de)(de)材料易(yi)出(chu)現(xian)(xian)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)等局(ju)部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),而(er)耐蝕(shi)(shi)(shi)性差的(de)(de)易(yi)出(chu)現(xian)(xian)活(huo)化態(tai)全(quan)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)內酸化嚴重時(shi)(shi),以(yi)全(quan)面(mian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)為(wei)主,酸化較(jiao)弱時(shi)(shi),易(yi)出(chu)現(xian)(xian)局(ju)部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),。縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)或沉積物的(de)(de)存(cun)在往往會促進不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi),發生縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)時(shi)(shi),縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)內部一般出(chu)現(xian)(xian)加(jia)速腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),而(er)縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)外部則腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)較(jiao)輕。但銅(tong)(tong)及銅(tong)(tong)合金(jin)由于(yu)濃差引起的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)位于(yu)接近縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)暴露表面(mian)處(chu),而(er)不(bu)是(shi)在縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)內部,即縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)口為(wei)陽極(ji),而(er)縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)內部則可成為(wei)陰極(ji),有時(shi)(shi)還(huan)可觀察到銅(tong)(tong)的(de)(de)沉積。
垢下(xia)腐(fu)蝕,因閉塞區為酸性腐(fu)蝕,伴有氫氣產生,所以在沉積物表面(mian)會產生半(ban)球(qiu)狀鼓包(bao),垢下(xia)一般呈(cheng)較大的(de)腐(fu)蝕坑,嚴(yan)(yan)重(zhong)的(de)穿透(tou)壁厚,見圖 。與點蝕一樣,受重(zhong)力(li)影響,向上的(de)表面(mian)腐(fu)蝕較豎直和向下(xia)的(de)表面(mian)嚴(yan)(yan)重(zhong)。
4.縫隙腐(fu)蝕機理
縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)產生的(de)條件是(shi)金(jin)屬表面(mian)上由于存(cun)在異物或結構上的(de)原(yuan)因會造成(cheng)(cheng)縫隙(xi)(xi)(xi)(xi),其寬度使液體(ti)能流入(ru),又(you)能維持液體(ti)停滯。這(zhe)樣的(de)縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)在實際中是(shi)常見的(de),這(zhe)也(ye)是(shi)金(jin)屬縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)成(cheng)(cheng)為常見的(de)一(yi)種局部腐(fu)(fu)蝕(shi)形式的(de)重要原(yuan)因之(zhi)一(yi)。纖維材料(liao) (如墊(dian)片(pian)連接件)可(ke)通過毛(mao)細作用而把溶液吸(xi)進墊(dian)片(pian)和金(jin)屬之(zhi)間的(de)縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)內,因而特別(bie)容易引起縫隙(xi)(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
(1)縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)機(ji)理縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)一個重(zhong)要特(te)征是(shi)(shi),由于特(te)殊(shu)的(de)(de)幾何形狀或腐(fu)(fu)蝕(shi)產物在(zai)縫隙(xi)、蝕(shi)坑或裂(lie)紋出口處(chu)的(de)(de)堆(dui)積,使(shi)通道閉(bi)塞,限制(zhi)了(le)腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)(jie)質的(de)(de)擴散,使(shi)腔內(nei)的(de)(de)介(jie)(jie)質組分、濃度和pH值與整體介(jie)(jie)質有很(hen)(hen)大差異,從(cong)而形成了(le)閉(bi)塞電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。陰極反(fan)應物 (如溶(rong)解氧)可以很(hen)(hen)容易地通過對(dui)流(liu)(自然對(dui)流(liu)和強制(zhi)對(dui)流(liu))和擴散抵(di)達(da)縫隙(xi)外(wai)的(de)(de)金屬(shu)表面,因(yin)僅能通過縫隙(xi)的(de)(de)窄口以擴散方式(shi)進入縫隙(xi),所以,抵(di)達(da)縫隙(xi)內(nei)部的(de)(de)停滯溶(rong)液中的(de)(de)氧很(hen)(hen)少(shao)。因(yin)此,早(zao)期大多數理論認為(wei)縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)(shi)由于金屬(shu)離子(zi)和溶(rong)解氣體在(zai)縫隙(xi)內(nei)外(wai)介(jie)(jie)質中濃度不均(jun)勻(yun),形成濃差電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)所致(zhi)。如較早(zao)的(de)(de)兩種理論:一是(shi)(shi)在(zai) 20 世(shi)紀 20 年代提出的(de)(de)金屬(shu)離子(zi)的(de)(de)濃差電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi),另一理論是(shi)(shi) Evans 提出的(de)(de)充(chong)氣不勻(yun)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi),即氧的(de)(de)濃差電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)。
現在普遍為大家所接受的(de)縫(feng)隙腐蝕(shi)機理是氧濃差(cha)電池與閉塞電池自催化效應共同作用的(de)結果。腐蝕(shi)開始時,縫(feng)內(nei)、外氧濃差(cha)增加,縫(feng)內(nei)金屬的(de)電位變(bian)負(fu),使(shi)縫(feng)內(nei)陽極(ji)溶解速度增加,結果引起(qi) Men + 的(de)濃度增加, Cl-往縫(feng)內(nei)遷(qian)移。
5.影響壓力容器縫隙腐蝕的主要(yao)因素
評價材料抗縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能的(de)標準(zhun)(zhun)方(fang)法(fa)(fa)主(zhu)要有浸泡試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)和電化學(xue)(xue)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。對于(yu)浸泡試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa),設計形式多樣(yang)的(de)人造縫(feng)隙,采用(yong)多種腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi),一(yi)般以(yi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)質(zhi)量或腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)深(shen)度評定試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)果(guo);電化學(xue)(xue)測試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)方(fang)法(fa)(fa)是以(yi)某(mou)些電化學(xue)(xue)參數作為判據,來比較金屬材料對縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)相對敏感性,一(yi)般來說,電化學(xue)(xue)測試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)方(fang)式可縮短(duan)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)誘導期而達(da)到加速腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)目(mu)的(de)。浸泡試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa)包括(kuo)三(san)氯(lv)化鐵(tie)實驗(yan)(yan)(yan)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)加速試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)、多縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、 MTI 試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、 CCT法(fa)(fa)等;電化學(xue)(xue)測試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)方(fang)法(fa)(fa)包括(kuo) ASTM 標準(zhun)(zhun)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法(fa)(fa)、恒電位(wei)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、動電位(wei)極(ji)化試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法(fa)(fa)、遠距(ju)離縫(feng)隙裝(zhuang)置試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)等。
一(yi)(yi)般溫(wen)度(du)(du)(du)升(sheng)(sheng)高加(jia)速(su)(su)陽極(ji)反(fan)(fan)應(ying),但溫(wen)度(du)(du)(du)變化對(dui)縫(feng)隙腐蝕的影(ying)響是比較(jiao)復雜的。因(yin)為溫(wen)度(du)(du)(du)對(dui)各相關因(yin)素產(chan)生(sheng)不同的甚至(zhi)是相反(fan)(fan)的影(ying)響。一(yi)(yi)方面,溫(wen)度(du)(du)(du)升(sheng)(sheng)高使傳(chuan)輸(shu)過(guo)程及反(fan)(fan)應(ying)動力學(xue)加(jia)速(su)(su),從(cong)而增(zeng)大陽極(ji)反(fan)(fan)應(ying)速(su)(su)度(du)(du)(du);但陽極(ji)和(he)陰(yin)極(ji)兩種(zhong)反(fan)(fan)應(ying)類型可能(neng)(neng)發生(sheng)變化;另一(yi)(yi)方面,在(zai)敞開體系的溶(rong)液中,溶(rong)解氧的含量隨溫(wen)度(du)(du)(du)升(sheng)(sheng)高而下降,大約在(zai) 80℃ ,不銹鋼的縫(feng)隙腐蝕達到極(ji)大。在(zai)封(feng)閉體系中,溫(wen)度(du)(du)(du)升(sheng)(sheng)高通常使縫(feng)隙腐蝕速(su)(su)度(du)(du)(du)加(jia)快。此外,溫(wen)度(du)(du)(du)還可能(neng)(neng)對(dui)點(dian)蝕電位、水解平衡以及表面膜的成分、結(jie)構和(he)性能(neng)(neng)等產(chan)生(sheng)影(ying)響從(cong)而影(ying)響到縫(feng)隙腐蝕。
隨溫度的升高,鈦的縫隙(xi)腐(fu)蝕程度加劇,孕育期(qi)縮短。當(dang)溫度低于 85℃ 時(shi), Ti-Pd 合金(jin)在高濃度氯化物的實(shi)(shi)驗條件下, 120h 實(shi)(shi)驗期(qi)間未(wei)發生(sheng)縫隙(xi)腐(fu)蝕。
縫內電位同步監測結果還表(biao)明,隨(sui)著溫度升高,發生縫隙(xi)腐(fu)蝕時(shi)的縫內電位也變負。
④ pH 只要縫外金(jin)屬能夠(gou)保持(chi)鈍態(tai),pH降低,縫隙腐蝕量增加。不同材料維持(chi)鈍化的(de)臨(lin)界pH值相差(cha)較大,并與介(jie)質(zhi)組分和溫度關系很大。普通 18-8 型奧氏體不銹鋼常(chang)溫下
6.壓力容器縫隙(xi)腐蝕控制
防(fang)止或減(jian)少縫(feng)隙腐蝕(shi)主要措(cuo)施(shi)有優化結(jie)構(gou)設計(ji)、選材和控制介質(zhi)等方面。
(1)改(gai)進結構設計,改(gai)善(shan)運行條件(jian)
在(zai)(zai)壓力容器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)(ji)與(yu)制造(zao)工藝上(shang)(shang)(shang)盡量(liang)不(bu)(bu)造(zao)成縫(feng)(feng)隙結(jie)構(gou)(gou)是(shi)避免(mian)(mian)其(qi)受到縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕最(zui)有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法。盡可能(neng)避免(mian)(mian)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)金(jin)屬和(he)非(fei)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie),設計(ji)(ji)上(shang)(shang)(shang)盡量(liang)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)滿焊(han)結(jie)構(gou)(gou),用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)代替鉚(liu)接(jie)(jie)(jie)(jie)或(huo)螺栓(shuan)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie);用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)對(dui)接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)不(bu)(bu)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)搭接(jie)(jie)(jie)(jie);搭接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)的(de)(de)(de)(de)(de)縫(feng)(feng)隙要用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)連(lian)續焊(han)、釬焊(han)或(huo)捻縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法將其(qi)封(feng)塞。焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時(shi),在(zai)(zai)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸溶液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)(feng)一側盡量(liang)避免(mian)(mian)孔(kong)洞(dong)、未(wei)熔(rong)合(he)和(he)裂紋(wen)等缺陷。應保證容器(qi)(qi)在(zai)(zai)排(pai)空時(shi)無殘留溶液(ye)存(cun)在(zai)(zai),設計(ji)(ji)上(shang)(shang)(shang)避免(mian)(mian)銳角(jiao)和(he)靜滯區 (死角(jiao))使結(jie)構(gou)(gou)能(neng)夠完全(quan)排(pai)流,以防生(sheng)物或(huo)碎屑等在(zai)(zai)這些部(bu)位的(de)(de)(de)(de)(de)集積,或(huo)出現沉(chen)淀時(shi)能(neng)及時(shi)清除(chu);用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)堵縫(feng)(feng)劑或(huo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)來封(feng)閉已(yi)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)縫(feng)(feng)隙;連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)部(bu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)法蘭盤墊(dian)圈采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)非(fei)吸水性(xing)材(cai)料(liao) (如在(zai)(zai)可能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)聚四氟乙烯等材(cai)料(liao));在(zai)(zai)裝配前,接(jie)(jie)(jie)(jie)合(he)面要刷(shua)涂料(liao)或(huo)覆(fu)蓋涂層、堆(dui)焊(han)耐縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕材(cai)料(liao)。圖 4-47 為防止(zhi)縫(feng)(feng)隙腐(fu)蝕可采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)幾種方(fang)(fang)法示意圖, (a)為螺栓(shuan)連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie),采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)密封(feng)膠填充縫(feng)(feng)隙,消除(chu)緊固件(jian)縫(feng)(feng)隙;(b)管(guan)板式換(huan)熱器(qi)(qi),管(guan)板與(yu)管(guan)束脹接(jie)(jie)(jie)(jie)段(duan)盡可能(neng)完全(quan)與(yu)管(guan)板厚度一致;( c )管(guan)子(zi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)對(dui)接(jie)(jie)(jie)(jie)而不(bu)(bu)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)插接(jie)(jie)(jie)(jie);(d)避免(mian)(mian)夾套焊(han)縫(feng)(feng)與(yu)筒(tong)體間(jian)產生(sheng)縫(feng)(feng)隙;( e )容器(qi)(qi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)支座支撐,如平底(di)容器(qi)(qi)底(di)部(bu)直接(jie)(jie)(jie)(jie)坐于地面,應采(cai)取措施(shi)填充底(di)部(bu)與(yu)地面的(de)(de)(de)(de)(de)縫(feng)(feng)隙。
改善運行條件,對提高壓力容(rong)器的(de)抗縫隙腐蝕性能特別重要。壓力容(rong)器應該(gai)進行周期(qi)性地清(qing)洗,改進溶液攪拌和流動(dong)情(qing)況,防止生物或沉淀物的(de)聚集等,也有利于(yu)防止或減少縫隙腐蝕。
在工藝條件(jian)允許的(de)情(qing)況下(xia),可以(yi)采用添(tian)加某種(zhong)緩蝕(shi)劑(ji)(ji)的(de)方法防止縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)。采用足量(liang)的(de)磷酸鹽(yan)、鉻酸鹽(yan)和亞(ya)硝酸鹽(yan)的(de)混(hun)合物,對鋼(gang)、黃銅和 Zn 結構是有效的(de)。但由于緩蝕(shi)劑(ji)(ji)進(jin)入(ru)縫(feng)隙(xi)時常受(shou)到阻(zu)滯,其(qi)消耗量(liang)大,如(ru)果用量(liang)不當,反而會加速(su)腐蝕(shi)。
(2)選材
縫隙無法避(bi)免時,選用耐縫隙腐蝕的材料。選用在低氧酸性介(jie)質中(zhong)不活化并(bing)具有盡可能
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