壓力容器常見的電化學(xué)腐蝕類型

　　黑龍江壓力容器常見的電化學(xué)腐蝕類型

　　1.點(diǎn)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(fā)生局部腐蝕。結(jié)果是金屬表面出現(xiàn)針狀或點(diǎn)狀，有一定深度的小孔，稱為點(diǎn)蝕。

　　點(diǎn)蝕的腐蝕機(jī)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(fā)生點(diǎn)蝕。組織、夾雜物等金屬構(gòu)造上的不均勻部分易成為點(diǎn)蝕源。

　　減少點(diǎn)蝕傾向的措施有：

　?、龠x擇抗點(diǎn)蝕性能的材料，例如含鉬的不銹鋼；

　?、诤附颖砻孢M(jìn)行酸洗鈍化；

　?、劢Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要避免死角，盡量使介質(zhì)不處在靜態(tài)。

　　2.縫隙腐蝕

　　浸在腐蝕介質(zhì)中的金屬構(gòu)件，在縫隙和其他隱蔽的區(qū)域內(nèi)常常發(fā)生強(qiáng)烈的局部腐蝕，這種現(xiàn)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(guān)。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(diǎn)蝕。

　　3.點(diǎn)偶腐蝕

　　電偶腐蝕實(shí)質(zhì)上是由兩種不同的電極構(gòu)成的宏觀原電池的腐蝕。當(dāng)兩種不同金屬浸在導(dǎo)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(dǎo)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(tài)稱為電偶腐蝕。

　　在工程技術(shù)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(shí)際使用中發(fā)生電偶腐蝕的程度如何，可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定或根據(jù)電偶序確定。

　　減少電偶腐蝕傾向的措施有：

　　①盡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(hù)法。

　　4.晶間腐蝕

　　金屬的晶界非常活潑，在晶界或鄰近區(qū)產(chǎn)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(qiáng)度。晶間腐蝕是由晶界的雜質(zhì)或晶界區(qū)某一合金元素的增多或減少而引起的。

　　5.應(yīng)力腐蝕開裂

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

　　影響應(yīng)力腐蝕破裂的重要變量是溫度、介質(zhì)成分、材料成分和組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)力。破裂方向一般與作用應(yīng)力垂直。應(yīng)力增大，則發(fā)生破裂的時間縮短。應(yīng)力來源于外加應(yīng)力、焊接和冷加工等產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力等。

　　6.氫致開裂

　　氫致開裂的機(jī)理：當(dāng)鋼浸漬在含硫化氫的環(huán)境中，因腐蝕而產(chǎn)生的氫便滲入鋼中，原子狀氮擴(kuò)散到達(dá)非金屬夾雜物等界面，在其缺陷部位轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿託洌岣吡丝斩吹膬?nèi)壓，其壓力可達(dá)104MPa。在壓力作用下，沿夾雜物或偏析區(qū)呈線狀或臺階狀擴(kuò)展開裂。

　　在煉油工業(yè)的汽油穩(wěn)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(huán)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(xiàn)象。氫致開裂另一種表現(xiàn)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(dá)數(shù)百攝氏度，壓力高達(dá)數(shù)十兆帕，介質(zhì)中氫氣分量較高。這類容器，如果設(shè)計(jì)、制造或使用不當(dāng)就有可能因氫的腐蝕而導(dǎo)致破裂。氫腐蝕發(fā)生在高溫高壓臨氫環(huán)境中，由于進(jìn)人鋼中的氫的作用，導(dǎo)致材料的化學(xué)成分變化、組織改變、力學(xué)性能劣化、并產(chǎn)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(jìn)人鋼中與滲碳體相互作用，生成甲烷，使鋼脫碳。因?yàn)殇摰闹饕獜?qiáng)化相滲碳體被氫還原了，所以強(qiáng)度大為降低。

　　氫腐蝕脫碳現(xiàn)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(nèi)部，與滲碳體反應(yīng)生成甲烷。生成的甲烷不能從鋼中擴(kuò)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(shù)目和尺寸隨時間的增長而增加，氣泡擴(kuò)大和相互連接的結(jié)果形成出現(xiàn)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(yīng)力等。一般情況下，碳素鋼在200℃以上的高壓氫環(huán)境中才會發(fā)生氫腐蝕。鋼中加入鉻、釩、鎢等能形成穩(wěn)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(shè)計(jì)的一般原則

　　焊接是容器制造的重要環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，往往在制造過程中容易產(chǎn)生缺陷，也不利于無損檢測；此外焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與容器的使用安全也有很大的關(guān)系。《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和GBl50《鋼制壓力容器》規(guī)定：

　　1.不宜采用十字焊縫。相鄰的兩筒節(jié)間的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰?fù)补?jié)的縱縫應(yīng)錯開，其焊縫中心線之間一般應(yīng)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(dāng)兩側(cè)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(yīng)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(yù)制的缺口，常成為脆性破壞的起裂點(diǎn)，因此在焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時要盡量采用全焊透的結(jié)構(gòu)。對于低溫壓力容器、受交變載荷的壓力容器的焊接結(jié)構(gòu)必須采用全焊透的結(jié)構(gòu)。

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